Leptin拮抗Aβ1-42所致大鼠空间学习记忆和在体海马L-LTP伤害的神经保护效应研究

发布时间：2017-09-16 14:19

  本文关键词：Leptin拮抗Aβ1-42所致大鼠空间学习记忆和在体海马L-LTP伤害的神经保护效应研究

  更多相关文章： 瘦素 Aβ1-42 空间工作记忆 空间参考记忆 晚期长时程增强 突触可塑性

【摘要】：目的:通过长时间给予leptin,观察脑室注射Aβ大鼠在Y迷宫自发交替实验中的表现,揭示leptin对短期工作记忆的保护作用。通过使用Morris水迷宫行为学测试手段,研究leptin是否对Aβ1-42所致的空间参考记忆损伤有逆转作用。通过使用在体场电位记录的方法观察leptin拮抗Aβ1-42对L-LTP的压抑作用。方法:250-300g成年雄性大鼠随机分为四组(vehicle+saline,Aβ1-42+saline,vehicle+leptin及Aβ1-42+leptin)。水合氯醛麻醉后将大鼠固定在脑立体定位仪上,脑室埋置套管,术后恢复5天。第6天给予脑室注射Aβ1-42或vehicle,并于注射后第二天连续10天给予leptin或saline。给药结束后进行Y迷宫自发交替实验记录。主要指标包括大鼠进入各臂的顺序和进入各臂的总次数。Y迷宫自发交替实验后第二天起,大鼠进行连续5天Morris水迷宫定位航行实验以寻找水下隐藏平台,记录大鼠寻找水下平台的潜伏期并记录游泳轨迹,每只大鼠每日游泳4次。定位航行实验结束后进行空间探索实验。将大鼠放入撤除隐藏平台的水池内游泳120秒,记录其在目标象限的游泳时间和距离,并计算大鼠在目标象限的游泳时间占总游泳时间的比例。空间探索实验结束后4小时,进行可视平台实验,记录各组大鼠寻找可视平台的潜伏期。水迷宫实验24小时候,大鼠于乌拉坦麻醉后固定在脑立体定位仪上,使用平行绑定的刺激/记录电极引导海马CA1区场电位,稳定记录30分钟f EPSP后给予三组高频刺激诱导L-LTP,而后继续记录180min,比较各组之间场电位幅度变化百分比。各组大鼠于高频刺激前给于间隔50ms的双脉冲易化观察双脉冲易化百分比,并行组间比较。结果:单独给予Aβ1-42(Aβ1-42+saline)的大鼠在Y迷宫自发交替实验中进臂正确次数明显下降,明显低于vehicle+saline组(P0.001),提示Aβ对短期工作记忆能力有明显伤害作用;与Aβ1-42+saline组相比,Aβ1-42+leptin组大鼠的进臂正确率明显上升(P0.001),提示leptin可明显逆转Aβ对工作记忆的伤害;各组大鼠进臂总次数没有明显差异(P0.05),表明药物对大鼠运动能力没有影响,提示进臂正确率的差异不是由于运动能力的升高或降低所引起的。Morris水迷宫实验中各组大鼠在第1-5天寻找隐藏平台的潜伏期随训练时间延长而逐渐缩短,Aβ1-42与vehicle处理之间有主效应,leptin与saline处理之间有主效应,并且Aβ1-42与leptin之间有交互效应。在空间探索实验中,vehicle+saline组大鼠与vehicle+leptin组大鼠在目标象限游泳时间比例中无明显统计学差异(P0.05),Aβ1-42+saline组大鼠游泳时间比例明显低于vehicle+saline组大鼠(P0.001),leptin处理后的大鼠目标象限游泳时间比例明显高于Aβ1-42+saline。可视平台实验中未观察到各组大鼠登上可视平台潜伏期有明显差异(P0.05)。在体场电位记录实验中,大鼠给予Aβ1-42后对L-LTP大小有明显压抑作用,Aβ1-42处理组比较vechile处理组明显压抑L-LTP的维持(P0.001),而Aβ1-42+leptin处理组与Aβ1-42+saline组大鼠存在明显统计学差异(P0.001),提示leptin逆转Aβ1-42对L-LTP维持的压抑作用。高频刺激诱导L-LTP后60min给予leptin注射的大鼠L-LTP高于未给予leptin注射的大鼠,提示leptin增强L-LTP的诱导过程。双脉冲易化百分比在各组之间没有统计学差异(P0.05)。结论:脑室注射Aβ对大鼠短期空间工作记忆能力有明显伤害作用,而leptin可以拮抗Aβ所致的短期空间工作记忆损伤,提示leptin可能对改善AD患者空间认知能力有重要意义。Aβ1-42单次脑室注射会降低大鼠空间参考记忆能力,多次注射leptin有助于拮抗Aβ1-42导致的空间学习记忆能力损伤。提示leptin对AD患者空间记忆能力的丧失可能有一定的治疗意义。Aβ1-42可以明显压抑大鼠在体海马L-LTP的维持,leptin可以有效逆转Aβ1-42对L-LTP维持的压抑;leptin可以易化L-LTP的诱导;Leptin和Aβ1-42不影响突触前神经递质的释放。阿尔兹海默病(Alzheimer’s Disease,AD)是一种渐进性的神经退行性疾病,该病的发病已经累及全世界4000多万人,给社会及家庭造成严重的精神和财力负担。AD的主要病理特征是脑内细胞外出现大量的淀粉样斑块沉积和细胞内出现神经原纤维缠结。AD的发病机制尚不十分清楚,目前主要以淀粉样β蛋白(Aβ)学说为主,即Aβ的过度产生、沉积和毒性作用引起了神经系统认知功能的下降乃至痴呆的出现。AD最主要的行为学改变是空间认知能力下降。空间认知能力是自身对周围环境及自身空间定位的获得、梳理、提取和使用过程。依照记忆时间长短,空间记忆可分为短时程的工作记忆和长时程的参考记忆。在过去二十年中,研究人员使用啮齿类动物建立的许多动物模型均显示,脑内直接注射Aβ或者使用Aβ过度表达的转基因小鼠都显示明显的空间认知能力下降。长时程增强(Long term potentiation,LTP)是一种广泛存在于神经系统中的突触传递活动长时间增强现象。海马的LTP被认为与学习记忆密切相关。而海马在体及离体研究表明Aβ可以引起海马LTP压抑,这被认为可能是导致早期AD病人记忆功能紊乱的重要原因。瘦素(Lepin)是一种存在于血浆中、主要由白色脂肪组织分泌、分子量为16k D的激素蛋白质。Leptin的主要作用是通过影响中枢下丘脑的核团,调节人体正常摄食和能量代谢。Leptin在其他组织的作用研究也引起人们的关注,如骨的形成、生殖系统、胰岛素的敏感性及神经活动等。近年来,对leptin的中枢研究特别是在AD、帕金森疾病、癫痫及脑缺血的研究中发现,leptin具有神经保护作用,提示leptin可能成为这些疾病的一种潜在治疗手段。然而,有关Leptin拮抗Aβ导致的空间认知能力下降和长时程增强压抑的保护效应尚缺乏足够的实验证据。因此,本实验从行为学入手,结合在体电生理手段,研究了leptin对Aβ所致大鼠空间记忆和海马在体长时程增强损伤的逆转效应,旨在为AD的治疗提供新的思路。
【关键词】：瘦素 Aβ1-42 空间工作记忆 空间参考记忆 晚期长时程增强 突触可塑性
【学位授予单位】：山西医科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R749.16
【目录】：

• 中文摘要6-9
• 英文摘要9-13
• 前言13-15
• 第一部分 慢性注射leptin可逆转Aβ1-42 所致的空间工作记忆障碍15-19
• 1 材料与方法15-17
• 1.1 药物15
• 1.2 动物15-16
• 1.3 手术及给药16
• 1.4 自发交替实验16
• 1.5 数据分析16-17
• 2 结果17-19
• 2.1 Leptin逆转Aβ1-42 所致大鼠空间自发交替实验正确率下降17-19
• 第二部分 慢性注射leptin可拮抗Aβ1-42 所致长期空间参考记忆损伤19-25
• 1 材料与方法19-22
• 1.1 药物19
• 1.2 动物19-20
• 1.3 手术及给药20
• 1.4 Morris水迷宫检测20-21
• 1.5 数据分析21-22
• 2 结果22-25
• 2.1 Leptin逆转Aβ1-42 所致的空间参考学习能力下降22
• 2.2 Leptin逆转Aβ1-42 所致的大鼠空间记忆能力降低22-23
• 2.3 Leptin及Aβ1-42 给药不影响大鼠运动能力及视力23-25
• 第三部分 Leptin经突触后机制逆转Aβ1-42 所致海马突触可塑性损伤25-30
• 1 材料与方法25-27
• 1.1 药物25
• 1.2 动物25-26
• 1.3 手术及给药26
• 1.4 在体场电位记录26
• 1.5 数据分析26-27
• 2 结果27-30
• 2.1 Leptin拮抗Aβ1-42 所致的海马CA1 区L-LTP压抑27
• 2.2 Leptin易化高频刺激诱导L-LTP27
• 2.3 Leptin和Aβ1-42 不影响突触前神经递质的释放27-30
• 讨论30-33
• 结论33-34
• 参考文献34-37
• 综述37-50
• 参考文献45-50
• 致谢50-51
• 在学期间承担/参与的科研课题与研究成果51-52
• 个人简介52

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