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目的:阿尔茨海默病(Alzheimer disease,AD)是最常见的老年期痴呆类型,其临床特征表现为隐袭起病,进行性的记忆和认知功能减退,多伴有人格、精神异常,是年龄相关的神经系统退行性疾病;病理学特征表现为β-淀粉样蛋白(β-amyloid,Aβ)沉积于神经元外形成大量老年斑(Senile plaques,SP)和神经元内形成以过度磷酸化的微管相关蛋白tau为主要成分的神经原纤维缠结(Neurofibrillary tangles,NFTs),同时伴有胆碱能神经元数量、突触数量的明显减少。迄今为止,AD的发病机制仍不是十分明确,当前国内外医学界主要有以下几种学说:胆碱能神经损伤学说、线粒体损伤学说、氧化应激学说、遗传与基因突变学说等,但目前无一学说能阐明其发病机制。东莨菪碱(scopolamine,SCO)是M型胆碱受体拮抗剂,可阻断大脑皮层和海马区乙酰胆碱对M受体的激动作用,从而对记忆获得产生阻抑效应,诱导痴呆,已经被广泛应用在神经营养药物的评估上。腹腔给药3mg/Kg后可造成动物记忆功能障碍。东莨菪碱用于诱导动物记忆障碍模型具有简单、经济、方便等优点,故常应用于抗AD活性化合物的初步筛选。茴拉西坦(aniracetam)作为γ-氨基丁酸的环化衍生物,为脑代谢增强药,对于改善抑郁症患者的症状方面具有长期效果,同时,茴拉西坦还有抗焦虑的作用。其主要作用机制可能是通过调节谷氨酸受体中的AMPA受体和类乙酰胆碱能系统,但国内尚未见将茴拉西坦应用东莨菪碱致痴呆模型中,本实验以东莨菪碱致痴呆作为AD的模型,探讨AMPA受体(Glu R1)、突触可塑性蛋白的表达情况,并探讨茴拉西坦是否可以通过激活谷氨酸受体磷酸化和增高突触蛋白的表达来改善AD小鼠的认知功能。方法:SPF级雄性BALB/c小鼠96只,全部动物购自北京华维通利华实验动物技术有限公司,饲养于河北省人民医院临床研究中心动物室内。由动物中心的饲养员管理,以标准的鼠粮及纯净的饮水饲养。将小鼠随机分为6组:vehicle组(生理盐水3mg/kg,vehicle group)、模型组(SCO 3mg/kg,SCO group)、低剂量组(SCO 3mg/kg+茴拉西坦40mg/kg,L-A group)、中剂量组(SCO 3mg/kg+茴拉西坦80mg/kg,M-A group)、高剂量组(SCO3mg/kg+茴拉西坦160mg/kg,H-A group)、石杉碱甲组(SCO 3mg/kg+石杉碱甲0.15mg/kg,Huper-A group),每组16只,SCO皮下注射日一次,连续给药60天,茴拉西坦和石杉碱甲在第50天灌胃给药,均为日一次,连续给药10天。造模完成后进行新物体识别实验,实验完成取小鼠海马组织,采用Western blot蛋白分析法测定ERK1/2、p-ERK1/2、Glu R1、p-Glu R1Ser845、PSD-95、SYN在海马组织蛋白表达量;采用RT-q PCR技术测定ERK1/2、Glu R1、PSD-95、SYN的m RNA表达量。采用免疫组化方法测定海马组织PSD-95、SYN的阳性细胞数。采用专用试剂盒检测乙酰胆碱酯酶活性。结果:1茴拉西坦改善东莨菪碱引起的小鼠认知功能下降与vehicle组相比,SCO组小鼠的认知指数明显降低(P<0.01),这说明东莨菪碱明显降低了小鼠的认知功能,造模成功。而经茴拉西坦治疗后,与SCO组相比,M-A和H-A组小鼠认知指数均显著升高(P<0.01),说明茴拉西坦可以改善小鼠的认知功能。2茴拉西坦对突触可塑性相关蛋白的影响2.1茴拉西坦激活东莨菪碱小鼠海马ERK1/2蛋白表达磷酸化6组之间的ERK1/2蛋白表达水平没有明显统计学差异(P>0.05);与vehicle组相比,SCO组小鼠海马组织p-ERK1/2蛋白表达明显下降(P<0.01),说明造模成功;而经茴拉西坦治疗后,与SCO组相比,M-A和H-A组海马p-ERK1/2蛋白表达水平显著升高(P<0.01);阳性对照组蛋白水平p-ERK1/2表达明显升高(P<0.01)。2.2茴拉西坦激活东莨菪碱小鼠海马Glu R1蛋白表达磷酸化6组之间的Glu R1蛋白表达水平没有明显统计学差异(P>0.05);与vehicle组相比,SCO组小鼠海马组织p-Glu R1蛋白表达明显下降(P<0.01),说明造模成功;而经茴拉西坦治疗后,与SCO组相比,H-A组海马p-Glu R1蛋白表达水平显著升高(P<0.01);阳性对照组蛋白水平p-Glu R1表达明显升高(P<0.01)。2.3茴拉西坦减轻东莨菪碱小鼠海马突触蛋白PSD-95、SYN表达的改变与vehicle组相比,SCO组小鼠海马组织PSD-95、SYN蛋白表达明显下降(P<0.01,P<0.01);而经茴拉西坦治疗后,与SCO组相比,L-A组海马PSD-95、SYN蛋白水平均显著升高(P<0.01,P<0.01);阳性对照组PSD-95、SYN蛋白水平表达明显升高(P<0.01,P<0.01)。免疫组织化学染色后可见蛋白表达水平的变化主要是在海马CA1区。3茴拉西坦上调东莨菪碱小鼠海马ERK1/2、Glu R1、SYN、PSD-95基因的表达与vehicle组相比,SCO组小鼠海马组织ERK1/2、Glu R1、SYN、PSD-95基因表达均明显下降(P<0.01),而经茴拉西坦治疗后,与SCO组相比,M-A和H-A组海马ERK1/2基因水平均显著升高(P<0.05,P<0.01);与SCO组相比,H-A组海马Glu R1基因水平均显著升高(P<0.01);与SCO组相比,L-A组海马PSD-95、SYN基因水平均即显著升高(P<0.01、P<0.01),阳性对照组基因水平相应基因表达均明显升高(P<0.01)。4乙酰胆碱酯酶活性测定结果与vehicle组相比,石杉碱甲组乙酰胆碱酯酶活性明显下降(P<0.01),而SCO组乙酰胆碱酯酶活性与vehicle组相比差异没有统计学意义(P>0.05),同样,茴拉西坦治疗组对于乙酰胆碱酯酶活性的影响也没有统计学意义(P>0.05)。结论:1茴拉西坦可以改善东莨菪碱引起的小鼠学习记忆能力下降。2茴拉西坦可以通过增加谷氨酸受体的磷酸化和突触相关蛋白的表达来提高东莨菪碱小鼠的学习记忆能力。