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阿尔茨海默病(Alzheimers’s disease,AD)即老年性痴呆,是一种以慢性进行性不可逆记忆减退、认知障碍和人格改变为主要临床特征的神经系统退行性疾病。AD主要的病理学特征包括神经元变性脱失、细胞外老年斑形成、细胞内神经原纤维缠结等。有病理研究发现,AD脑组织中的老年斑(senile plaques,SP)和神经原纤维缠结(neurofibrillarytangles,NFT)都有载脂蛋白E(apolipoprotein E,apoE)免疫活性。这就直接提示apoE与AD的病理发生有关。由此可见,apoE与AD的形成可能有比较密切的关系。载脂蛋白E属于载脂蛋白家族中的一员,具有运载脂质、促进髓鞘形成、树突生长、神经元修复及维持突触可塑性等重要的生理功能。人APOE基因存在多态性,即ε2、ε3、ε4,各基因型在人群中所占比例不同,其中ε3为最常见类型。大量流行病学调查结果显示APOEε4等位基因是迟发家族性AD和散发性AD的主要危险因素。海马长时程增强(long-term potentiation,LTP)是公认的研究学习和记忆机制的细胞模型之一,它是一种由高频(强直)刺激(high-frequency stimulation,HFS)作用于兴奋性突触传递通路诱发突触传递效能长时间增强的现象。鉴于海马是AD发病过程中最早和最易受累的脑区之一,海马LTP已被广泛用于AD发病机制研究。虽然已知载脂蛋白E与AD发病密切相关,但已有的关于载脂蛋白E各种亚型对海马LTP作用的研究结果互有矛盾,载脂蛋白E对海马LTP影响的潜在机制也不清楚。越来越多的科学证据提示谷氨酸受体介导的兴奋性神经毒参与了AD的发病。其中,N-甲基-D-天门冬氨酸受体(N-methyl-D-aspartatereceptor,NMDAR)由于其对钙离子的高通透性使其在参与突触可塑性如LTP的形成中具有重要意义。鉴于以上分析,本研究拟通过急性侧脑室内注射重组人apoE4和apoE3并记录海马场兴奋性突触后电位(field excitatory postsynaptic potential,fEPSP),观察不同亚型载脂蛋白E对大鼠海马CA1区在体LTP的作用及其可能的NMDAR机制。目的:探讨(1)apoE4对大鼠在体海马LTP诱导及维持的影响;(2)apoE4是否通过NMDAR机制影响LTP的诱导及维持。方法:(1)电生理手段记录大鼠在体海马CA1区场电位变化;(2)通过侧脑室注射给药观察重组人apoE4、apoE3对LTP诱导及维持的影响;(3)通过观察单独腹膜内注射NMDAR受体拮抗剂MK801及与apoE4联合使用后LTP的变化,观察apoE4是否通过NMDAR机制影响LTP的诱导及维持;(4)通过双脉冲易化(paired pulse facilitation,PPF)实验确定apoE4对LTP的影响是否经由突触前机制。结果:(1)脑室内注射apoE4、apoE3或腹腔注射MK801的预处理均不影响基础性突触传递。(2) apoE4预处理以剂量和时间依赖的方式对高频电刺激引起的海马在体LTP具有显著的抑制作用。给予HSF后1min、30min、60min,对照组fEPSPs幅度分别增强至210.0±10.7%、167.7±5.9%和165.4±5.1%;0.5μg apoE4预处理30min并给与HFS后,fEPSPs幅度分别降至192.1±8.6%、147.7±3.9%和145.6±3.9%(P＜0.01);1μg apoE4预处理30min使fEPSPs幅度分别降至172.1±2.0%、129.3±5.1%和121.1±3.9%(P＜0.001);2μg apoE4预处理30min使fEPSPs幅度分别进一步降至151.8±3.9%、108.0±4.3%和103.5±3.8%(P＜0.001)。同样使用1μg apoE4,随着预处理时间的延长,其对LTP的抑制作用也逐渐增强,在HSF后60min时,10min、30min和60min预处理组LTP值分别为142.5±4.3%、121.1±3.9%和101.0±2.6%(P＜0.01)。(3)与apoE4作用不同,apoE3对海马在体LTP未呈现明显影响。2μg apoE3预处理60min,HFS后1min、30min和60min的fEPSPs幅度分别为211.6±8.8%、161.1±8.8%和159.5±6.7%(P＞0.05)。(4) apoE4预处理未影响PPF。(5) MK801单独作用显著抑制了海马在体LTP,但当与apoE4合用时并未进一步增强apoE4对LTP的压抑作用。1μg apoE4预处理60min,在HSF后1min、30min和60min时,LTP值分别为151.1±4.7%、107.5±5.1%和101.0±2.6%;apoE4与MK801(0.1mg/kg,i.p.)共同给药组LTP值分别为146.2±2.3%、108.1±3.9%、100.8±3.1%,与单独给予apoE4比较,两组间没有统计学意义(P＞0.05)。结论:载脂蛋白E对海马在体LTP发挥了亚型特异性作用,其中apoE4具有伤害LTP诱导的作用。而且,载脂蛋白E4对海马在体LTP诱导的抑制作用不是通过影响突触前递质的释放,而是可能通过损害突触后NMDAR的功能发挥作用。