三氧改善APP/PS1双转基因阿尔茨海默病模型小鼠认知功能障碍的实验研究

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目的:  阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)是一种目前尚无有效治疗措施的神经退行性疾病。认知功能障碍往往出现在AD中晚期,严重影响了患者的健康并带来了沉重的社会负担。β-淀粉样蛋白(amyloidβpeptides,Aβ) 被认为是AD病理过程中的重要始动因子之一。神经纤维缠结之中过度磷酸化的tau蛋白和神经炎症也是该疾病的重要病理学特征。医用三氧在目前已被广泛应用于多种疾病的治疗,在非毒性的安全浓度内(低于70μg/mL),三氧可促进组织对氧化应激压力的适应平衡氧化还原水平,也可调节机体的新陈代谢。尽管医用三氧已得到广泛运用,但尚无三氧治疗AD的相关研究。在本实验中,我们探讨了长期应用三氧腹腔内注射对APP/PS1双转基因小鼠认知功能障碍及Aβ沉积的疗效。  方法:  将 30 只 5 月龄雄性 APP/PS1 双转基因小鼠随机分为三组:模型对照组(AD组)、模型低浓度三氧组(AD30组)以及模型高浓度三氧组(AD50组);20只5月龄雄性SPF级C57BL/6J小鼠被随机分为两组:野生型对照组(WT组)以及野生型三氧组(WT50组)。野生型三氧组(WT50组)与模型高浓度三氧组(AD50组)的小鼠每日接受三氧腹腔内注射,50μg/ml,0.01ml/g/d。模型低浓度三氧组(AD30组)的小鼠每日腹腔内注射浓度为30μg/ml的三氧,0.01ml/g/d。在治疗前与治疗后,通过Morris水迷宫和开放旷场等行为学实验分析各组小鼠的空间记忆、学习能力以及焦虑情绪,并在治疗后检测小鼠的脑组织、血清中的多种蛋白水平,另制脑组织切片,观察其脑组织中淀粉样斑块的数量。  结果:  (1)在行三氧治疗前的两次定向航行训练中,APP/PS1小鼠潜伏期显著性多于野生型小鼠;经过21天三氧治疗,在第三次定向航行训练中,与AD组小鼠相比, AD50组小鼠的潜伏期明显缩短(P<0.05)。  (2)第1次测试中,各组小鼠穿越平台次数无明显差异(P>0.05);在第2次测试中,三组APP/PS1小鼠的穿越平台次数均少于两组野生型小鼠(P<0.05);而在治疗后的第3次测试中,AD50组的平台穿越次数相比于AD组显著性增加(P<0.05);在治疗停止后一周的第4次测试中,5组小鼠的平台穿越次数无明显差异(P>0.05)。  (3)开放旷场结果显示,各组小鼠焦虑情绪为未呈现显著性差异(P>0.05)。  (4)Western Blot结果显示,经三氧治疗后,与AD组相比,AD50组小鼠海马及前额叶中APP表达显著性下调(P<0.05),AD50组小鼠海马中的GFAP表达下调(P<0.05);与WT组相比,WT50组小鼠前额叶中的IBA1表达明显上调(P<0.05), WT50组小鼠海马及前额叶中的p-AKT/AKT水平显著性增加(P<0.05);但5组小鼠海马及前额叶组织中NeuN及iNOS水平均无显著性差异(P>0.05)。  (5)酶联免疫吸附试验( ELISA )显示,各组小鼠脑组织及血清中可溶性Aβ1-40与Aβ1-42含量无差异(P>0.05)。  (6)通过免疫组化分析三氧干预后小鼠脑组织中淀粉样斑块的数量,结果显示,经三氧治疗后,APP/PS1小鼠前额叶及海马中的淀粉样斑块数量有减少趋势。  结论:  三氧可下调APP/PS1小鼠前额叶及海马中APP水平,减少小鼠脑中淀粉样斑块的聚集,抑制APP/PS1小鼠海马中星形胶质细胞的活化,长期应用能有效减轻和逆转小鼠认知功能损伤。
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