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阿尔兹海默病(Alzheimer disease,AD)是老年性痴呆症最常见的一种类型,以中枢神经系统神经元退行性变性为主要特征,患者主要表现为进行性加重的认知障碍、记忆力下降以及智力丧失,最终生活无法自理,这不仅使患者的家庭痛苦,也给社会带来沉重的压力。AD有两大明显的神经病理改变即老年斑块(senile plaques,SP)和神经原纤维缠结(neurofibrillary tangles,NFT),但到目前为止,AD的病理机制是不清楚的,也没有获得有效的治疗方法。近几年来的研究发现提示轴突病变在AD的发病机制上可能扮演重要的角色,而且轴突病变的特征性改变包括轴突和膨体的肿胀、轴突转运障碍以及轴突漏可能参与了SP和NFT的起源和形成。最近的动物模型研究也证实AD相关的危险因子如脑缺血、脑损伤、氧化应激和糖尿病脑病可以导致突起病变包括轴突病变和树突病变。为了进一步阐明AD相关的危险因子和轴突病变在AD病理机制上的重要性,本研究使用培养的海马神经细胞研究氧和葡萄糖剥夺(oxygen-glucose deprivation,OGD)并结合复氧复糖的处理对神经突起的影响。培养8天的大鼠海马神经元实施不同时间的(0.5 h、1 h、2 h、4 h)OGD以及结合复糖复氧24 h处理。使用细胞工作站对神经元的形态(胞体和突起)、神经突起的转运功能和线粒体在神经突起的分布进行实时观察和成像以及进一步的测量分析。结果发现:(1)短时间(0.5 h和1 h)的缺糖缺氧和24 h复糖复氧处理对神经元突起形态影响不明显;相对较长时间(2 h)的缺糖缺氧和24 h复糖复氧处理后部分神经元胞体出现空泡样改变伴随突起的退休性变化;长时间(4 h)的缺糖缺氧和24 h复糖复氧处理后大部分的神经元胞体出现坏死性变化伴随神经突起断裂和崩解;(2)神经元在受到缺糖缺氧刺激后,突起的顺行和逆行转运都受到明显抑制,长时间的缺糖缺氧和复糖复氧处理最终可以导致突起转运的停止;(3)长时间(2 h)的缺糖缺氧和24 h复糖复氧处理能导致培养海马神经突起内线粒体分布改变和线粒体的聚集。这些结果提示明显的缺糖缺氧以及复糖复氧处理可导致培养的原代海马神经元突起的结构和功能变化。我们的发现对于阐明脑血管病变以及脑中风在AD病理机制上的作用提供重要的实验证据。