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阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)又称老年性痴呆,是一种以临床表现为进行性认知功能障碍、记忆力及生活能力减退为主的神经系统退行性疾病。尽管AD发病机制目前还不十分明确,但β淀粉样蛋白(amyloid beta-protein,Aβ)作为AD发病的始动因子已得到广泛认可。目前对Aβ引起AD的机制研究主要集中在炎症反应、神经元凋亡及氧化应激。自1970年以来,人们逐渐发现小胶质细胞(microglia,MG)是中枢神经系统的免疫效应细胞,在机体固有免疫及多种神经退行性疾病的炎症反应中承担重要作用。近年来相关研究表明,MG在AD神经病理变化中起着“双刃剑”的作用。一方面,活化的MG可以通过吞噬作用清除β淀粉样蛋白,从而降低Aβ对神经元的毒性作用;另一方面,过度活化的MG可产生大量的炎性介质,如IL-1β、TNF-α等,这些炎性介质诱导慢性炎症反应的形成,进而加速AD病程的发展和恶化。因此,本课题从整体动物实验动态观察大鼠海马注射Aβ不同时间段后神经元损伤情况、Aβ沉积量及MG活化量,着重分析Aβ沉积、神经元损伤与MG的激活三者之间的关系;另有研究表明,Aβ通过加重大鼠海马神经元凋亡诱发神经毒性作用,Aβ对在体及体外的神经细胞的毒性作用依赖于其聚集状态与浓度,为进一步分析其作用机制,本课题离体实验进行体外PC12细胞培养,经不同浓度凝聚态Aβ处理后,采用MTT、Hoechst33258染色、免疫细胞化学及免疫印迹方法,比较分析Aβ对PC12细胞凋亡相关蛋白表达的影响。第一部分β淀粉样蛋白对大鼠海马神经元及小胶质细胞的影响目的:探讨双侧海马注射Aβ25-35后不同时间点对大鼠海马神经元及小胶质细胞的影响,分析Aβ对神经元的作用、Aβ沉积和MG激活的关系。方法:1实验分组及处理:实验分为正常对照组和Aβ处理组(4个时间点),每组8只,适应性饲养一周。正常对照组注射无菌生理盐水5μl, Aβ处理组注射凝聚态Aβ25-355μl(10μg)。Aβ处理组按照注射Aβ25-35后不同时间2、7、15、21天处死分为4组。2AD模型制备:海马区定位坐标:AP-3.5mm,ML±2.0mm,DV2.7mm。双侧用微量注射器分别注入5μl凝聚态Aβ25-3510min注完,留针5min。3Morris水迷宫行为学实验:水池注水至水面高于平台1.5cm,维持水温(21±1)℃,加入墨汁搅匀,确保大鼠不会看见平台;实验期间迷宫周围参照物不变,自动摄像机同步记录大鼠运动轨迹。注射Aβ7天后开始实验,第1-2天为训练,第3-5天数据作为学习、记忆成绩,第6天撤去平台,观察大鼠2分钟内穿越平台区域的次数。4标本处理:大鼠麻醉灌注后,取脑组织固定24h后石蜡包埋,行冠状切片,5μm厚,含海马部位,以备进行硫堇染色和Aβ、CD11b(染MG)免疫组化。5统计学处理:采用SPSS17.0统计软件进行统计分析。结果:1Aβ对大鼠水迷宫实验的影响:对照组大鼠第3,4,5天寻找平台的潜伏期分别为13.57,8.68,7.09秒,15天和21天Aβ处理组大鼠3天的潜伏期明显比对照组长(P<0.05)。对照组大鼠2分钟内穿越平台次数为11.13次,15天和21天Aβ处理组大鼠穿越平台次数为分别为4.25、4.38次,较对照组明显减少(P<0.05)。2Aβ对大鼠海马神经元的影响:硫堇染色显示,对照组大鼠海马CA1区细胞带完整,细胞排列整齐有序,细胞形态正常,胞核不着色,胞浆尼氏体着色深,未见神经元缺失和胶质细胞增生。Aβ处理组大鼠从注射Aβ2天至7天、15天细胞损伤逐渐加重,胶质细胞增多,至21天,细胞损伤较15天有缓和现象,胶质细胞减少。3海马CA1区Aβ25-35沉积和MG的变化Aβ免疫组化显示模型组大鼠Aβ沉积量在2-7天稳定并达最高值,之后呈下降趋势。CD11b免疫组化显示,MG分布部位与Aβ沉积部位相似。与对照组相比,Aβ处理组4个时间点MG的形态和活化量都有显著差异(P<0.05),Aβ处理组2天和7天MG活化量达最多,两组无显著差异(P>0.05),但其后MG活化量随时间延长呈下降趋势。结论:Aβ可以引起神经元损伤,降低大鼠的学习记忆能力;Aβ可以激活MG,引起MG形态和数量改变,募集活化的MG到Aβ沉积部位,MG可吞噬、清除Aβ;Aβ沉积量和MG活化数量变化呈正相关。第二部分Aβ25-35对PC12细胞凋亡相关蛋白表达的影响目的:观察不同浓度(0.1、1、2、5、10、20μmol/L)Aβ25-35对PC12细胞凋亡相关蛋白表达的影响。方法:采用不同浓度的Aβ25-35与PC12细胞共孵育48h后, MTT法检测细胞生长活性, Hoechst33258核染色形态学检测细胞凋亡,免疫细胞化学及免疫印迹检测细胞凋亡相关蛋白Bcl-2,Bax,Caspase-3表达。结果:MTT检测显示Aβ25-35抑制细胞生长活性呈浓度依赖性,Aβ25-35对PC12细胞体外培养生长活性抑制作用随Aβ25-35浓度的增大而加强;Hoechst33258染色显示Aβ25-35与PC12细胞凋亡呈浓度依赖性关系;免疫细胞化学及免疫印迹检测结果均显示Bcl-2蛋白表达量随Aβ25-35浓度的增大呈下降趋势,Bax,Caspase-3蛋白表达量随Aβ25-35浓度的增大呈上升趋势。结论:Aβ25-35可致PC12细胞凋亡,其机制与下调抗凋亡蛋白Bcl-2表达,上调促凋亡蛋白Bax,Caspase-3表达有关。