Aβ42免疫新生期小鼠可经非Aβ清除途径促进认知功能发育

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背景:β淀粉样蛋白(β-amyloid,Aβ)沉积形成的老年斑是阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)的特征性病理标志之一。β淀粉样蛋白沉积形成的纤维缠结具有神经毒性,诱发神经元凋亡,导致AD患者的神经退行性变;可溶性的寡聚体 Aβ可以抑制 LTP和损害海马神经突触的可塑性,影响认知功能。1999年Schenk等首次报道用Aβ疫苗接种AD转基因小鼠,可以有效地抑制淀粉样斑块的形成以及明显地减少AD的病理样变。之后,许多报道认为Aβ疫苗接种可以通过诱发免疫反应,清除β淀粉样蛋白有效改善AD模型小鼠的学习记忆能力。  神经发生持续存在,特别是在SGZ和SVZ区域。哺乳动物发育期是认知学习能力形成的关键时期,如海马区的神经发生对海马依赖性的学习记忆功能有密切的关系。Aβ的具体生理功能目前尚不明确,新生期小鼠的免疫系统和神经系统尚处于发育阶段,若给予Aβ疫苗免疫接种,干扰正常Aβ代谢是否会影响成年后的认知功能,目前尚未见报道。本研究从新生24h开始给C57BL/6小鼠接种小鼠Aβ42和人Aβ42疫苗,采用免疫因子检测和行为学测试的方法,观察成年后神经发生、情绪状态和认知行为的变化,并探讨引起变化的原因。  目的:探讨新生期接种小鼠和人 Aβ42对 C57BL/6小鼠认知功能发育的影响及影响的可能机制。  方法:新生24h内SPF级C57BL/6小鼠随机分为3组,每组14只。  第1组,小鼠Aβ42组:新生C57BL/6小鼠出生24h内皮下多点免疫接种小鼠Aβ42,于生后第1、2和3周末再各加强免疫1次。  第2组,人Aβ42组:新生C57BL/6小鼠出生24h内皮下多点免疫接种人Aβ42,于生后第1、2和3周末再各加强免疫1次。  第3组,对照组:新生C57BL/6小鼠24h接种同实验组体积量的PBS,于生后第1、2、3周末重复免疫1次。  于第11、25和42天取血,间接ELISA法检测血清中抗Aβ42抗体的水平;第25天各组取7只小鼠摘眼球采血,进行血清及右半脑匀浆IFN-γ、IL-4和TNF-α检测,取左半脑进行BrdU与Iba1、DCX双标染色;于第5周末进行旷场试验;第6周Morris水迷宫认知功能检测;6周末采血进行血清Aβ定量及抗Aβ抗体特异性检测,取脑做BrdU与NeuN、GFAP双标染色。  结果:  1.间接ELISA法血清抗Aβ42抗体量:  出生后第11、25及42天,小鼠Aβ42组和人Aβ42组的抗Aβ42抗体的量明显均高于对照组(P<0.01),人 Aβ42组和小鼠 Aβ42组相比没有统计学意义。随着接种的次数增加,抗体量明显增加。  2.血清中Aβ42定量  小鼠 Aβ42组血清中 Aβ42量明显低于对照组(P<0.01),亦低于人 Aβ42组,差异具有统计学意义(P<0.05),而人Aβ42组与对照组相比,差异无统计学意义。  3.Aβ42蛋白与抗Aβ42抗体的特异性检测:  小鼠Aβ42蛋白不能和人Aβ42组血清中的抗人Aβ42抗体结合,反之亦然。  4.旷场试验:  直立次数小鼠Aβ42组多于对照组,人Aβ42组多于对照组,差异具有统计学意义(P<0.05);穿格次数小鼠 Aβ42组显著低于对照组(P<0.05);中央格穿越次数小鼠 Aβ42组高于对照组,差异具有统计学意义(P<0.05)。各指标小鼠 Aβ42组和人Aβ42组比较未见统计学差异。  5.Morris水迷宫认知功能检测:  (1)定位航行实验:  定位航行实验的第1、2天的4个block中各组之间差异没有统计学意义(P>0.05)。在第3、4天的4个block中,与对照组相比,小鼠Aβ42组和人Aβ42组逃避潜伏期明显缩短,差别具有统计学意义(P<0.05),人Aβ42组和小鼠Aβ42组相比差别没有统计学意义(P>0.05)。小鼠Aβ42组在6天的第2个block中,逃避潜伏期较对照组短,差异具有统计学意义(P<0.05)。在第7天的两个block中,小鼠Aβ42组和人Aβ42组逃避潜伏期明显缩短,差别具有统计学意义(P<0.05)。  (2)空间探索实验:  小鼠 Aβ42组和人 Aβ42组平台象限游泳时间占总时间的百分比高于对照组,差别具有统计学意义(P<0.05);小鼠 Aβ42组和人 Aβ42组之间没有统计学差异。  6.SGZ区新生细胞计数  小鼠Aβ42组和人Aβ42组SGZ区的新生未成熟神经元均多于对照组,差异具有统计学意义(P<0.05);新生的小胶质细胞小鼠Aβ42组和人Aβ42组均显著多于对照组(P<0.05);小鼠Aβ42组和人Aβ42组之间,新生未成熟神经元和小胶质细胞均无差异。小鼠Aβ42组和人Aβ42组SGZ区的新生成熟神经元均高于对照组,差异具有统计学意义(P<0.05);新生的星形胶质细胞三组均无统计学差别。  7.血清和脑匀浆中的IL-4、IFN-γ和TNF-α的量:  两Aβ42组的血清和脑中IL-4均较对照组偏高(P<0.05),小鼠Aβ42组和人Aβ42组相比差别无统计学意义。两 Aβ42组小鼠血清和脑中的IFN-γ也均较对照组偏高(P<0.05),两Aβ42组小鼠之间无差别。血清和脑中的TNF-α,对照组高于人Aβ42组,人Aβ42组高于小鼠Aβ42组,但三组之间的差别无统计学意义。  结论:  1.新生期接种小鼠Aβ42和人Aβ42疫苗均能促进小鼠的神经发生和认知功能的发育,改善情绪状态。  2.新生期接种Aβ42诱发的神经发生和认知能力的提高与抗体Aβ抗体介导的内源性Aβ清除无关  3.接种Aβ42蛋白促进神经发生和认知功能发育,与免疫有关,是否是Aβ特异性的T细胞激活所知还需要下一步的证实。
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