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背景:自阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease, AD)首次提出的一百多年来,国际神经科学界对其进行了大量的探索研究,但目前其病因和致病机制仍不明确。β-淀粉样蛋白(β-amyloid protein, Aβ)作为AD的四大主要病理表现之一,被认为是其他几种发病机制作用的共同通路。Ap能够通过多种途径参与AD的病理改变,因此如何有效地促进Ap的清除已成为目前临床治疗AD的重要靶点。但目前针对Ap研发的药物在清除Ap的同时也会产生很大的毒副作用,所以寻找一种无创伤的能够有效预防或缓解AD的手段尤为重要。近来的研究证实,运动作为一种神经保护策略能有效延缓AD的病理进程,改善其空间学习和记忆功能。目的:本研究将APP/PS1转基因小鼠作为研究对象,从3月龄时给予16周的自主跑轮运动干预,就自主运动对APP/PS1转基因小鼠空间学习记忆能力、海马Ap沉积水平和小胶质细胞对Ap的吞噬清除能力的影响进行研究,以期阐释自主运动对APP/PS1转基因小鼠空间学习记忆能力和Ap内吞清除的细胞机制的影响。方法:将22只3月龄的APP/PS1小鼠随机分为2组:转基因对照组(TC,n=11)和转基因运动组(TE,n=11);同时将22只同龄同种系的正常野生型C57BL/6小鼠随机分为野生型对照组(C,n=11)与野生型运动组(E,n=11)。其中,E组和TE组小鼠除给予正常饮水饮食外,还要进行16周的自主跑轮运动干预。运动干预结束后于第17周采用Morris水迷宫行为学实验,检测各组小鼠的空间学习记忆能力。Morris水迷宫测试完休息24h后,每组小鼠按所需方法取材,进行指标测试。采用PT-PCR法测定小鼠海马区TGF-β1、TGF-βR1 Ⅱ、CD11b、SR-A Ⅰ、CD68和CD206基因的转录水平;采用免疫荧光实验检测各组小鼠海马小胶质细胞的数量、Aβ沉积水平及小胶质细胞与Ap的共存情况。结果:(1)在定位航行实验中,与C组相比,E组小鼠的潜伏期和总路程均明显减小(P<0.01),而TC组小鼠的潜伏期和总路程均高于C组小鼠;与TC组相比,TE组小鼠的潜伏期和总路程均明显减小(P<0.01)。在空间探索实验中,与C组相比,E组小鼠的穿越平台次数明显增多(P<0.05),而TC组小鼠的总路程、穿越平台次数和初始角弧度均明显降低(P<0.05);与TC组相比,TE组小鼠总路程、平台象限时间和路程百分比、穿越平台次数和初始角弧度均明显增大,其中在总路程、平台象限时间和路程百分比上具有显著性差异(P<0.05),穿越平台次数和初始角弧度上具有极显著性差异(P<0.01)。(2)与C组相比,E组小鼠海马Ap沉积水平明显降低(P<0.05),而TC组小鼠海马Ap沉积水平明显升高(P<0.01);与TC组相比,TE组小鼠海马Aβ沉积水平显著降低,具有极显著性差异(P<0.01)。(3)与C组相比,E组小鼠海马CD11b阳性小胶质细胞的数量明显减少,具有极显著性差异(P<0.01),而TC组小鼠海马CD11b阳性小胶质细胞的数量、CD11b基因转录水平显著升高,具有显著性差异(P<0.05),CD68的基因转录水平显著上调,具有极显著性差异(P<0.01),而CD206、CD206/CD68的比值显著降低;与TC组相比,TE组小鼠海马CD11b阳性小胶质细胞的数量CD11b和CD68的基因转录水平均显著降低(P<0.05),而CD206、CD206/CD68的比值显著升高(P<0.05)。(4)与C组相比,TC组小鼠海马中TGF-β1的基因转录水平明显升高,具有显著性差异(P<0.05),而TGF-β1R Ⅱ的mRNA水平显著下降,具有极显著性差异(P<0.01);与TC组相比,TE组小鼠海马中TGF-β1的基因转录水平明显下降,具有极显著性差异(P<0.01),而TGF-β1R Ⅱ的mRNA水平显著升高,具有极显著性差异(P<0.01)。(5)与C组相比,TC组小鼠海马SR-A Ⅰ的转录水平明显降低,具有显著性差异(P<0.05);与TC组相比,TE组小鼠海马SR-A Ⅰ的转录水平明显升高,具有显著性差异(P<0.05)。结论:(1) APP/PS1转基因小鼠表现有空间学习和记忆功能的损害,而16周的自主跑轮运动能够明显改善其空间学习和记忆能力。(2) APP/PS1转基因小鼠海马Aβ沉积明显增多,而16周的自主跑轮运动能明显下调APP/PS1转基因小鼠海马Aβ沉积。(3)APP/PS1转基因小鼠海马中可见明显的小胶质细胞的增生和活化,而16周的自主跑轮运动能够明显抑制小胶质细胞的增生,且能抑制M1型小胶质细胞的活化,促进M2型小胶质细胞的活化。(4) APP/PS1转基因小鼠脑内TGF-β1信号通路传导障碍,而16周的自主跑轮运动可能是通过提高TGF-β1R Ⅱ的基因转录水平,增强小鼠脑内TGF-β1的信号通路传导作用。(5) APP/PS1转基因小鼠海马SR-A Ⅰ的水平较低,而16周的自主跑轮运动能够上调小鼠海马SR-A Ⅰ的基因转录水平,增强小胶质细胞对Aβ的吞噬清除作用。