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目的:阿尔茨海默病(AD)是一种中枢神经系统退行性疾病,主要发生于老年人群,其病因学机制至今仍未完全清楚。本研究建立淀粉样蛋白1-40(Aβ1-40)诱导的AD动物模型,观察其学习记忆及病理学改变,检测各组织中胰岛素、胰岛素样生长因子-1(IGF-1)和淀粉样蛋白(Aβ)水平,探讨insulin/IGF-1对AD大鼠认知功能和海马CA1区Aβ1-40枷表达的影响。
方法:将凝聚态Aβ1-40注入大鼠双侧海马CA1区,利用大鼠跳台和Morris水迷宫实验检测大鼠的学习记忆能力,建立AD动物模型;采用放射免疫法测定血清、脑脊液及脑组织中insulin、IGF-1和Aβ水平,分析其相关性:大鼠造模术后第2d分别给予0.9%生理盐水(1ml/kg)、insulin(1u/kg)和IGF-1(50μg/kg)进行干预,2周后各组分别进行水迷宫行为学实验检测大鼠学习记忆能力,用药3周后行病理学检查(包括HE、刚果红)和免疫组化、Western方法观察海马CA1区Aβ1-40的表达。
结果:海马内注射Aβ1-40可引起大鼠行为学及病理学改变;拟AD模型组血清中insulin、IGF-1水平与对照组相比无显著性差异:拟AD模型组脑组织中insulin水平高于正常对照组,脑脊液中insulin水平低于正常对照组,脑组织及脑脊液中IGF-1水平低于正常对照组,拟AD模型组与正常对照组相比具有显著性差异;insulin/IGF-1干预组与拟AD模型组比较,定位航行实验第3d开始平均逃避潜伏期明显缩短,在空间探索实验中,跨越原平台位置的次数明显增多。HE染色显示拟AD模型组和盐水治疗组海马注射区附近可见颗粒细胞带明显受损,弥漫性胶质细胞浸润,局部神经元大量缺失,细胞排列疏松紊乱,insulin/IGF-1组海马注射区可见颗粒细胞带轻度受损,神经元排列尚规则,与模型组之间有显著差异(P<0.01)。insulin/IGF-1组大鼠海马CA1区Aβ1-40的表达明显减少,与拟AD模型组比较具有显著差异(P<0.01)。
结论:1、本实验显示,Aβ1-40海马内注射诱导的AD模型能较好的模拟AD的学习记忆障碍、神经元损伤等行为学和病理学方面的特征,明确地显示了Aβ的神经毒作用,可作为AD研究较好的动物模型;2、AD大鼠脑内出现insulin/IGF-1水平异常,且二者与Aβ水平具有一定的相关性,证明insulin/IGF-1水平异常与Aβ沉积相关,在AD发病机制中起重要作用;3、应用insulin/IGF-1干预可以减少海马CA1区Aβ1-40的表达,减轻凝聚态Aβ1-40对大鼠海马的病理损害,显著改善拟AD模型大鼠学习记忆能力,为临床合理应用insulin/IGF-1治疗AD提供一定的理论依据。insulin/IGF-1可能作为AD的一个保护因子,在Aβ的降解和清除中发挥作用,可能成为AD治疗的一种新的手段,为AD的预防和治疗提供更好的靶向药物,insulin/GF-1是阻止Ap发挥神经毒性作用的关键因素之一,提示其在AD发病机制中起一定作用。