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精氨酸加压素逆转Aβ_（25-35）引起的在体大鼠海马长时程增强的压抑

作　者: 景玮
导　师: 祁金顺
学　校: 山西医科大学
专　业: 生理学
关键词: 阿尔茨海默病(AD) 淀粉样β-蛋白(Aβ) Aβ25-35片段(Aβ25-35) 精氨酸加压素(AVP) 长时程增强(LTP) 海马大鼠
分类号: Q42
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

阿尔茨海默病（Alzheimer’s disease,AD）是一种不可逆的原发性神经系统退行性疾病,临床表现为进行性学习、记忆和认知功能障碍,智力减退乃至完全痴呆。AD的主要病理特征有:脑内出现高密度的老年斑（senile plaque,SP）、神经原纤维缠结（neurofibrillary tangles,NFT）以及大量神经元丧失等。据分析,SP的主要成分是由39-43个氨基酸构成的淀粉样β-蛋白（Amyloidβ-protein,Aβ）。目前,有关Aβ及其有效片段如Aβ_25-35、Aβ_31-35的神经毒作用已有广泛报道,故一般认为,AD的发病与Aβ在脑内的沉积以及由此产生的神经毒性作用有关。然而,对于Aβ的神经毒性作用机制还不完全清楚,所以目前对AD的防治仍无十分有效的方法。海马是中枢神经系统中与学习和记忆关系较为密切的结构之一,也是AD时SP主要聚集的部位之一。海马的长时程增强（long term potentiation,LTP）是由强直刺激作用于海马兴奋性突触传递通路时所诱发的一种突触传递效率长时间增强的现象,被认为是一个重要的、反映信息储存过程中突触传递发生可塑性变化的电生理指标,与某种学习记忆机制有关。转基因小鼠实验证明,海马LTP的损伤与记忆行为的伤害密切相关,故海马LTP不仅被认为是突触可塑性的功能指标之一,也是研究认知功能障碍疾病如AD的理想模型。海马双脉冲易化（paired pulse facilitation,PPF）是由前后两个刺激作用于突触传递通路时引起的突触传递短时间增强现象,也被认为是反映突触可塑性的指标之一,其形成机制与突触前神经末梢递质释放的增加有关。精氨酸加压素（arginine vasopressin,AVP）是一种神经内分泌激素,作用广泛,不仅可以调节体内水电解质平衡及调节血压,存在于中枢神经系统中的AVP对学习记忆的调节过程也具有重要的意义。有研究表明AD患者脑内和血浆内AVP水平与正常人相比有明显减少,提示AD的发病可能与AVP在脑和血浆中的水平下降有关。此外AVP对老年人记忆的改善已有临床报道,提示AVP可能具有对抗Aβ神经毒性的作用,可能在防治AD、改善记忆障碍方面发挥重要作用。但迄今为止,关于AVP的实验主要集中在观察动物行为学的改变上,有关电生理学方面的机制性研究,特别是AVP对海马LTP的效应研究甚少,并且仍然存在分歧。此外,虽然有实验表明Aβ对LTP具有伤害性作用、AVP则可能与之相反,但两者合用后,AVP是否能够逆转或部分拮抗Aβ对LTP的压抑效应至今仍未见报道。因此,本实验的目的主要是进一步确定脑室内注射AVP是否能影响海马LTP,以及AVP是否可以保护神经元免受Aβ对突触传递可塑性如LTP产生的伤害作用,从而为AD的发病机制以及AD的防治提供可能的新思路。考虑到AD患者记忆力下降和痴呆的发生与海马结构的受累如严重萎缩有关,而AVP也可以通过海马发挥增强记忆的作用,本实验采用细胞外记录的方法,以在体大鼠海马Schaffer侧枝-CA1锥体细胞辐射层（Schaffer collateral/stratum radiatum）突触传递通路上诱导的场兴奋性突触后电位（fEPSPs）的幅度改变为指标,观察了经侧脑室给予不同浓度的AVP、Aβ的25-35片段(Aβ_25-35)、及同时给予两种药物时对在体条件下基础性fEPSPs、高频刺激后引发的LTP以及双脉冲引起的PPF的影响,试图证实AVP在突触传递效率方面的神经调制作用、Aβ_25-35在突触传递效率方面的神经毒性作用、以及AVP是否具有保护神经元免受Aβ_25-35引起的LTP压抑作用。结果显示:（1）在稳定记录基础性fEPSPs30min的基础上,脑室内注射5μL容积的Aβ_25-35（25nmol）或不同浓度的AVP（0.1nmol,1nmol,10nmol）后,30min内各组fEPSPs幅度与给药前相比或与对照组相比均无明显变化。（2）在对照组（n=12）,给予短串高频刺激（HFS,频率200Hz,波宽50μs,脉冲数20,重复3次,间隔30秒）后观察到LTP的出现,如以HFS前的fEPSPs幅度为100%,刺激后即刻增加到206±8.3%;HFS后30min及60min时,fEPSPs幅度仍分别保持在164±6.3%和158±7.0%。（3）HFS前30min脑室注射25nmol Aβ_25-35后,HFS引发的LTP被明显抑制,LTP值在HFS后即刻、30min和60min时分别为160±9.5%,110±8.6%及98±8.4%（n=6）,与对照组相应时间点的LTP值（206±8.3%,164±6.3%及158±7.0%,n=12）相比,差异显著（P＜0.01）。（4）脑室内同时给予不同剂量（0.1nmol、1nmol、10nmo）的AVP及25nmol Aβ_25-35后,Aβ对LTP的压抑作用有不同程度的恢复。在0.1nmol AVP+Aβ组（n=6）,HFS后即刻、HFS后30min和60min时的LTP值为168±8.5%,115±6.4%及106±7.1%,与单独给予Aβ_25-35组相应时间点LTP值（160±9.5%,110±8.6%及98±8.4%,n=6）相比,LTP有一定程度的恢复,但两者无统计学差异（P＞0.05）。在1nmol AVP+Aβ_25-35组（n=6）和10nmol AVP+Aβ_25-35组（n=6）,LTP值于HFS后即刻、30min和60min时分别为203±9.5%,164±7.8%和,151±5.6%及204±11%,185±8.7%,174±5.6%,与单独给予Aβ_25-35组相比,两组分别具有统计学差异（P＜0.01）,并且显示出一定的剂量依赖性。（5）HFS前30min脑室内单独注射3种不同浓度的AVP（0.1nmol,n=7;1nmol,n=6;10nmol,n=7）后,HFS引起的LTP值于HFS后即刻、30min和60min时分别为198±12%,170±8.4%,156±9.1%;250±12%,192±7.8%,180±9.7%及253±9.7%,197±7.1%and 192±8.2%,与对照组（206±8.3%,164±6.3%及158±7.0%,n=12）相比,0.1nmol AVP组没有显著性统计学差异,1nmol组和10nmol组引导的LTP被显著增强,均有统计学差异（P＜0.01）,但两者（1nmol组和10nmol组）相比没有显著性差异（P＞0.05）。（6）上述不同剂量的AVP、Aβ_25-35及两者合用时对双脉冲刺激引起的突触后电位的增强即双脉冲易化（PPF）均无明显影响。以上结果表明,（1）上述三种浓度的AVP及25nmol的Aβ_25-35均不影响基础的突触传递过程。（2）脑室注射1nmol和10nmol AVP可显著增强高频刺激诱发的LTP,表明AVP具有上调海马CA1区突触传递及可塑性的效应。中等浓度（1nmol）和较高浓度（10nmol）AVP对LTP的增强效应之间无明显统计学差异,加之低浓度（0.1nmol）时AVP对LTP又无显著增强作用的现象提示,AVP在脑内增强LTP效应的有效浓度范围可能较小,容易产生饱和。（3）三种浓度的AVP可以在一定程度上剂量依赖性逆转Aβ_25-35引起的LTP压抑,这说明AVP具有对抗Aβ神经毒性和维持正常突触传递及可塑性的作用,也提示脑内AVP受体可能是AD时Aβ发挥神经毒性作用的靶点之一。（4）PPF不受Aβ_25-35及AVP的影响,说明Aβ_25-35对LTP的抑制及AVP对LTP的易化作用可能主要是通过突触后机制,而不是通过减弱突触前神经递质的释放实现的。以上实验进一步确定了脑室内注射AVP对海马LTP的上调作用,首次发现了AVP可以保护神经元免受Aβ对突触传递可塑性如LTP产生的伤害作用,为阐明AD的发病机制以及为有效防治AD提供了新的思路。

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ABSTRACT(in Chinese)  5-8
ABSTRACT(in English)  8-11
Text  11-34
  INTRODUCTION  11-12
  MATERIALS AND METHODS  12-14
  RESULTS  14-27
  DISCUSSION  27-30
  REFERENCES  30-34
REVIEW(in Chinese)  34-44
  Text  34-40
  REFERENCES  40-44
RESUME  44-45
ACKNOWLEDGE  45

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