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中年封闭群小鼠学习、记忆能力减退与背海马Synaptotagmin Ⅰ、Munc-18-1、Rab3a之间的关系

黄兴圣  
【摘要】: 背景从人到啮齿类动物,学习记忆能力随年龄增长而逐渐衰退。在人类,早在40-50岁即可出现多种形式的记忆功能障碍,部分老人甚至最终出现阿尔茨海默病(Alzheimer's disease,AD)。但是,对于衰老相关性学习记忆能力减退的神经机制了解甚少。由于直接研究人类有诸多限制,解决这个问题需要借助于动物模型。啮齿类动物对于研究衰老的发生及其机制至关重要。封闭群小鼠(KM、ICR等)具有与人类相近的基因同源性(仅次于灵长类)与遗传性(杂合子),与近交系相比遗传性状更接近于人类,且小鼠生命周期短(最长约25月),繁殖力强,便于取得大量样本,有利于衰老模型的研究。①已证实AD患者脑内突触标记蛋白(synaptotagmin,Syt)降低,而我们实验室的研究结果表明,老年SAMP8小鼠背侧海马介导神经递质快速释放的突触标记蛋白呈特异性升高,且与老年性空间性学习记忆能力减退相关;②Munc-18-1蛋白是一个参与调节SNARE复合体形成重要蛋白,是囊泡胞吐必须的。其在衰老过程中的含量变化及其对认知功能的影响几乎未见报道。③Rab3a也是参与胞吐的调节的重要蛋白,但衰老对其含量的影响报道很少。 目的①探讨中年封闭群小鼠(KM、ICR)背侧海马不同部位突触标记蛋白(SytⅠ)含量的变化及其与学习记忆能力的关系;②探讨中年ICR鼠背侧海马不同部位Munc-18-1及Rab3a含量的变化及其与学习记忆能力的关系。 方法利用Morris水迷宫(MWM)和六臂辐射状水迷宫(RAWM)任务检测中年和青年封闭群小鼠(KM、ICR)的空间学习记忆能力差异。应用组织芯片(Tissue chip)及免疫组化技术(Immunohistochemistry),分别检测不同年龄封闭群(KM、ICR)小鼠背侧海马不同亚区各层的SytⅠ、Munc-18-1、Rab3a的表达。图像经Photoshop CS软件处理后,再用图像分析系统(Image-Pro Plus 6.0)进行各区吸光度值测定。用方差分析方法进行统计学分析。 结果在正常衰老过程中,①封闭群小鼠(KM、ICR)在MWM和RAWM内的学习成绩均随天数的增加而变好。在RAWM中,中年鼠的学习记忆成绩下降,以昆明雌鼠的记忆能力下降明显;②中年昆明小鼠CA1起层、CA1辐射层、CA3起层、齿状回多形细胞层、CA3透明细胞层SytⅠ显著性降低。其中,在3个亚区(齿状回多形细胞层、CA3起层和透明细胞层)的减少具有性别差异,即雌鼠的减少起主要作用。相关分析显示KM、ICR小鼠齿状回多形细胞层和分子层、CA3起层SytⅠ与学习有关,CA1起层和辐射层SytⅠ与学习记忆均有关;③中年ICR鼠齿状回多形细胞层、CA1起层和辐射层Munc-18-1显著性降低。总体雌鼠CA3透明细胞层含量低于总体雄鼠。中年雌鼠齿状回多形细胞层含量低于青年雌鼠。相关分析显示ICR鼠齿状回多形层含量与学习有关;④中年ICR小鼠齿状回多形细胞层、CA3透明细胞层、CA1起层及辐射层Rab3a显著性降低。中年雌鼠齿状回多形细胞层、CA1起层和辐射层含量低于青年雌鼠。相关分析显示ICR鼠在齿状回多形细胞层、CA1起层和辐射层与学习记忆均相关,其余各层仅与记忆有关。 结论①KM、ICR小鼠均早在中年期就出现轻度认知功能损害,其中以昆明雌鼠损害更明显;②中年KM、ICR小鼠均呈现多环路的相关突触蛋白含量降低;③SytⅠ、Munc-18-1、Rab3a均可能涉及年龄相关性空间学习记忆能力的减退。


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