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突触可塑性在内脏高敏感中的作用及机制的研究

杨小军  
【摘要】: 第一部分突触可塑性在急性束缚应激所致内脏高敏感中的作用 目的:研究突触可塑性在急性束缚应激所致内脏高敏感中的作用。 方法:20只SD大鼠随机分为对照组和急性束缚应激模型组。观察不同结直肠扩张压力下腹壁肌电图;采用透射电镜技术了解结肠突触超微结构的改变;采用RT-PCR和Western-blot检测回盲部、近端结肠和远端结肠突触素、PSD-95 mRNA和蛋白质水平的表达。 结果:(1)单位时间内曲线下面积(Area under curve,AUC)与直结肠扩张压力水平有显著正相关性(正常对照组相关系数=0.740,P=0.000;急性束缚应激组相关系数=0.777,P=0.000);在各结直肠扩张(colorectal distension, CRD)压力下,模型组AUC高于正常对照组。其中在40mmHg、60mmHg压力下,急性应激组AUC显著高于对照组(P值分别为0.003,0.049);(2)突触超微结构显示:与对照组比较,急性束缚应激组大鼠突触前终末聚集的突触囊泡显著增多(P=0.008),PSD长度延长(P=0.043),突触间隙缩小(P=0.017);(3)急性应激组大鼠近端结肠和远端结肠突触素在mRNA水平(P值分别为0.035,0.047)和蛋白质水平(P值分别为0.033,0.0450)的表达均较对照组显著增加。(4)PSD-95 mRNA在急性束缚应激组近段结肠和远端结肠较对照组显著增高(P=0.042,0.034),而急性束缚应激组PSD-95蛋白则在回盲部、近段结肠和远端结肠均较正常对照组显著升高(P=0.029,0.048,0.045)。 结论:急性束缚应激所致内脏高敏感性的形成与突触可塑性有关。 第二部分突触可塑性在一过性肠道感染大鼠模型内脏高敏感形成中的意义 目的:研究SD大鼠在感染旋毛虫后,从肠道转移至骨骼肌而形成的一过性肠道感染后内脏敏感性变化和突触可塑性在内脏高敏感中的作用。 方法:30只SD大鼠随机分为正常对照组、急性感染组和慢性感染组。3组分别在适应性喂养1周后给予旋毛虫感染。分别在2周和8周后,观察不同结直肠扩张压力下腹壁肌电活动反应内脏敏感性;HE染色后观察回盲部和结肠炎症变化;采用透射电镜观察结肠突触超微结构的改变;采用Western-blot检测回盲部、近端结肠和远端结肠突触素、PSD-95、Calbindin-D28K、GDNF蛋白质水平的表达。 结果:(1)正常对照组、急性感染组和慢性感染组中,CRD压力与AUC之间均有显著相关性,其中相关系数与P值分别为0.747, 0.000; 0.532, 0.016; 0.644, 0.002。在40mmHg和60mmHg扩张压力下,3组间AUC比较均有统计学意义(P=0.001,0.000);其中,慢性感染组AUC较正常对照组显著增加(P=0.012,0.005),急性感染组AUC较正常对照组显著降低(P=0.018,0.012)。在20mmHg, 80mmHg扩张压力下,3组间AUC比较无显著性差异(P=0.240,0.051)。(2)组织学评分结果显示,三组中回盲部和结肠炎症积分均有统计学差异(P分别为0.000, 0.000)。与正常对照组相比,慢性感染组炎症积分并无显著升高(P=0.57, 0.78)。急性感染组炎症积分显著高于正常对照组(P=0.018, 0.027)。(3)突触超微结构显示急性感染组可见突触前膜线粒体嵴消失,线粒体肿胀,或空泡化,与正常对照组相比囊泡数量显著减少,PSD长度显著低于正常对照组(P=0.045, 0.034)。慢性感染组中,囊泡性质无明显变化,但数量较正常对照组大鼠明显增加(P=0.021),突触后膜电子致密物长度延长(P=0.029)。三组之间突触间隙无明显差异。(4)在慢性感染组中,PSD-95、Synaptophysin Ab-4、Calbindin-D28和GDNF的表达较正常对照组显著增加(P0.05)。而在急性感染期,则有PSD-95、Synaptophysin Ab-4、Calbindin-D28和GDNF表达显著下调(P0.05),提示急性感染期神经递质释放的减少,突触后的传递效率下降以及炎症对ENS的结构和功能的破坏。 结论:一过性肠道感染SD大鼠模型内脏高敏感性的形成与ENS中突触可塑性有关。 第三部分NMDA-R1在一过性肠道感染大鼠模型内脏高敏感形成中的意义 目的:研究NMDA-R1在旋毛虫感染导致的一过性肠道感染SD大鼠后形成的内脏高敏感性中的作用。 方法: 40只大鼠随机分为正常对照组、内脏高敏感组、生理盐水组、MK-801治疗组。其中内脏高敏感组、生理盐水组和MK-801组分别给与旋毛虫感染。8周后,观察不同结直肠扩张压力下腹壁肌电活动反应内脏敏感性;采用RT-PCR和Western-blot检测远端结肠NMDA-R1 mRNA和蛋白质水平的表达。 结果: (1)正常对照组、内脏高敏感组、生理盐水组和MK-801治疗组AUC与扩张压力之间均有显著相关性(P0.05)。各组相关系数与P值分别为正常对照组r=0.823,P=0.000;内脏高敏感组r=0.618,P=0.004;生理盐水治疗组r=0.913,P=0.000; MK-801治疗组r=0.889,P=0.000。在各扩张压力下,MK-801组与内脏高敏感组AUC之间均有显著性差异(P=0.015,0.000,0.000,0.013)。在各扩张压力下,MK-801治疗组AUC均小于正常对照组之间相比,但只在80mmHg下有统计学差异(P=0.029)。内脏高敏感组与生理盐水治疗组之间在各扩张压力下的AUC均无显著性差异(P0.05)。(2)正常对照组、内脏高敏感组、生理盐水组和MK-801治疗组NMDA-R1mRNA的光密度定量(Integrated optical density,IOD)相对值分别为1.27±0.12,1.64±0.35,1.67±0.31,1.30±0.13。其中MK-801组较内脏高敏感组和生理盐水组显著降低(P值分别为0.047,0.032);而内脏高敏感组和生理盐水组较正常对照组显著升高(P值分别为0.034,0.023);内脏高敏感组和生理盐水组之间NMDA-R1的表达无显著性差异(P=0.844)。MK-801组与正常对照组之间差异无统计学意义(P=0.873)。(3)正常对照组、内脏高敏感组、生理盐水组和MK-801治疗组NMDA-R1蛋白IOD相对值分别为0.998±0.14,2.2312±0.45,2.104±0.22, 1.238±0.21。MK-801组较内脏高敏感组和生理盐水组显著降低(P值分别为0.025,0.046);而内脏高敏感组和生理盐水组较正常对照组显著升高(P值分别为0.007, 0.014);内脏高敏感组和生理盐水组之间NMDA-R1的表达差异无显著性(P=0.755)。MK-801组与正常对照组之间无显著性差异(P=0.558)。 结论:内脏高敏感的形成与突触后NMDA-R1的高表达密切相关。抑制ENS中NMDA-R1可调节内脏高敏感性。


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