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β- AP对衰老模型大鼠开场行为及学习记忆能力的影响

日期:2019-09-01 05:19
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摘要:

 摘要:D-半乳糖(D-gal)建立衰老动物模型且海马内微注射βA P ,检测各组大鼠开场行为、Y-迷宫分辨学习和一次性被动回避反应的变化的方法,研究β-淀粉样蛋白(βA P)对衰老大鼠开场行为及学习记忆能力的影响结果是D-gal + NS组、D-gal +βA P组大鼠在新异环境中自发活动和探究行为减少,学习记忆减退,NS + NS组比较有显著性差异( P< 0. 05 ,P< 0. 01) . 该文得出的结论是βA PD-gal联合使用可导致脑老化程度加重,学习记忆能力显著减弱.

关键词:β-淀粉样蛋白开场行为学习记忆衰老  β-淀粉样蛋白(β- amyloidp rotein ,βA P)是老年性痴呆患者的大脑中特有的一种蛋白,它在老年性痴呆的发病机理中的作用已引起人们的重视生化研究表明,β-淀粉样蛋白是老年性痴呆患者脑海马和皮层老年斑(SP)的主要成分,它与AD的病理形成过程关系密切已有报道βA P对正常大鼠海马神经元的毒害作用,但有关βA P对衰老大鼠的作用,国内外均未见报道,本实验试图在D-半乳糖所

致衰老动物模型基础上进行海马内注射βA P ,观察其对大鼠开场行为和空间分辨学习以及记忆保持能力的影响.

1 材料与方法

1 . 1 动物和试剂

雄性健康SD大鼠,体重100120g(江苏省实验动物中心提供) , βA PSigma公司产品(βA P1 -40 ,Lot NO. 76 H49611) ,D-半乳糖(D-gal) 为上海试剂二厂产品.

1 . 2 分组和模型建立

将大鼠随机分成4①生理盐水N S + N SN S +βA PD-gal + N SD-gal +βA P- 1连续注射6周建立衰老动物模型①、②组③、④组动物腹腔注射D-半乳糖:50 mg·kg- 1d动物腹腔注射等量生理盐水于第4周进行双侧海马内注射βA P ,每侧注射1μL(4μg/μL) ;对照组注射等量生理盐水海马定位注射方法:大鼠腹腔注射4 %****钠(40 mg. kg- 1)麻醉,立体定位仪(日本NAR ISH I GE SN - 3)上固定,坐标按照图谱,以前囱定位: A P = - 3 . 5 mm , ML = ±2 . 0mm , H = 2 . 7 mm ,钻开颅骨,用微量进样器垂直进针,每侧注射时间为5min ,留针5min ,缓慢起针,局部**后缝合皮肤,肌注***抗感染.

1 . 3 行为学检测

连续腹腔内注射6周后进行.

·1 . 3 . 1 开场行为(open field):将动物置于圆形开场检测箱底中央的格内,记录其在3 min跑动(loco motio n)穿过的格数,后肢站立(rearing)次数、梳理(groo ming)次数及粪便颗粒数比较不同组间大鼠在新异环境中自发行为和探究行为表现的差异.1 . 3 . 2 Y -迷宫分辨学习(Y- maze discri minatio nlearning)能力检测Y-迷宫为三等分辐射式反射箱以大鼠被电击

后逃至安全区为一次正确反应,连续10次测试中有9(90 %)正确反应,定为学会标准记录每个大鼠达到学会标准的训练次数所有检测过程均由计算机完成.

1 . 3 . 3 一次性被动回避反应(o ne- t rial passiveavoidance respo nse)根据大鼠趋暗习性,记录其在通道上的停留时间,即步入潜伏期(step- t hrough latency , S TL) ;动物进入暗箱后立即给予电击(0 . 3 mA ,5 s) ; 24 h 后检测大鼠的S TL .S TL作为记忆保持的指标, S TL越长表明对电击的记忆保持越好检测以240 s为限.本实验数据用( X±SŠX( X表示,组间差异用t检验;一次性被动回避反应采用Mann- whit ney非参数检验

2 结   果

2 . 1 不同组大鼠开场行为观察结果见表1 ,统计处理表明,在开场行为诸参数中,D-gal +βA P组动物与N S + N S组比较粪便颗粒数有显著性差异( P< 0 . 05) ,而跑动格数则极明显减少( P< 0 . 01) ,前者在新异环境中自发活动和探究反应明显下降,紧张恐惧状态也降低. D-gal + N S组动物跑动格数与N S + N S组比较也有显著性差异( P< 0 . 05). N S + N S组与N S +βA P组之间虽无显著性差异,但其跑动格数、站立次数均有下降趋势,说明βA P单独使用对大鼠在新异环境中的自发活动及探究行为也有一定影响.

2 . 2  Y-迷宫分辨学习能力检测

达到学会标准所需训练的次数, N S + N S :21 . 4±2 . 6 ;N S +βA P:34 . 6±5 . 5 ;D-gal + N S:42 . 4±5 . 4 ;D-gal +βA P:48 . 0±5 . 6 . 前两者比较无显著性差异( P> 0 . 05) ,D-gal + N S组与N S + N S组比较有显著性差异( P< 0 . 05) ,D-gal +βPA组与N S + N S组比较,达到学会标准所需训练次数极明显增加( P< 0 . 01) ,说明D-gal所致衰老模型大鼠的分辨学习能力显著降低,而在衰老动物模型上海马内注射βA P更使学习能力极显著下降.

2 . 3 一次性被动回避反应

D-gal +βA P组记忆保持能力明显下降,电击后24 hS TL显著缩短,N S + N S组和D-gal + N S组比较有显著性差异( P< 0 . 05). 其他组之间比较,差异无显著性,但记忆保持能力呈逐渐降

低趋势

3 讨   论

有研究报道,对大鼠连续注射D-半乳糖引起拟

衰老效应

[ 7 ]

,可导致动物学习记忆能力下降,脑内

超氧阴离子自由基水平增高超氧化物歧化酶

(SOD)活性降低,丙二醛和脂褐素含量升高这说

D-半乳糖诱发的自由基蓄积引起的脂质过氧化

损伤,是产生拟衰老变化的原因,这必然也会引起衰

老性脑功能的衰退.βA P是老年性痴呆患者*早出现的典型的病理

学特征一些学者认为βA P可引起学习记忆减退、认知障碍等是AD各种病理和临床表现的始发因素βA P具有沉积作用和神经毒性,较高浓度的βA P能引起神经退化和死亡

;βA P的神经毒性作

用可以增强或加大各种伤害性刺激的细胞损伤效应,此外它还具有直接的细胞毒性

Morimoto报道,在大鼠海马神经元,单独注射βA P不能产生特定的神经毒性作用,仅能引起少量的神经元变性无论在体外培养细胞,还是在体内研究中,βA P是否具有神经毒性作用还存在着争议,其原因可能是所用βA P的浓度不同所致

本研究结果

表明海马内单独注射βA P不能引起明显的行为学变化,但在衰老动物模型基础上经βA P处理后,可导致动物自发活动及学习记忆行为明显降低,说明D-半乳糖和βA P有叠加效应学习记忆是脑的上等功能,学习记忆减退是脑功能衰退的表现因此,本实验结果提示,D-半乳糖所致衰老动物基础上,海马内注射βA P ,可望作为更接近AD的一种动物模型但它是否具有AD的各种病理学特征,还有待于做进一步研究

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