【摘要】：研究背景與目的:線粒體不僅是細(xì)胞能量代謝的重要場(chǎng)所,而且在調(diào)控基因表達(dá)、細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)及細(xì)胞死亡等方面亦起著重要作用。研究顯示,線粒體功能障礙是包括阿爾茨海默病(Alzheimer’s disease, AD)在內(nèi)的神經(jīng)退行性疾病的共同發(fā)病機(jī)制之一。我們先前的研究發(fā)現(xiàn),行卵巢切除術(shù)(Ovariectomy, OVX)后的嚙齒類動(dòng)物長(zhǎng)期注射D-半乳糖可以作為復(fù)合因素AD模型(Hua et al., Life Science, 2007, 80: 1897-1905 and Expe Neurol, 2008, 210: 709-718)。本學(xué)位論文擬研究腦線粒體功能障礙是否參與了此AD模型的發(fā)病機(jī)制。 方法與結(jié)果:C57成年雌性小鼠行雙側(cè)卵巢摘除,術(shù)后腹腔注射D-半乳糖100mg/kg/d,持續(xù)8周,進(jìn)行下列研究,結(jié)果如下: ①與對(duì)照組小鼠相比,模型組小鼠學(xué)習(xí)記憶功能減退:水迷宮行為學(xué)檢測(cè)發(fā)現(xiàn),定向航行實(shí)驗(yàn)中潛伏期顯著延長(zhǎng),空間搜索實(shí)驗(yàn)中在原站臺(tái)所在象限停留時(shí)間顯著減少。 ②腦抗氧化系統(tǒng)受損:生化分析結(jié)果顯示,丙二醛(malondialdehyde, MDA)水平升高,總抗氧化能力(total antioxidant capacity, T-AOC)和總超氧化物歧化酶(total superoxide dismutase, T-SOD)活性下降;Western blot結(jié)果顯示,銅/鋅超氧化物歧化酶(SOD1)蛋白表達(dá)量升高。 ③β淀粉樣蛋白(amyloidβ, Aβ)產(chǎn)生增多:免疫組織化學(xué)染色顯示,海馬區(qū)出現(xiàn)Aβ沉積;Western blot結(jié)果表明,Aβ蛋白表達(dá)升高。 ④線粒體呼吸鏈?zhǔn)軗p:線粒體呼吸鏈復(fù)合物I、II、III和IV的活性下降;Western blot結(jié)果顯示,細(xì)胞色素氧化酶1(cytochrome oxidase1, COX1)含量下降。然而,三磷酸腺苷合成酶(adenosine triphosphate synthetase, ATP合成酶)的活性在兩組動(dòng)物之間并不存在顯著性差異,提示氧化應(yīng)激攻擊的薄弱環(huán)節(jié)是呼吸鏈復(fù)合物。 ⑤海馬神經(jīng)元受損:尼氏染色顯示,海馬區(qū)細(xì)胞數(shù)量減少,細(xì)胞淡染,中央部位尼氏小體消失,并出現(xiàn)了大量的受損神經(jīng)元,即dark neurons;免疫組織化學(xué)結(jié)果顯示,半胱天冬酶3(caspase 3)陽性神經(jīng)元表達(dá)上調(diào)。 ⑥海馬星形膠質(zhì)細(xì)胞功能障礙:生化分析結(jié)果顯示,還原型谷胱甘肽(reduced glutathione hormone, GSH)水平下降,谷胱甘肽過氧化物酶(glutathione peroxidase, GSH-PX)活性下調(diào);膠質(zhì)纖維酸性蛋白(glial fibrillary acidic protein, GFAP)免疫組織化學(xué)和western blot結(jié)果表明,星形膠質(zhì)細(xì)胞廣泛活化;免疫組織化學(xué)顯示大部分星形膠質(zhì)細(xì)胞突起中谷氨酰胺合酶(glutamine synthetase, GS)表達(dá)丟失,western blot結(jié)果顯示,相對(duì)于細(xì)胞活化程度,GS含量是下降的,即GS/GFAP下降;同時(shí),水通道蛋白4(aquaporins4, AQP4)表達(dá)明顯上調(diào)。 ⑦超微結(jié)構(gòu)損害:海馬區(qū)線粒體出現(xiàn)廣泛的腫脹扭曲,變形,嵴斷裂和空泡樣變;可見腫脹凋亡的神經(jīng)元;變性的星形膠質(zhì)細(xì)胞其胞體肥大,突起粗大腫脹或增生。突觸數(shù)量明顯減少,殘存的突觸其結(jié)構(gòu)異常,包繞在周圍的星形膠質(zhì)細(xì)胞突起腫脹或破裂。 結(jié)論:以上研究結(jié)果證實(shí)氧化應(yīng)激引起的腦線粒體功能障礙參與了這種AD模型的病理生理過程。線粒體功能障礙不僅導(dǎo)致神經(jīng)元壞死與凋亡,而且造成星形膠質(zhì)細(xì)胞增生、變性、抗氧化應(yīng)激和谷氨酸再攝取功能障礙,從而導(dǎo)致由突觸前、后成份和環(huán)繞其周圍的星形膠質(zhì)細(xì)胞所構(gòu)成的神經(jīng)-膠質(zhì)單元結(jié)構(gòu)與功能的完整性破壞。本研究在既往研究結(jié)果上進(jìn)一步提示卵巢摘除結(jié)合D-半乳糖注射復(fù)合因素AD動(dòng)物模型可以較好模擬AD的發(fā)病機(jī)制,可用于評(píng)價(jià)抗氧化應(yīng)激/線粒體功能保護(hù)劑的實(shí)驗(yàn)治療效果。
【圖文】：

模型組小鼠在水迷宮測(cè)試中表現(xiàn)出空間學(xué)習(xí)和記憶功能減退。與對(duì)照組相比，定向航行實(shí)驗(yàn)中，去勢(shì)結(jié)合注射D-半乳糖小鼠到達(dá)平臺(tái)的潛伏期顯著延長(zhǎng)(圖1A)。在訓(xùn)練的第5天，把平臺(tái)移去進(jìn)行空間搜索實(shí)驗(yàn)，對(duì)照組小鼠大部分游泳時(shí)間處在平臺(tái)所在的象限，而模型組小鼠游泳時(shí)間則平均分布在4個(gè)象限，模型組小鼠在原站臺(tái)所在象限停留時(shí)間比對(duì)照組顯著減少(圖1B)。圖1 小鼠Morris水迷宮行為學(xué)檢測(cè) (A)定向航行實(shí)驗(yàn)中，模型組動(dòng)物的平均逃避潛伏期明顯延長(zhǎng)。(B)空間搜索實(shí)驗(yàn)中，模型組動(dòng)物在原站臺(tái)所在象限的停留時(shí)間明顯減少。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)誤(X±S.E.M. )表示，每組16個(gè)樣本，*表示與對(duì)照組相比

南京醫(yī)科大學(xué)碩士學(xué)位論文15測(cè)定氧化/抗氧化指標(biāo)用來評(píng)估腦氧化應(yīng)激狀態(tài)。如圖2所示，與對(duì)照組相比，，模型組的MDA水平升高2.1倍，T-AOC和T-SOD兩種酶的活性分別下降33%和50%。如圖3所示，western-blot檢測(cè)及光密度分析顯示，SOD1表達(dá)量明顯升高。圖2 動(dòng)物腦內(nèi)氧化/抗氧化系統(tǒng)功能的生化檢測(cè) 模型組動(dòng)物：(A)MDA水平升高，(B)T-AOC能力降低，(C)T-SOD活力下降。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)誤(X±S.E.M. )表示
【學(xué)位授予單位】：南京醫(yī)科大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號(hào)】：R749.16

【參考文獻(xiàn)】

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1 王懷穎,石少慧;線粒體與衰老[J];實(shí)用老年醫(yī)學(xué);2003年05期

2 楊建華;;阿爾茨海默病病因及發(fā)病機(jī)制研究進(jìn)展[J];實(shí)用醫(yī)技雜志;2006年18期

3 曾昭毅;楊雨;苗婷;潘婭;王旭東;蔣乃昌;;岡田酸對(duì)擬AD模型大鼠海馬CA_1區(qū)Aβ1-40和nNOS表達(dá)的影響[J];中風(fēng)與神經(jīng)疾病雜志;2006年06期

4 丁正明,宮斌,莫啟忠;老年癡呆動(dòng)物模型研究進(jìn)展[J];浙江中西醫(yī)結(jié)合雜志;2000年10期

本文編號(hào)：2613947