【摘要】：鋅(Zinc)是人腦中含量最豐富的微量元素之一,在突觸傳遞和學習記憶中起重要作用。在老化過程中,隨著學習記憶能力的下降,腦內發(fā)生不同程度的鋅穩(wěn)態(tài)異常,在老年性癡呆(AD)易感腦區(qū)鋅水平明顯增高并直接促進老年斑(SP)的形成。已有研究表明在缺鋅兒童補鋅可改善大腦發(fā)育和提高智力,然而,對正常不缺鋅兒童大量補鋅是否一定有益于學習記憶和大腦的健康老化還未有確切的結論。本研究以小鼠為研究對象,探討了幼年期大量鋅攝取對腦內鋅穩(wěn)態(tài)和學習記憶的影響。方法:出生后21天斷奶ICR雄性小鼠48只,隨機分為三組(每組16只):正常鋅攝入組、低劑量補鋅組(相當于兒童每天補鋅10 mg)、高劑量補鋅組(相當于兒童每天補鋅40 mg),通過飲水控制鋅攝入。小鼠補鋅3個月后,通過一系列行為學實驗檢測其學習記憶能力。每組隨機抽取8只小鼠處死,取血檢測血鋅水平,原子吸收光譜法檢測腦皮質和海馬內的鋅水平,免疫印記法檢測鋅轉運體、學習記憶相關蛋白表達水平、微管相關蛋白tau的磷酸化水平、相關蛋白激酶和磷酸酯酶表達和活性修飾的變化。余下小鼠停止補鋅,繼續(xù)飼養(yǎng)至20月齡,處死后檢測前述相關指標。結果:⑴低劑量補鋅組血鋅水平較對照組有明顯升高,而高劑量組血鋅水平與對照組相比無差異;⑵低劑量和高劑量補鋅組海馬鋅水平明顯下降;⑶補鋅組海馬鋅轉運體ZnT1和ZnT4表達較對照組明顯增加,ZnT3表達水平下降;⑷攝鋅3個月后,與對照組相比,低劑量補鋅組的短期記憶和空間工作記憶明顯增強,高劑量補鋅組短期記憶能力下降;⑸與對照組相比,低劑量補鋅組谷氨酸AMPA受體亞基GLUR2和活性形式的突觸蛋白synapsin-1水平顯著升高,高劑量補鋅組谷氨酸NMDA受體NR2A、NR2B亞基的水平明顯降低,GLUR2表達明顯下降,突觸蛋白Munc18、PSD-93、PSD-95表達明顯減少,活性形式的synapsin-1和CaMKⅡ水平明顯降低,核轉錄因子CREB和蛋白激酶細胞外信號調節(jié)激酶(ERK)及PKAα的活性形式的表達均明顯降低;⑹攝鋅后海馬tau蛋白在絲氨酸396、絲氨酸404等位點發(fā)生過度磷酸化;⑺小鼠老年化后(20月齡),與對照組相比,高劑量補鋅組海馬區(qū)磷酸化的tau和總tau顯著增加,synapsin-1表達減少,活性形式的CaMKⅡ明顯降低。結論:幼年期低劑量補鋅對學習記憶能力有一定的提高,而長期高劑量補鋅可能造成腦內鋅穩(wěn)態(tài)的異常,進而通過降低谷氨酸受體NR2A/NR2B亞基、受體GLUR2及突觸相關蛋白的水平,導致學習記憶能力的降低,并且幼年高劑量補鋅的影響可持續(xù)到老年,使老年期tau蛋白發(fā)生磷酸化和聚集。因此,兒童正常低劑量補鋅對學習記憶能力有一定的提高,而盲目的高劑量補鋅則可能不僅不利于大腦的健康老化,相反還能促進AD樣病理改變的發(fā)生。
【學位授予單位】：華中科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2011
【分類號】：R749.16

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本文編號：2700799