【摘要】： 第一部分氧化還原劑對海馬CA1區(qū)長時程增強的調(diào)節(jié)作用 目的:阿爾茨海默病(Alzheimer disease, AD)是年齡相關(guān)性的神經(jīng)退行性疾病,伴隨著進(jìn)行性的記憶和認(rèn)知功能障礙。細(xì)胞中大量的氧自由基(reactive oxygen species, ROS)所致的氧化性損傷被認(rèn)為是AD最重要的發(fā)病機(jī)制之一。目前大量的研究證據(jù)表明AD大腦存在氧化性損傷并伴有突觸的喪失,特別重要的是Aβ和ROS導(dǎo)致的突觸可塑性的功能紊亂是引起早期記憶減退的重要因素。長時程增強(long-term potentiation, LTP)是突觸可塑性最重要的一種表現(xiàn)形式,一直以來都被認(rèn)為是解釋記憶和學(xué)習(xí)的分子和細(xì)胞基礎(chǔ)的重要模型之一。ROS特別是過氧化氫與LTP的調(diào)節(jié)有重要的關(guān)系,微摩爾濃度的過氧化氫能可逆性的抑制突觸傳遞和可塑性,而毫摩爾的過氧化氫則可以增強LTP。因此,深入研究海馬CA1區(qū)突觸可塑性的氧化調(diào)節(jié)作用對于進(jìn)一步理解AD的發(fā)病機(jī)制和尋找有效的治療方法具有重要的理論和實際意義。方法:采用細(xì)胞外場電位記錄的方法研究氧化還原劑對海馬CA1區(qū)LTP的影響。結(jié)果:膜透性的氧化劑氯胺-T(CH-T)可抑制海馬CA1區(qū)LTP,這種抑制作用可被膜透性的還原劑二硫蘇糖醇(DTT)所拮抗,但膜難透性的還原劑TCEP(磷酸三(2-氯乙基)酯)則無此作用。與之不同的是,膜透性的還原劑DTT能夠增強海馬CA1區(qū)LTP,這種增強作用能夠被CH-T所逆轉(zhuǎn),但DTNB(5’-二硫代-2-(2-硝基苯甲酸))對其沒有作用。膜難透性的氧化劑DTNB或還原劑TCEP對海馬CA1區(qū)LTP無作用。在這些氧化還原劑所用的濃度下,這些藥物對突觸的基礎(chǔ)傳遞和雙波易化都沒有影響。結(jié)論:氧化性調(diào)節(jié)作用對海馬CA1區(qū)LTP起重要作用,氧化還原劑對細(xì)胞膜通透性難易特性可能是其對LTP作用不同的原因之一。這些結(jié)果還提示膜透性的氧化還原劑作用位點可能不在細(xì)胞膜表面而是位于細(xì)胞內(nèi)結(jié)構(gòu)或細(xì)胞膜深層。 第二部分GSK-3β信號通路參與海馬CA1區(qū)長時程增強的氧化性調(diào)節(jié) 目的:糖原合成酶激酶-3β(glycogen synthase kinase-3, GSK-3β)是一種多功能的絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶,在氧化應(yīng)激所致的神經(jīng)退行性疾病如AD中起著重要的作用;并且GSK-3β參與了海馬CA1區(qū)突觸可塑性的調(diào)節(jié)。本實驗是在第一部分研究氧化還原劑對海馬CA1區(qū)LTP影響的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步闡明GSK-3β這種AD相關(guān)的絲氨酸-蘇氨酸激酶是否參與這種氧化調(diào)節(jié)過程。方法:采用細(xì)胞外場電位記錄和Western Blot的方法研究GSK-3β在氧化還原劑調(diào)節(jié)海馬CA1區(qū)LTP中的作用。結(jié)果:高頻刺激能夠引起GSK-3β位點中ser9的磷酸化增加,但總的GSK-3β不變。在CH-T的作用下,高頻刺激后GSK-3β中ser9的磷酸化與總的GSK-3β比值和高頻刺激組相比降低,與之相反,在DTT作用下,高頻刺激后GSK-3β中ser9的磷酸化與總的GSK-3β比值和高頻刺激組相比升高。而DTNB或TCEP對高頻刺激后GSK-3β中ser9的磷酸化與總的GSK-3β比值無明顯影響。為進(jìn)一步研究GSK-3β的失活是否參與氧化還原劑對LTP的調(diào)節(jié),采用電生理記錄的方法研究GSK-3β抑制劑氯化鋰(LiCl)對氧化還原劑調(diào)節(jié)LTP的影響。LiCl能夠完全逆轉(zhuǎn)CH-T對LTP的抑制作用,而預(yù)先孵育LiCl能夠增加LTP的強度,與單獨給予DTT的結(jié)果很相似。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)預(yù)先孵育LiCl后再給予DTT所導(dǎo)致LTP的增加與單獨給予LiCl后LTP的增加間無明顯差異。采用Western Blot的方法研究單獨給予LiCl或同時給予LiCl和氧化還原劑時GSK-3β活性的變化。結(jié)果發(fā)現(xiàn)LiCl可逆轉(zhuǎn)CH-T所致的GSK-3β磷酸化減少;LiCl和DTT都能夠增加GSK-3β磷酸化的水平,兩組之間無明顯差異;也發(fā)現(xiàn)同時給予LiCl和DTT與單獨給予LiCl相比,GSK-3β磷酸化的水平無明顯差異。結(jié)論:GSK-3β參與氧化還原劑對海馬CA1區(qū)LTP的調(diào)節(jié)作用,本研究結(jié)果為進(jìn)一步了解氧化調(diào)節(jié)在AD記憶損傷發(fā)病機(jī)制中的作用提供新的依據(jù)和治療靶點。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號】：R749.16

【共引文獻(xiàn)】

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本文編號：2723061