本文選題：阿爾茨海默病 + 鋅��； 參考：《吉林大學(xué)》2017年博士論文

【摘要】：背景:本研究選用APP/PS1轉(zhuǎn)基因小鼠模型,以目前臨床上最常用的吸入性全身麻醉藥異氟烷為處理因素,對動(dòng)物進(jìn)行不同膳食鋅水平的對比飼養(yǎng),通過模擬臨床麻醉、病理觀察、Western blot、TUNEL/Neu N染色和電生理檢查等方法,研究AD模型小鼠在不同膳食鋅水平情況下,接受異氟烷麻醉后學(xué)習(xí)記憶能力及突觸結(jié)構(gòu)和功能的改變,進(jìn)而闡明異氟烷和鋅對突觸功能和AD發(fā)病的影響及相關(guān)作用機(jī)制,為調(diào)節(jié)AD或其他認(rèn)知功能障礙患者的鋅營養(yǎng)狀態(tài),使其更加安全的接受臨床麻醉提供理論和實(shí)驗(yàn)依據(jù)。目的:(1)觀察異氟烷對不同膳食鋅水平喂養(yǎng)的AD轉(zhuǎn)基因小鼠學(xué)習(xí)和記憶能力的影響,分析各組間海馬Aβ蛋白聚集和CA1區(qū)神經(jīng)元凋亡情況,探討異氟烷和不同膳食鋅水平影響AD小鼠學(xué)習(xí)記憶能力的作用機(jī)制;(2)研究異氟烷對不同膳食鋅水平喂養(yǎng)的AD轉(zhuǎn)基因小鼠突觸功能的影響,并探求其可能的作用機(jī)制,從而為患有AD和認(rèn)知功能障礙的病人接受更加安全的臨床麻醉提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。方法:將8~9月齡144只APP/PS1轉(zhuǎn)基因鼠隨機(jī)分為6組(每組24只):(1)Zn-Adequacy組(ZA組):APP/PS1轉(zhuǎn)基小鼠每日給予標(biāo)準(zhǔn)飲食(30 ppm Zn)和純凈去離子水。(2)Zn-Adequacy+異氟烷組(ZA+ISO組):APP/PS1轉(zhuǎn)基小鼠每日給予標(biāo)準(zhǔn)飲食(30 ppm Zn)和純凈去離子水,在10月齡時(shí)小鼠接觸1.4%異氟烷2 h。(3)Zn-Deficiency組(ZD組):APP/PS1轉(zhuǎn)基小鼠每日給予低鋅飲食(1 ppm Zn)和純凈去離子水。(4)Zn-Deficiency+異氟烷組(ZD+ISO組):APP/PS1轉(zhuǎn)基小鼠每日給予低鋅飲食(1 ppm Zn)和純凈去離子水,在10月齡時(shí)小鼠接觸1.4%異氟烷2 h。(5)Zn-Treatment組(ZT組):APP/PS1轉(zhuǎn)基因小鼠每日給予標(biāo)準(zhǔn)飲食(30 ppm Zn)和含有Zn SO4.7H2O的純凈去離子水(12 ppm Zn)。(6)Zn-Treatment+異氟烷組(ZT+ISO組):APP/PS1轉(zhuǎn)基因小鼠每日給予標(biāo)準(zhǔn)飲食(30 ppm Zn)和含有Zn SO4.7H2O的純凈去離子水(12 ppm Zn),在10月齡時(shí)小鼠接觸1.4%異氟烷2 h。ZA組、ZA+ISO組、ZT組和ZT+ISO組AD小鼠在8月齡時(shí)開始實(shí)驗(yàn)喂養(yǎng),共持續(xù)2個(gè)月;ZD組和ZD+ISO組AD小鼠在9月齡時(shí)開始實(shí)驗(yàn)喂養(yǎng),共持續(xù)1個(gè)月。使用電感耦合等離子體質(zhì)譜(ICP-MS)方法檢測各組小鼠實(shí)驗(yàn)喂養(yǎng)前后血清鋅水平,從而判斷鋅缺乏和鋅補(bǔ)充喂養(yǎng)AD模型小鼠后鋅水平的變化情況。小鼠接觸異氟烷1天(D1)和7天(D7)后進(jìn)行Morris水迷宮(MWM)測試空間學(xué)習(xí)和記憶能力。使用Neu N/TUNEL的免疫組化和免疫熒光雙標(biāo)記染色檢測海馬CA1區(qū)內(nèi)的神經(jīng)元的凋亡情況,應(yīng)用Western blot和ELISA方法檢測Aβ(Aβ、Aβ40、Aβ42)、PSD-95、Shank1和Shank3等蛋白的表達(dá),使用電生理方法檢測突觸長時(shí)程增強(qiáng)(LTP)的變化。結(jié)果:(1)各組APP/PS1轉(zhuǎn)基因小鼠血清鋅和腦內(nèi)鋅水平檢測:ZA組AD小鼠經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)飼料喂養(yǎng)2個(gè)月后血清鋅水平?jīng)]有明顯差異;在使用鋅缺乏飲食之后,與ZA組AD小鼠相比,ZD組和ZD+ISO組AD小鼠的血清、皮質(zhì)和海馬內(nèi)鋅水平明顯下降(P0.01);在使用鋅補(bǔ)充飲食之后,與ZA組AD小鼠相比,ZT組和ZT+ISO組AD小鼠的血清、皮質(zhì)和海馬內(nèi)鋅水平升高(P0.05)。(2)異氟烷對不同膳食鋅水平喂養(yǎng)APP/PS1轉(zhuǎn)基因小鼠學(xué)習(xí)和記憶的影響:與ZA組AD小鼠相比,ZD組AD小鼠在定位隱藏平臺(tái)的時(shí)間明顯延長,而在目的象限內(nèi)的停留時(shí)間較短(P0.05),ZT組AD小鼠在定位隱藏平臺(tái)的時(shí)間明顯縮短,而在目的象限內(nèi)停留時(shí)間較長(P0.05)。與ZA組AD小鼠相比,ZA+ISO組AD小鼠接受異氟烷麻醉后定位隱藏平臺(tái)和在目的象限內(nèi)停留的時(shí)間沒有區(qū)別(D1和D7)(P0.05)。與ZT組AD小鼠相比,ZT+ISO組AD小鼠接受異氟烷麻醉后定位隱藏平臺(tái)和目的象限內(nèi)停留的時(shí)間沒有區(qū)別(D1和D7)(P0.05)。與ZD組AD小鼠相比,ZD+ISO組AD小鼠接受異氟烷麻醉后在第3天(3 d)、第4天(4 d)和第5天(5 d)定位隱藏平臺(tái)的時(shí)間明顯明顯延長(D1和D7)(P0.05),但是在異氟烷麻醉后D1和D7的探索試驗(yàn)中,該組AD小鼠在目的象限內(nèi)停留的時(shí)間沒有明顯不同(P0.05)。(3)異氟烷對不同膳食鋅水平喂養(yǎng)APP/PS1轉(zhuǎn)基因小鼠海馬內(nèi)Aβ蛋白表達(dá)的影響:ELISA分析結(jié)果顯示:在所有各組小鼠中,總體Aβ和Aβ40的水平?jīng)]有區(qū)別。與ZA組AD小鼠相比,ZD組AD小鼠的可溶性Aβ42和不可溶性Aβ42水平都明顯升高(P0.05),ZT組AD小鼠的可溶性Aβ42和不可溶性Aβ42水平,都明顯下降(P0.05)。此外,與ZA組AD小鼠相比,ZA+ISO組AD小鼠接受異氟烷麻醉后可溶性Aβ42和不可溶性Aβ42水平?jīng)]有變化;與ZT組AD小鼠相比,ZT+ISO組AD小鼠接受異氟烷麻醉后可溶性Aβ42和不可溶性Aβ42水平也沒有變化;而與ZD組AD小鼠相比,ZD+ISO組AD小鼠接受異氟烷麻醉后可溶性Aβ42和不可溶性Aβ42水平明顯升高(P0.01)。Western blot分析結(jié)果顯示:與ZA組AD小鼠相比,ZD組AD小鼠Aβ42水平明顯升高(P0.05),ZT組AD小鼠的Aβ42水平明顯下降(P0.01)。與ZA組AD小鼠相比,ZA+ISO組AD小鼠接受異氟烷麻醉后Aβ42水平?jīng)]有明顯變化;與ZT組AD小鼠相比,ZT+ISO組AD小鼠接受異氟烷麻醉Aβ42水平也沒有明顯變化;而與ZD組AD小鼠相比,ZD+ISO組AD小鼠接受異氟烷麻醉后Aβ42水平明顯升高(P0.01)。(4)異氟烷對不同膳食鋅水平喂養(yǎng)APP/PS1轉(zhuǎn)基因小鼠海馬CA1區(qū)神經(jīng)元凋亡的影響:ZD組AD小鼠吸氧后6 h和24 h海馬CA1區(qū)神經(jīng)元凋亡比率明顯高于ZA組(均P0.01),ZT組AD小鼠吸氧后6 h和24 h海馬CA1區(qū)神經(jīng)元凋亡比率明顯低于ZA組(均P0.05)。此外,與ZA組AD小鼠相比,ZA+ISO組AD小鼠在接受異氟烷麻醉后6 h凋亡細(xì)胞比例明顯升高(P0.05),24 h后下降(P0.05);與ZT組AD小鼠相比,ZT+ISO組AD小鼠接受異氟烷麻醉后海馬CA1區(qū)神經(jīng)元凋亡沒有不同(P0.05);ZD+ISO組AD小鼠接受異氟烷麻醉后6 h和24 h的神經(jīng)元凋亡比率與ZD組AD小鼠相比明顯升高(均P0.05)。(5)異氟烷對不同膳食鋅水平喂養(yǎng)APP/PS1轉(zhuǎn)基因小鼠突觸后PSD95、Shank1和Shank3的影響:與ZA組AD小鼠相比,ZD組AD小鼠腦內(nèi)PSD-95、Shank1和Shank3的水平明顯降低(均P0.05),ZT組AD小鼠腦內(nèi)PSD-95、Shank1和Shank3的水平升高(均P0.05)。此外,與ZA組AD小鼠相比,ZA+ISO組AD小鼠接受異氟烷麻醉后,小鼠腦內(nèi)PSD-95、Shank1和Shank3的水平?jīng)]有明顯變化;與ZT組AD小鼠相比,ZT+ISO組AD小鼠接受異氟烷麻醉后腦內(nèi)PSD-95、Shank1和Shank3的水平也沒有明顯變化(均P0.05);而與ZD組AD小鼠相比,ZD+ISO組AD小鼠接受異氟烷麻醉后腦內(nèi)PSD-95、Shank1和Shank3的水平降低(均P0.05)。(6)異氟烷對不同膳食鋅水平喂養(yǎng)APP/PS1轉(zhuǎn)基因小鼠海馬長時(shí)程增強(qiáng)(LTP)的影響:與野生型小鼠相比,ZA組AD小鼠的群峰電位(PS)幅度減低(P0.05)。與ZA組AD小鼠相比,ZD組AD小鼠的PS幅度減低(P0.05),ZT組AD小鼠的PS幅度增加(P0.05)。此外,與ZA組AD小鼠相比,ZA+ISO組AD小鼠接受異氟烷麻醉后PS幅度沒有明顯變化(P0.05),同樣,與ZT組AD小鼠相比,ZT+ISO組AD小鼠接受異氟烷麻醉后PS幅度也沒有明顯變化(P0.05),但是與ZD組AD小鼠相比,ZD+ISO組AD小鼠接受異氟烷麻醉后的PS幅度明顯減低(P0.05)。結(jié)論:(1)與鋅常量飲食相比,鋅缺乏飲食導(dǎo)致AD模型小鼠的學(xué)習(xí)和記憶能力受到損害;鋅補(bǔ)充飲食可以改善AD的病理損害和學(xué)習(xí)記憶的損害;(2)異氟烷對鋅常量和鋅補(bǔ)充飲食喂養(yǎng)的AD模型小鼠的學(xué)習(xí)和記憶功能沒有影響;可以損害鋅缺乏飲食喂養(yǎng)的AD模型小鼠的學(xué)習(xí)和記憶功能;(3)異氟烷損害鋅缺乏飲食喂養(yǎng)的AD模型小鼠的學(xué)習(xí)和記憶功能的分子學(xué)機(jī)制是損害腦內(nèi)突觸的結(jié)構(gòu)和功能。
[Abstract]:Objective : To study the effects of isoflurane and zinc on synaptic function and synaptic structure and function of AD mice . ( 4 ) Zn - treated + isoflurane group ( ZD + ISO group ) : APP / PSl transgenic mice were given daily low - zinc diet ( 1 ppm Zn ) and pure deionized water , and mice were exposed to 1.4 % isoflurane 2 h . ( 5 ) Zn - Treatment group ( ZT group ) at 10 months of age : standard diet ( 30 ppm Zn ) and pure deionized water ( 12 ppm Zn ) containing Zn SO4 . 7H2O were given daily in APP / PSl transgenic mice . The levels of zinc in serum , cortex and hippocampus of AD mice were measured by inductively coupled plasma mass spectrometry ( ICP - MS ) . Results : ( 1 ) The levels of zinc and zinc in serum , cortex and hippocampus of group ZD and ZD + ISO group were significantly decreased ( P0.01 ) . Compared with the control group , the levels of soluble A尾42 and insoluble A尾42 of AD mice in ZD + ISO group were significantly increased ( P0.05 ) . ( 4 ) The effect of isoflurane on neuron apoptosis in CA1 region of hippocampus CA1 region of rats fed with different dietary zinc levels was significantly higher than that in group ZA ( P0.01 ) . Compared with the AD mice in ZA group , the levels of PSD - 95 , Shank1 and Shank 3 in the hippocampus CA1 region were significantly lower than those in group ZA ( P0.05 ) . ( 6 ) The effect of isoflurane on long - term survival ( LTP ) of AD mice fed with different dietary zinc levels ( P0.05 ) . Compared with those in group ZA , there was no significant change in PS amplitude after isoflurane anesthesia ( P0.05 ) . In addition , compared with the group of AD mice , there was no significant change in PS amplitude after isoflurane anesthesia ( P0.05 ) .
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：R749.16

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本文編號：1964667