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β- AP對衰老模型大鼠開場行為及學習記憶能力的影響

日期:2020-02-22 12:23
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摘要:

 摘要:D-半乳糖(D-gal)建立衰老動物模型且海馬內微注射βA P ,檢測各組大鼠開場行為、Y-迷宮分辨學習和一次性被動回避反應的變化的方法,研究β-淀粉樣蛋白(βA P)對衰老大鼠開場行為及學習記憶能力的影響結果是D-gal + NS組、D-gal +βA P組大鼠在新異環境中自發活動和探究行為減少,學習記憶減退,NS + NS組比較有顯著性差異( P< 0. 05 ,P< 0. 01) . 該文得出的結論是βA PD-gal聯合使用可導致腦老化程度加重,學習記憶能力顯著減弱.

關鍵詞:β-淀粉樣蛋白開場行為學習記憶衰老  β-淀粉樣蛋白(β- amyloidp rotein ,βA P)是老年性癡呆患者的大腦中特有的一種蛋白,它在老年性癡呆的發病機理中的作用已引起人們的重視生化研究表明,β-淀粉樣蛋白是老年性癡呆患者腦海馬和皮層老年斑(SP)的主要成分,它與AD的病理形成過程關系密切已有報道βA P對正常大鼠海馬神經元的毒害作用,但有關βA P對衰老大鼠的作用,國內外均未見報道,本實驗試圖在D-半乳糖所

致衰老動物模型基礎上進行海馬內注射βA P ,觀察其對大鼠開場行為和空間分辨學習以及記憶保持能力的影響.

1 材料與方法

1 . 1 動物和試劑

雄性健康SD大鼠,體重100120g(江蘇省實驗動物中心提供) , βA PSigma公司產品(βA P1 -40 ,Lot NO. 76 H49611) ,D-半乳糖(D-gal) 為上海試劑二廠產品.

1 . 2 分組和模型建立

將大鼠隨機分成4①生理鹽水N S + N SN S +βA PD-gal + N SD-gal +βA P- 1連續注射6周建立衰老動物模型①、②組③、④組動物腹腔注射D-半乳糖:50 mg·kg- 1d動物腹腔注射等量生理鹽水于第4周進行雙側海馬內注射βA P ,每側注射1μL(4μg/μL) ;對照組注射等量生理鹽水海馬定位注射方法:大鼠腹腔注射4 %****鈉(40 mg. kg- 1)麻醉,立體定位儀(日本NAR ISH I GE SN - 3)上固定,坐標按照圖譜,以前囪定位: A P = - 3 . 5 mm , ML = ±2 . 0mm , H = 2 . 7 mm ,鉆開顱骨,用微量進樣器垂直進針,每側注射時間為5min ,留針5min ,緩慢起針,局部**后縫合皮膚,肌注***抗感染.

1 . 3 行為學檢測

連續腹腔內注射6周后進行.

·1 . 3 . 1 開場行為(open field):將動物置于圓形開場檢測箱底中央的格內,記錄其在3 min跑動(loco motio n)穿過的格數,后肢站立(rearing)次數、梳理(groo ming)次數及糞便顆粒數比較不同組間大鼠在新異環境中自發行為和探究行為表現的差異.1 . 3 . 2 Y -迷宮分辨學習(Y- maze discri minatio nlearning)能力檢測Y-迷宮為三等分輻射式反射箱以大鼠被電擊

后逃至安全區為一次正確反應,連續10次測試中有9(90 %)正確反應,定為學會標準記錄每個大鼠達到學會標準的訓練次數所有檢測過程均由計算機完成.

1 . 3 . 3 一次性被動回避反應(o ne- t rial passiveavoidance respo nse)根據大鼠趨暗習性,記錄其在通道上的停留時間,即步入潛伏期(step- t hrough latency , S TL) ;動物進入暗箱后立即給予電擊(0 . 3 mA ,5 s) ; 24 h 后檢測大鼠的S TL .S TL作為記憶保持的指標, S TL越長表明對電擊的記憶保持越好檢測以240 s為限.本實驗數據用( X±SŠX( X表示,組間差異用t檢驗;一次性被動回避反應采用Mann- whit ney非參數檢驗

2 結   果

2 . 1 不同組大鼠開場行為觀察結果見表1 ,統計處理表明,在開場行為諸參數中,D-gal +βA P組動物與N S + N S組比較糞便顆粒數有顯著性差異( P< 0 . 05) ,而跑動格數則極明顯減少( P< 0 . 01) ,前者在新異環境中自發活動和探究反應明顯下降,緊張恐懼狀態也降低. D-gal + N S組動物跑動格數與N S + N S組比較也有顯著性差異( P< 0 . 05). N S + N S組與N S +βA P組之間雖無顯著性差異,但其跑動格數、站立次數均有下降趨勢,說明βA P單獨使用對大鼠在新異環境中的自發活動及探究行為也有一定影響.

2 . 2  Y-迷宮分辨學習能力檢測

達到學會標準所需訓練的次數, 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 . 前兩者比較無顯著性差異( P> 0 . 05) ,D-gal + N S組與N S + N S組比較有顯著性差異( P< 0 . 05) ,D-gal +βPA組與N S + N S組比較,達到學會標準所需訓練次數極明顯增加( P< 0 . 01) ,說明D-gal所致衰老模型大鼠的分辨學習能力顯著降低,而在衰老動物模型上海馬內注射βA P更使學習能力極顯著下降.

2 . 3 一次性被動回避反應

D-gal +βA P組記憶保持能力明顯下降,電擊后24 hS TL顯著縮短,N S + N S組和D-gal + N S組比較有顯著性差異( P< 0 . 05). 其他組之間比較,差異無顯著性,但記憶保持能力呈逐漸降

低趨勢

3 討   論

有研究報道,對大鼠連續注射D-半乳糖引起擬

衰老效應

[ 7 ]

,可導致動物學習記憶能力下降,腦內

超氧陰離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這說

D-半乳糖誘發的自由基蓄積引起的脂質過氧化

損傷,是產生擬衰老變化的原因,這必然也會引起衰

老性腦功能的衰退.βA P是老年性癡呆患者*早出現的典型的病理

學特征一些學者認為βA P可引起學習記憶減退、認知障礙等是AD各種病理和臨床表現的始發因素βA P具有沉積作用和神經毒性,較高濃度的βA P能引起神經退化和死亡

;βA P的神經毒性作

用可以增強或加大各種傷害性刺激的細胞損傷效應,此外它還具有直接的細胞毒性

Morimoto報道,在大鼠海馬神經元,單獨注射βA P不能產生特定的神經毒性作用,僅能引起少量的神經元變性無論在體外培養細胞,還是在體內研究中,βA P是否具有神經毒性作用還存在著爭議,其原因可能是所用βA P的濃度不同所致

本研究結果

表明海馬內單獨注射βA P不能引起明顯的行為學變化,但在衰老動物模型基礎上經βA P處理后,可導致動物自發活動及學習記憶行為明顯降低,說明D-半乳糖和βA P有疊加效應學習記憶是腦的上等功能,學習記憶減退是腦功能衰退的表現因此,本實驗結果提示,D-半乳糖所致衰老動物基礎上,海馬內注射βA P ,可望作為更接近AD的一種動物模型但它是否具有AD的各種病理學特征,還有待于做進一步研究