慢性低氧及APP/PS1基因与阿尔茨海默病相关的基础研究

【作者】 何金彩；

【机构】 温州医学院附属第一医院脑科中心；

【摘要】 目的本研究采用慢性低氧动物模型,利用Morris水迷宫实验来检测小鼠空间学习记忆和认知功能,并测定小鼠皮质、海马、纹状体内B-淀粉样蛋白(Aβ42)的表达,结合整体行为学和分子生物学指标来探讨慢性低氧及APP/PS1基因与阿尔茨海默病的相关性。方法 (1)实验分组:①选用3月龄清洁级APP/PSl双转基因小鼠24只,随机分成2组:第1组常氧对照组(n=12);第2组为低氧组(n=12);②选用3月龄清洁级C57BL/6J雄性小鼠24只,随机分成2组:第1组常氧对照组(n=12);第2组为低氧组(n=12)。(2)慢性低氧模型的制作:动物在低氧舱中觅食和饮水不受限制,按气体流动方向设置低氧舱进出气孔,由进气孔向密闭低氧舱内充人氮气和氧气,采用数字测氧仪检测低氧舱中氧浓度,调节气体流量和流速。慢性低氧组小鼠置于低氧箱中,O2浓度为8%-12%,CO2浓度低于1%,每天持续8 h(9:00～17:00),连续低氧12周;常氧对照组置于相同氧舱中,氧舱中为氧浓度21%的空气,每天持续8 h(9:00～17:00),共12周。(3)观察指标:①行为学检测方法:采用Morris水迷宫实验方法检测小鼠空间参考记忆和空间工作记忆能力。②分子生物学指标:采用Western Blot免疫蛋白印迹、ELISA实验方法测定小鼠脑组织皮质、海马、纹状体内P-Tau蛋白、Aβ42蛋白的表达,用免疫组化方法测定小鼠脑组织皮质、海马、纹状体内P-Tau蛋白、Aβ42蛋白的表达:同组小鼠在不同部位的P-Fau蛋白表达情况均有明显统计学差异。结果 (1)行为学检测结果:①低氧4周、12周较低氧前的定位航行实验的逃避潜伏期显著缩短,低氧未对小鼠的定位航行能力有损害作用,反而多次训练可提高定位航行能力;②低氧12周后小鼠的空间搜索实验的穿越平台次数明显比低氧4周、低氧前减少,提示APP/PS双转基因空间参考记忆能力较野生型小鼠有明显差别,APP/PS双转基因小鼠缺氧比同种对照组空间参考记忆要差,比野生缺氧及野生对照也要差,同时野生缺氧比野生对照野要差。③低氧12周较低氧4周、低氧前的重复获取实验无明显差异。(2)分子生物学指标结果:①免疫组化实验结果:P-Tau蛋白表达强度TH组较TC、WH组强,TC组较WC组强,WH组较WC组强。Aβ42蛋白表达强度TH组较TC、WH组强,TC组较WC组强,WH组较WC组强。②WB实验结果:皮质部位,各组小鼠P-Tau蛋白无明显差异;海马部位,APP/PS1双转基因阿尔茨海默病小鼠和野生型小鼠的低氧组较正常对照组有显著性差异,P-Tau蛋白表达较强,APP/PS1双转基因阿尔茨海默病小鼠低氧组较野生型小鼠低氧组表达较强;纹状体部位,APP/PS1双转基因阿尔茨海默病小鼠和野生型小鼠的低氧组较正常对照组有显著性差异,P-Fau蛋白表达较强,APP/PS1双转基因阿尔茨海默病小鼠低氧组较野生型小鼠低氧组表达较强。同组小鼠在不同部位的P-Tau蛋白表达情况均有明显统计学差异。③ELISA实验:同组小鼠脑组织不同部位有统计学差异,TC组、TH组、WH组Aβ42表达量海马>皮质>纹状体,WC组皮质>纹状体>海马。低氧组各部位较正常氧组有统计学差异,Aβ42表达量低氧组>正常氧组。APP/PS1双转基因阿尔茨海默病小鼠组较野生型小鼠组有统计学差异(P<0.05),APP/PS1双转基因阿尔茨海默病小鼠组>野生型小鼠组。结论 (1)慢性低氧能够损害小鼠的空间学习记忆能力,低氧时间越久,这种损害程度越强;APP/PS1基因对小鼠长时记忆有损害,而对短时记忆无损害。(2)慢性低氧12周能使APP/PS1双转基因阿尔茨海默病小鼠及野生型小鼠海马内P-Tau、Aβ42表达增加,APP/PS1双转基因阿尔茨海默病小鼠较野生型小鼠P-Tau、Aβ42表达更强,提示慢性低氧能够促进小鼠脑组织老年斑的形成,并且APP/PS1基因与慢性低氧是相加作用。更多还原