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目的:高同型半胱氨酸血症(Hyper-homocysteinemia HHCY)是脑卒中、血管性痴呆、阿尔茨海默病、帕金森等多种老年退行性疾病的独立危险因素。但HHCY对脑组织中不同细胞的损伤作用及机制目前还不清楚。本课题拟利用Apo E-/-小鼠复制HHCY动物模型,从形态学观察脑中微血管、星形胶质细胞和神经元的分布与超微结构变化;从分子水平检测相关损伤因子的表达变化,探讨HHCY对脑血管及神经元的损伤作用,为明确HHCY相关的神经系统退行性疾病的发病机制提供实验依据。本实验将分两部分来完成:实验一HHCY致Apo E-/-小鼠脑血管损伤作用的研究;实验二HHCY抑制Apo E-/-小鼠大脑星形胶质细胞GFAP表达致神经元损伤作用的研究。方法:C57BL/6J背景5周龄雄性纯合子Apo E-/-小鼠36只,体重为18-20g,与同周龄C57BL/6J小鼠12只,体重体重为18-20g,适应性喂养1周。按照随机化原则分为4组每组12只:正常对照组(blank control)野生型C57BL/6J小鼠饲以普通AIN-93G饲料;Apo E-/-对照组(Apo E-/-control):饲以普通AIN-93G饲料;高蛋氨酸组(HM):饲以添加1.7%蛋氨酸的普通AIN-93G饲料;叶酸、维生素B12干预组(HM+FA+VB):添加1.7%蛋氨酸、0.006%叶酸、0.0004%维生素B12的普通AIN-93G饲料。喂养18周后麻醉取血,全自动生化仪检测血浆HCY水平;石蜡包埋脑组织切片行HE染色和GFAP、CD31、iba1的免疫组化染色,并计数皮质区血管数量;行电镜检查观察大脑皮质脑微血管、星形胶质细胞和神经元的超微构变化;提取脑血管蛋白,western blot检测脑血管SIRT1的蛋白表达;提取全脑蛋白,western blot检测GFAP的蛋白表达。结果:1、18周蛋氨酸饮食可以诱导Apo E-/-小鼠HHCY。2、各组小鼠的血压(实验开始前、实验中期、处死小鼠前)和心率及大脑皮质区微血管数量均无明显差异(P>0.05)。3、HHCY可以导致Apo E-/-小鼠脑血管超微结构发生明显变化,包括内膜、基底膜受损,细胞器的空泡变性,叶酸+VB12对其有一定干预作用。4、western blot结果均显示HHCY能明显减少脑血管SIRT1蛋白表达,与空白对照组与Apo E-/-对照组相比较,高蛋氨酸组脑血管SIRT1蛋白表达减少(P<0.05),叶酸+VB12干预后其表达增加(P<0.05)。5、HE染色发现各组脑组织结构基本正常,神经元和胶质细胞的分布各组间无明显差异,仅在高蛋氨酸组发现个别固缩的神经元,星形胶质细胞的形态也无明显改变。6、HHCY可以导致Apo E-/-小鼠神经元和星形胶质细胞超微结构损伤,表现为:神经元核膜皱缩,染色质浓集,线粒体肿胀,部分空泡变性,胞浆内见较多脂褐素沉积;星形胶质细胞核膜稍皱缩,并可见线粒体空泡变性。叶酸+VB12对其有一定干预作用7、免疫组化和western blot结果均显示HHCY能明显减少大脑皮质区和海马区GFAP表达减少(P<0.05),叶酸+VB12干预后其表达增加(P<0.05)。8、免疫组化结果显示高蛋氨酸组大脑皮质iba1表达较空白对照组与Apo E-/-对照组增加(P<0.05),叶酸+VB12干预后其表达减少(P<0.05)。结论:HHCY致Apo E-/-小鼠脑血管内皮损伤,伴脑血管SIRT1表达下调;HHCY抑制Apo E-/-小鼠大脑星形胶质细胞活化,GFAP表达下调,并伴随神经元的老化损伤和小胶质细胞的活化;叶酸+VB12可能存在一定干预作用。