阿尔茨海默病（Alzheimer’s disease, AD）是一种原发性中枢神经系统退行性疾病，其主要临床表现为进行性认知功能障碍、学习和记忆能力丧失、智力下降，晚期出现严重痴呆。目前，全世界约有3600万AD患者，据ADI估计这个数字以每20年翻一倍的速度增长,到2030年将会达到6600万人。我国AD患者目前超过500万，并且随着人口老龄化速度和程度的加剧，我国AD的发病率和患者总数还将持续增加。毫无疑问，AD已成为21世纪威胁人类的最严重疾病之一，是继心血管疾病、脑血管疾病和癌症之后严重影响老年人身体健康和人类寿命的“第四大杀手”。AD典型病理特征之一是脑内出现高密度的老年斑。研究表明，老年斑的主要成分是由39-43个氨基酸组成的淀粉样β蛋白（Amyloidβ-protein，Aβ）。全长Aβ片段的神经毒性作用已有广泛报道，在此基础之上，有大量实验表明Aβ25-35是全长Aβ分子中一个较短的活性片段。本研究室在以往的研究中也发现，Aβ25-35能在细胞培养、离体膜片钳和在体电生理实验中表现出与全长Aβ类似的神经毒性作用。这些研究提示，拮抗Aβ神经毒性作用可能是治疗AD的一个有效手段。然而，迄今为止针对Aβ的AD治疗尤其是有效拮抗Aβ神经毒性作用的药物研究，仍然没有突破性进展。Humanin（HN）是日本学者于2001年首次发现的一个由24个氨基酸组成的线性多肽，能够特异性抑制AD及其各种相关损伤引起的神经元细胞死亡。Colivelin是由日本学者于2005年首次报道的一种新的、由26个氨基酸组成的HN衍生物。目前有部分研究显示，Colivelin有很强的神经保护作用，能够有效逆转Aβ在原代培养皮层神经元和行为学实验中表现出的神经毒性。然而，对于Colivelin在整体动物中的作用，尤其是对学习记忆的电生理模型长时程增强（long-term potentiation, LTP）的影响及Colivelin保护作用的机制的研究还处于起步阶段。Morris水迷宫（Morris water maze, MWM）是用来衡量动物学习记忆功能的经典的行为学实验手段，能够有效反映动物的认知功能改变，因而被广泛应用于动物学习记忆功能包括AD动物行为学测试研究。长时程增强(long term potentiation, LTP)是由高频刺激(high-frequency stimulus, HFS)所引发的一种兴奋性突触传递效能长时间持续增强的现象。鉴于海马是AD发病过程中最早和最易受累的脑区之一，且海马LTP的伤害与动物认知缺损高度相关，海马LTP特别是在体LTP已被视为研究学习记忆和AD发病机制的一个重要的电生理细胞模型而受到普遍关注。因此，本实验采用海马内分别给予Aβ25-35、生理盐水、Colivelin（0.2 nmol）和Colivelin（0.2 pmol、2 pmol、0.2 nmol）+Aβ25-35的方法，观察了Colivelin对大鼠学习记忆的影响，并探讨其对于Aβ25-35导致的学习记忆功能损伤的逆转作用。实验研究分为以下两部分：（1）利用国际公认的经典的Morris水迷宫测试手段，观察Colivelin预处理是否能有效拮抗大鼠Aβ所致的学习记忆伤害；（2）利用在体海马LTP记录手段，观察海马内注射Colivelin预处理对于Aβ25-35引起的LTP压抑的作用，进一步阐明Colivelin神经保护作用的突触前、后机制。通过以上两部分研究，为Colivelin参与神经系统功能调节提供充分的实验证据，从而为保护神经元免受Aβ神经毒性伤害，为预防和治疗AD提供新的思路和理论依据。第一部分：Colivelin部分逆转Aβ25-35引起的大鼠空间学习记忆功能损害目的：利用Morris水迷宫测定大鼠空间学习记忆功能，观察海马内给予Aβ25-35、生理盐水、Colivelin以及合用Colivelin和Aβ25-35后大鼠在Morris水迷宫中的行为学表现，探讨Colivelin预处理对Aβ引起的空间学习记忆功能损伤可能的作用。方法：取运动灵活、无视力障碍的成年雄性SD大鼠(200-230g)随机分组，进行Morris水迷宫定位航行和空间探索实验，分别测定大鼠的空间学习和记忆能力。主要指标包括大鼠寻找平台的平均逃避潜伏期和游泳距离、撤离平台后大鼠在目标象限游泳时间（限定时间为：120秒）和距离。同时，测定各组大鼠的游泳速度及大鼠的视力，以排除运动能力与视力障碍对测定指标的影响。各种药物均经海马内注射给予，恢复2-3周后进行实验。结果：（1）对照组大鼠学习记忆功能正常。逃避潜伏期在训练第1-5天内分别为79.0±3.3 s, 36.6±3.0 s, 20.2±2.0 s, 19.9±1.3 s和16.5±1.7 s；大鼠找到平台所游过的距离分别为1427.5±135.1 cm, 689.4±80.8 cm, 369.2±50.7 cm, 322.4±40.6 cm和265.3±44.0 cm；撤除平台后大鼠在目标象限游泳所用时间和距离分别为55.4±3.0s和1150.4±63.9cm。（2）海马内注射4nmol Aβ25-35后显著降低了大鼠的空间学习和记忆能力。Aβ25-35海马内注射组大鼠的平均潜伏期和游过距离在第1天与对照组没有明显差别，在第2-5天分别为52.8±4.3 s, 39.5±1.6 s, 29.3±2.6 s, 26.8±1.4 s和899.1±108.9 cm, 551.7±54.9 cm,448.5±68.7 cm, 369.6±28.6 cm，与对照组相比，其平均潜伏期明显延长，游过距离明显缩短（P<0.01或P<0.05）；撤除平台后大鼠在目标象限游泳所占时间和距离显著缩短，分别为36.8±2.9 s和756.9±52.9 cm（P<0.01）。（3）海马内单独注射0.2 nmol Colivelin后，大鼠的学习、记忆功能与对照组相比均未受到影响（P>0.01），分别为35.3±4.4 s,22.1±2.9 s, 21.4±2.6 s, 19.4±0.7 s和670.0±90.6 cm, 398.3±80.9 cm, 357.2±51.5 cm,260.0±37.0 cm，撤掉平台后在目标象限游泳所用的时间和距离为55.0±3.0 s和1148±63.1cm，与对照组相比无明显差别（P>0.01）。但联合给予Colivelin（0.2 pmol,2 pmol,0.2nmol）与Aβ25-35后，与Aβ25-35组相比，各组平均潜伏期和游过距离两个指标在第2-5天都有缩短现象，0.2 pmol Colivelin+ Aβ25-35组(n=11)2-5天找到平台所用的时间和距离分别为45.4±3.5 s, 33.9±1.7 s, 24.6±3.8 s, 22.3±1.9 s和728.0±78.3 cm, 425.1±43.8 cm,339.9±84.4 cm, 286.1±41.5 cm；在2 pmol Colivelin+ Aβ25-35组(n=12)分别为33.8±3.8 s,29.8±2.1 s, 22.0±1.6 s, 20.0±1.6 s和582.1±115.2 cm, 385.6±59.1 cm, 281.5±33.3 cm,228.8±27.3 cm；在0.2 nmol Colivelin+ Aβ25-35组(n=12),分别为28.1±2.4 s, 20.8±2.1 s,19.3±1.6 s, 17.9±2.4 s和509.5±63.6 cm,302.9±56.7 cm, 247.9±28.8 cm, 203.8±47.9 cm与Aβ25-35组相比均有明显缩短（P<0.01），并且这种逆转作用具有剂量依赖性。撤除平台后大鼠在目标象限游泳所用时间和距离实验中，0.2 pmol Colivelin+ Aβ25-35组为39.1±2.1s和799.0±74.0 cm；2 pmol Colivelin+ Aβ25-35组为43.8±3.0 s和934.9±53.8 cm；0.2nmol Colivelin+ Aβ25-35组为54.0±3.7 s和1148.4±63.0 cm，与Aβ25-35组相比均有并不同程度的增加，并且这种增加呈现出剂量依赖性。（4）各实验组动物在可视平台实验中的逃避潜伏期和游泳速度均无显著区别。结论：海马内注射Aβ25-35能够伤害大鼠空间学习和记忆能力，单独使用Colivelin不会对大鼠的学习和记忆活动造成影响，但Colivelin预处理之后给予Aβ25-35，发现Colivelin可部分逆转Aβ对大鼠空间学习记忆功能的损伤作用，并且此逆转作用具有剂量依赖性。第二部分: Colivelin拮抗Aβ25-35引起的大鼠在体海马LTP损害目的：通过海马内注射Colivelin以及Aβ25-35后记录海马场兴奋性突触后电位（field excitatory postsynaptic potentials, fEPSPs）和长时程增强（LTP），研究不同剂量Colivelin预处理之后对Aβ25-35压抑大鼠海马CA1区在体LTP的逆转作用及其可能机制。方法：采用海马内注射给药后已行水迷宫测试的SD大鼠，麻醉后将其固定在脑立体定位仪上，将绑定好的刺激电极和记录电极精确插入到海马刺激和记录部位。通过给予海马Schaffer侧枝单个电刺激、强直电刺激和双脉冲刺激，在海马CA1区放射层诱发和记录基础的fEPSPs、强直刺激引起的LTP，以及配对脉冲引起的双脉冲易化（pairedpulse facilitation, PPF）。结果：（1）Aβ25-35不影响基础性突触传递，但对于高频刺激引起的LTP具有明显的压抑作用。给予HFS后0 min,30 min,60 min，对照组fEPSPs幅度增强至176.8±4.1%,150.6±2.8%和141.3±2.3%；4 nmol Aβ25-35组的fEPSPs幅度分别只有166.6±3.0%,116.2±1.6和106.2±2.8%；表明Aβ25-35片段可明显压抑海马CA1区LTP (P<0.01)（2）单独给予0.2 nmol Colivelin后，基础性突触传递和LTP都没有发生明显改变。其在给予HFS后0 min,30 min,60 min时分别为：178.5±2.9%，139.9±2.9%，138.5±2.1%。给予Colivelin(0.2 pmol,2 pmol,0.2 nmol)预处理后，再给予Aβ25-35，在0.2 pmol Colivelin+Aβ25-35组，其数值分为为：164.5±1.8%，122.4±1.9%，110.3±1.1%；在2 pmolColivelin+ Aβ25-35组中，数值分别为：166.0±2.3%，132.2±2.1%，119.2±1.2%；在0.2nmol Colivelin+ Aβ25-35组中则分别为：178.7±2.8%，139.8±2.4%，126.0±2.6%。LTP值在HFS后0 min, 30 min和60 min时的数值均高于单独给予Aβ25-35 LTP (P<0.01)，并且差别具有剂量依赖性。表明Colivelin能够剂量依赖性的逆转Aβ对LTP的伤害作用。（3）对照组和各实验组的PPF都没有显著差异，提示所用各种药物影响LTP主要不是通过突触前机制实现的。结论：海马内注射Aβ25-35能够压抑大鼠海马在体LTP；单独使用Colivelin不会对海马的基础性传递功能及LTP造成影响，但是先于Aβ25-35预处理可以部分改善Aβ25-35对LTP的压抑作用，并且这种作用具有剂量依赖性。总之，本研究分别利用Morris水迷宫和LTP两种实验方法，证明了Colivelin可有效对抗Aβ所致的行为学和海马LTP的伤害。因此，本研究为AD的预防和治疗提供了一个新的线索和思路。