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目的:
阿尔茨海默病(Alzheimers disease,AD)是一种多病因的疾病,许多学者认为AD是一种慢性的中枢神经系统炎症反应。其中星形胶质细胞(Astrocyte,AC)通过与炎症介质相关的多向性方式而被激活,其分泌的肿瘤坏死因子-α(Tumor necrosis factor,TNF-α)、白介素6(Interleukin6,IL-6)、载脂蛋白E(Apolipoprotein E, ApoE)以及s-100β蛋白等胞外酶,对老年斑(Senile plaque, SP)和神经原纤维缠结(Neurofibrillary tangles, NFTs)的形成发挥重大的作用。因此,抑制星形胶质细胞的过度激活,减少TNF-α等前炎症因子过度释放可以有效的阻止脑组织的破坏,维护脑的正常功能。
Rember是一种新开发的治疗AD的药物,其主要成分是亚甲蓝(Methylene Blue,MB),在二期临床试验中表现出良好的疗效。有研究证实亚甲蓝能抑制高铁血红蛋白的生成,具有还原作用,从而抑制过度炎性反应。因此,本研究拟通过给予APP/PS1小鼠口服适量亚甲蓝,观察亚甲蓝对APP/PS1转基因小鼠学习记忆及胶质纤维酸性蛋白(Glial fibrillary acidic protein,GFAP)、TNF-α在海马结构的表达变化,同时对比观察亚甲蓝对其表达改变的影响,为阿尔茨海默病的预防和治疗提供可信的实验依据。
材料与方法:
1、实验动物及分组:中国医科大学实验动物部提供的20只3月龄APP/PS1转基因小鼠,随机分2组,每组10只,雌雄不限。(1)对照组:自由饮水。(2)治疗组:根据小鼠饮水量将亚甲蓝加入日常饮水中,用量约25mg·kg-1·d-1,连用4个月。
2、采用Morris水迷宫行为学测试各组小鼠的空间学习记忆能力,记录其每个时间段的平均逃避潜伏期。
3、用免疫组织化学染色法观察各组小鼠海马结构GFAP的分布和表达情况。
4、用免疫印记( Western blotting)方法检测各组小鼠海马结构GFAP和TNF-α的表达水平。
5、采用TUNEL染色方法观察各组小鼠海马结构神经元的凋亡情况。
6、结合图像采集分析系统,上述所得数据用均数±标准差((-x)±s)表示,应用SPSS11.0统计软件,用单因素方差分析进行组间比较,P<0.05为有统计学意义,P<0.01为有显著统计学意义。
实验结果:
1、Morris水迷宫测试结果表明亚甲蓝治疗组较对照组各时间段的平均逃避潜伏期明显缩短(P<0.05),所经过的路程明显缩短(P<0.05),跨过平台相应位置的次数明显增多(P<0.05)。
2、免疫组织化学染色观察到亚甲蓝治疗组海马结构CA1区、CA3区和DG的GFAP表达较对照组明显下调(P<0.05)。
3、Western blotting方法显示亚甲蓝治疗组小鼠海马结构的GFAP和TNF-α的表达量与对照组相比呈降低趋势(P<0.05)。
4、TUNEL染色法发现亚甲蓝治疗组海马CA1区、CA3区和齿状回TUNEL阳性细胞数较对照组明显减少(P<0.05)。
结论:
1、亚甲蓝可以改善APP/PS1转基因小鼠的空间学习记忆能力。
2、亚甲蓝能够下调APP/PS1转基因小鼠海马CA1区、CA3区和DG的GFAP的表达。
3、亚甲蓝能够下调APP/PS1转基因小鼠海马结构GFAP和TNF-α蛋白的表达。
4、亚甲蓝对APP/PS1转基因小鼠海马结构神经元的凋亡具有明显的抑制作用。