论文部分内容阅读
帕金森病（Parkinson disease,PD）是全球第二大神经系统退变性疾病,PD患者症状表现在运动功能障碍和认知能力下降。体育锻炼在PD患者的临床治疗中已被普遍使用,已有研究表明其在改善帕金森患者、动物模型的行为功能方面取得了一定的效果具有神经保护作用已被证实。早期规律性有氧运动能降低帕金森病的发病率,并且在动物模型研究中也发现PD小鼠通过早期规律性的有氧运动能抵抗1-甲基-4-苯基-1,2,3,6-四氢吡啶（1-methyl-4-Phenyl-1,2,3,6-Tetrahydro Pyridine,MPTP）神经毒性,但分子机制尚不清楚。研究目的:通过早期8周的中等强度有氧运动干预,观察运动对PD小鼠行为的影响,分析运动对PD小鼠黑质脑区脑源性神经营养因子（Brain-derived neurotrophic factor,BDNF）的表达及其介导的ERK1/2-CREB通路活性,探析有氧运动预防或缓解MPTP神经毒性可能的神经保护作用机制,以期为帕金森病等神经系统退变性疾病的研究、预防提供有益的借鉴。研究方法:40只雄性8周龄C57BL/6J小鼠随机分为4组:安静+生理盐水（WT）,安静+MPTP（M）,运动+生理盐水（WE）,运动+MPTP（ME）,每组10只。WE和ME组小鼠进行8周的运动干预。8周运动干预后进行PD造模,M组和ME组小鼠每天腹膜内注射MPTP,剂量为25mg/kg/d,持续7天;同时WT和WE组小鼠在相同时间接受相同剂量的生理盐水腹腔注射。以步距、旋转棒、旷场、悬尾、十字迷宫等行为学实验检测PD小鼠运动和认知功能障碍。MPTP注射完成后第7天行为学检测结束后处死取材,通过免疫荧光和免疫印迹检测各组小鼠黑质脑区中多巴胺神经元TH,神经营养因子BDNF、Trk B、ERK1/2、P-ERK1/2、p-CREB、神经元特异性核蛋白Neu N、凋亡蛋白Bax、Casepase-3和抗凋亡蛋白Bcl-2的表达情况。研究结果:（1）MPTP注射前1天（-1天）,与WT组相比,WE组小鼠步距长度增大具有非常显著性差异（P＜0.01）,M组小鼠无显著性差异（P＞0.05）;与M组相比,ME组小鼠步距长度增大具有非常显著性差异（P＜0.01）。MPTP注射完成后第1天、第7天,与WT组相比,WE组小鼠步距长度增大但无显著性差异（P＞0.05）,M组小鼠在第1天（P＜0.05）、第7天（P＜0.05）步距长度显著减少;与M组相比,ME组小鼠在第1天（P＜0.05）、第7天（P＜0.01）步距长度增大且具有非常显著性差异。（2）MPTP注射前1天（-1天）与注射完成后第1天,各组小鼠间悬尾静止时间无显著性差异（P＞0.05）;MPTP注射完成后第7天与WT组相比,WE组小鼠无显著性差异（P＞0.05）,M组小鼠悬尾静止时间非常显著性增加（P＜0.01）;与M组相比,ME小鼠悬尾静止时间显著降低（P＜0.05）。（3）MPTP注射前1天（-1天）,与WT组相比,WE组小鼠转棒运动时间非常显著性增加（P＜0.01）,M组小鼠转棒运动时间无显著性差异（P＞0.05）;与M组小鼠相比,ME组小鼠转棒运动时间非常显著性增加（P＜0.01）。MPTP注射完成后第1天、第7天,与WT组相比,WE组小鼠转棒运动时间增加但无显著性差异（P＞0.05）,M组小鼠在第1天（P＜0.05）、第7天（P＜0.05）转棒持续运动时间减少。与M组相比,ME组小鼠在第1天（P＜0.01）、第7天（P＜0.05）转棒持续运动时间显著性增加。（4）MPTP注射完成后第1天,与WT组相比,WE组小鼠在十字迷宫开臂活动时间增加但无显著性差异（P＞0.05）,M组小鼠在十字迷宫开臂活动时间显著性减少（P＜0.05）,同时在旷场测试中自主活动探索范围减少;与M组相比,ME组小鼠在十字迷宫开臂活动时间非常显著性增加（P＜0.01）,同时旷场测试中自主活动探索范围增加。（5）MPTP注射完成后第7天,检测各组小鼠黑质、纹状体内TH蛋白的表达情况发现。与WT组小鼠相比,WE组小鼠无显著性差异（P＞0.05）,M组小鼠黑质（P＜0.01）,纹状体（P＜0.01）内TH表达显著性降低;与M组相比,ME组小鼠黑质（P＜0.05）、纹状体（P＜0.05）内TH水平表达显著性增加。（6）MPTP注射完成后7天,检测各组小鼠黑质内BDNF、Trk B蛋白的表达情况发现。与WT组相比,WE组小鼠无显著性差异（P＞0.05）,M组小鼠BDNF（P＜0.01）、Trk B（P＜0.01）蛋白表达非常显著性降低;与M组相比,ME组小鼠BDNF（P＜0.05）、Trk B（P＜0.05）蛋白表达水平显著增加。（7）MPTP注射完成后第7天,检测各组小鼠黑质内ERK1/2、P-ERK1/2、p-CREB蛋白的表达情况发现。与WT组相比,WE组小鼠无显著差异（P＞0.05）,M组小鼠黑质内ERK1/2（P＜0.05）、P-ERK1/2（P＜0.05）、p-CERB（P＜0.01）蛋白表达水平显著降低。与M组相比,ME组小鼠黑质脑区ERK1/2（P＜0.05）、P-ERK1/2（P＜0.05）、p-CERB（P＜0.05）蛋白表达水平显著增加。（8）MPTP注射完成后第7天,检测各组小鼠黑质内神经元特异性核蛋白Neu N的表达发现。与WT组相比,WE组小鼠黑质中Neu N表达增加（P＜0.05）,M组小鼠黑质脑区中Neu N表达水平降低,但无显著性差异（P＞0.05）。与M组相比,ME组小鼠黑质脑区中Neu N表达水平增加（P＜0.05）。（9）MPTP注射完成后第7天,检测各组小鼠黑质内凋亡相关蛋白的表达发现。与WT组相比,WE组小鼠无显著差异（P＞0.05）,M组小鼠黑质脑区中凋亡蛋白Bax、casepase-3表达水平显著增加（P＜0.05）;与M组相比,ME组小鼠黑质脑区中Bax、casepase-3表达水平显著降低（P＜0.05或P＜0.01）。与WT组相比,WE组小鼠无显著性差异（P＞0.05）,M组小鼠黑质内抗凋亡蛋白Bcl-2表达水平显著降低（P＜0.05）;与M组相比,ME组小鼠黑质内Bcl-2表达水平增加（P＜0.05）。研究结论（1）8周中等强度有氧运动可以预防和缓解PD小鼠运动、认知功能下降,7天MPTP注射能降低正常小鼠运动、认知功能。（2）前期规律性有氧运动增加PD小鼠脑中BDNF的表达,调节BDNF介导的ERK1/2-CREB通路活性,增加多巴胺神经元数量。（3）前期规律性有氧运动通过上调BDNF的表达,增强PD小鼠脑内神经可塑性,抑制神经细胞的凋亡反应,促进神经元存活。