阿尔茨海默病(Alzheimer’sdisease，AD)是一种不可逆的原发性神经退行性疾病，主要表现为进行性学习和记忆功能的障碍。AD的主要病理特征为：脑内出现高密度的老年斑(senileplaque，SP)和神经原纤维缠结(neurofibrillarytangles，NFT)以及神经元丧失等。据分析，SP的主要成分是由39-42个氨基酸构成的淀粉样β蛋白(amyloid-betaprotein，AβP)。迄今为止，关于AβP的神经毒性作用已有广泛报导。离体神经细胞培养实验表明，AβP预处理可导致细胞凋亡；在体行为学实验证实，脑内注入AβP可引发大鼠学习、记忆功能障碍等。鉴于AβP的神经毒性作用及其与AD发病有关，人们提出了AD发病机制的“AβP学说”。然而，AβP的神经毒性作用机制还不完全清楚。 海马是中枢神经系统中与学习和记忆关系较为密切的结构之一，也是AD时SP聚集的主要部位。海马的长时程增强(long-termpotentiation，LTP)和长时程压抑(long-termdepression，LTD)被认为是反映信息储存过程中突触可塑性的重要电生理指标。LTP是由高频强直刺激作用于兴奋性突触前传入通路时诱发的该突触传递效率长时间增强现象，可能在细胞水平参与学习和记忆的形成；相反，LTD则是在类似的突触通路中由低频连续刺激引起的突触传递效率的长时间减弱现象，也被认为与大脑某些形式的学习过程有关。LTD和LTP有可能同时发挥作用，调控记忆的形成。LTP强化记忆的形成，而LTD则使记忆饱和，使再学习变得困难。另外LTD还是产生遗忘的可能原因。因此，LTP和LTD被广泛用于学习和记忆的电生理研究。 考虑到AD时学习记忆功能的下降可能与海马结构的受累有关，研究AβP对海马突触传递可塑性的影响及作用机制显得十分必要。多年来，AβP对海马突触传递的影响及作用机制的研究主要集中在它对海马LTP的研究上，对与LTP相对应的LTD的影响和机制探讨则研究甚少；而且对于在体海马LTD的诱导条件尚存在争议。另外，在文献中有关AβP分子氨基酸序列中活性中心的研究方面，本实验室过去已发现AβP分子中的31-35片段也和它的较长的25-35片段一样，具有类似于整个AβP分子的神经毒性作用和对某些离子通道的调制作用，提示31-35片段可能是AβP发挥毒性作用的更小片段。AβP31-35片段是否也能影响海马LTD?也是我们感兴趣的问题。 鉴于以上原因，本实验采用细胞外记录的神经电生理学方法，以大鼠在体海马Schaffer侧枝-CA1锥体细胞辐射层(schaffercollateral/stratumradiatum)这一突触传递通路上诱导的兴奋性突触后场电位(fieldexcitatorypostsynapticpotential，fEPSP)的幅度改变为指标，系统比较了各种不同参数的低频刺激(low-frequencystimulation，LFS)引发的基础fEPSP的减小，即LTD，并观察了侧脑室注射人工合成的AβP25-35和AβP31-35片段对LTD的影响，以期进一步探讨AβP在突触传递效率方面的神经毒性作用及其可能机制。 结果显示：(1)在基础性fEPSPs幅度保持稳定的基础上，给予各种组合长串低频刺激(LFS)(频率1Hz、3Hz、5Hz或10Hz，脉冲数600或900，串数1串、2串和3串，串间隔10分钟)后均可观察到LTD的出现。例如：给予10Hz、900个脉冲的单串LFS后，fEPSP的平均幅度立即由LFS前的100％减小为83.7±2.7％(n=7)；其后1小时和2小时fEPSP幅度进一步减小为80.5±3.1％和74.5±4.1％。(2)高频刺激(HFS，200Hz，脉冲数20，重复3次，间隔30秒)可以反转已建立的LTD。例如：HFS后，fEPSP幅度立即由LFS后2小时的74.5±4.1％增大为99.7±5.1％。(3)LFS诱导的LTD的幅度依赖于低频刺激的脉冲数。例如：给予600个脉冲的LFS(1Hz)，2小时后平均fEPSP幅度减小为75.1±3.6％(n=6)；而给予900个脉冲的LFS(1Hz)，2小时后平均fEPSP幅度为59.8±4.2％(n=6)，与600脉冲组相比，差异显著(p＜0.05)。(4)LTD的幅度在一定范围内不依赖于LFS的刺激频率。当其它条件相同仅刺激频率不同时，如给予1Hz，3Hz，5Hz和10Hz的LFS后，fEPSP平均幅度分别为62.8±6.0％(n=6)；70.6±8.1％(n=5)；59.8±5.8％(n=6)和60.6±3.7％(n=6)，四组之间两两比较均无明显统计学差异(p＞0.05)。说明不同频率的低频刺激诱导的LTD无明显差别。(5)相同摩尔浓度的AβP25-35和AβP31-35预处理增强了LTD的诱导。LFS前10分钟，经侧脑室注射25nmolAβP25-35和AβP31-35后，LFS引起的LTD的幅度均出现增大。以LFS后1小时的检测值为例，对照组fEPSP平均幅度为80.5±4.0％(n=7)，25nmolAβP25-35组和AβP31-35组分别为47.1±4.6％(n=6)和42.1±3.8％(n=5)。这两组与对照组相比均有明显的差异(p＜0.01)，说明这两个肽段对LFS诱导的LTD均有易化作用。但AβP25-35组和AβP31-35组相比则无明显差异(p＞0.05)，提示这两个肽段对LTD的易化作用无明显差别。(6)AβP31-35和AβP25-35对LTD的易化作用具有一定的剂量依赖性。以LFS后1小时的检测值为例，12.5nmol的AβP31-35预处理后，平均fEPSP幅度为61±4.5％(n=5)；25nmol的AβP31-35注入后，fEPSP幅度进一步降低为42.1±3.8％(n=5)，两组相比具有明显的统计学差异(p＜0.05)。 以上结果表明：1～10Hz的持续的LFS能够可靠地诱导出大鼠在体海马CA1区LTD，且这种LTD具有可反转性；LFS诱导的LTD在一定频率范围内依赖于刺激脉冲的数量而不依赖于刺激频率；AβP31-35，类似于AβP25-35，对LFS诱导的LTD具有类似的易化作用，且呈一定程度的剂量依赖性。以上结果为在体海马LTD诱导初步确定了有效的刺激参数，为进一步研究海马LTD提供了有价值的基础；脑室注射AβP对LTD产生的易化作用，则提示AβP有可能通过对海马部位的LTP和LTD的不同效应，相反相成，促进学习和记忆能力的饱和以及加强遗忘，这有可能是导致AD患者认知功能下降和学习、记忆能力丧失的主要原因之一；AβP31-35和AβP25-35对LTD产生的类似的易化作用，进一步证实了我们以往的假设：31-35片段可能是AβP分子中具有主要生物活性作用的更短的序列。