基于血脑屏障—海马保护的捏脊法改善哮喘未成年鼠焦虑及学习记忆能力的机制研究

来源 :南京中医药大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:leng159461
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目的观察哮喘造模过程中未成年大鼠焦虑情绪及学习记忆能力的变化并探索相关机制;同时,基于血脑屏障—海马保护探讨捏脊法的防治机制,为其临床运用提供科学依据。方法3~4周龄的SPF级SD雄性大鼠70只,适应性喂养7天后,随机分为致敏时间点的正常对照丨组(即正1组,n=10)、致敏模型组(即致敏组,n=10)、致敏捏脊组(即捏脊1组,n=10)和激发时间点的正常对照2组(正2组,n=10)、激发模型组(即激发组,n=10)、激发捏脊组(即捏脊2组,n=10)、激发甲基泼尼松龙(methylprednisolone,MP)组(即MP组,n=10),共7组,并针对致敏结束和激发结束后的两个时间点进行相应指标的观察。以卵清蛋白(OVA)致敏激发致哮喘的经典方法建立未成年大鼠哮喘模型,分别以捏脊法和MP腹腔注射对哮喘造模过程进行干预。以Morris水迷宫和高架十字迷宫行为学实验评价焦虑状态和空间学习及记忆能力,以全体描记法获取增强呼吸间歇(Penh)值测定气道高反应性,以免疫组化检测海马组织CA1区和齿状回(DG)区离子钙接头蛋白-1(Iba-1)和脑源性神经营养因子(BDNF)的平均光密度值(MOD)来评定其蛋白表达以了解小胶质细胞活化及神经营养状况,以酶联免疫吸附实验法检测肺泡灌洗液(BALF)中白细胞介素-4(IL-4)、白细胞介素-1β(IL-1β)和血浆中卵清蛋白特异性IgE(OVAsIgE)水平评估大鼠气道过敏性炎症;同时,以实时荧光定量多聚核苷酸链式反应(RT-qPCR)法检测海马体内炎症因子IL-4 mRNA、IL-1β mRNA表达来判断海马炎症情况;以伊文思蓝(EB)渗透法检测大脑血脑屏障(BBB)完整性,RT-qPCR法测定紧密连接蛋白Claudin-5 mRNA和闭锁小带蛋白-1(ZO-1)mRNA表达,以评估海马BBB完整性损害。结果(1)与正1组相比较,致敏组水迷宫定位航行潜伏期整体显著延长(P<0.05),穿越平台象限次数呈下降趋势但无显著差异(P>0.05),进入开臂次数百分比下降显著(P<0.05),血浆OVAsIgE水平、BALF IL-4、IL-1β水平均显著上升(均P<0.05),大脑EB含量显著上升(P<0.05),海马ZO-1 mRNA、Claudin-5 mRNA相对表达量均下降显著(均P<0.05),海马IL-4 mRNA和IL-1β mRNA相对表达量显著升高或有升高趋势(P<0.01,P>0.05),海马CA1和DG区Iba-1表达均显著升高(均P<0.01),海马 CA1和DG 区 BDNF表达均显著下降(P<0.01,P<0.05)。(2)与致敏组相比较,捏脊1组水迷宫定位航行潜伏期整体显著缩短(P<0.01),穿越平台象限次数、进入开臂次数百分比均显著上升(均P<0.05),血浆OVAslgE水平、BALF中IL-4、IL-1β水平均有下降趋势(均P>0.05),大脑EB量有下降趋势(P>0.05),海马ZO-1 mRNA和Claudin-5 mRNA相对表达量显著升高或有升高趋势(P<0.05,P>0.05),海马IL-4 mRNA和IL-1β mRNA相对表达量显著降低或有降低趋势(P<0.05,P>0.05),海马CA1和DG区Iba-1表达均显著下降(均P<0.05),海马CA1区和DG区BDNF表达显著升高或有升高趋势(P<0.05,P>0.05)。(3)与正2组相比较,激发组水迷宫定位航行潜伏期整体有延长趋势(P>0.05),且最后一天潜伏期显著延长(P<0.05),穿越平台象限次数有下降趋势(P>0.05),进入开臂次数百分比有降低趋势(P>0.05),Penh值显著升高(P<0.05),血浆OVAsIgE、BALF IL-4和IL-1 β水平均显著上升(均P<0.01),大脑EB含量显著上升(P<0.01),海马ZO-1 mRNA、Claudin-5 mRNA相对表达量下降显著(均P<0.01),海马IL-4 mRNA和IL-1β mRNA相对表达量均显著升高(P<0.01,P<0.05),海马CA1和DG区Iba-1表达均显著升高(均P<0.01),CA1和DG区BDNF表达均显著下降(P<0.01,P<0.05)。(4)与激发组相比较,捏脊2组水迷宫定位航行潜伏期整体显著缩短(P<0.01),穿越平台象限次数显著上升(P<0.05),进入开臂次数百分比有升高趋势(P>0.05),Penh值显著下降(P<0.05),血浆OVAsIgE、BALF IL-4和IL-1β水平呈下降趋势(均P>0.05),大脑EB含量均呈下降趋势(P>0.05),海马ZO-1 mRNA和Claudin-5 mRNA相对表达量上升显著或有上升趋势(P<0.01,P>0.05),海马IL-4 mRNA和IL-1β mRNA相对表达量显著下降(P<0.01,P<0.05),海马CA1和DG区Iba-1表达均显著降低(P<0.05,P<0.01),CA1和DG区BDNF表达均显著上升(P<0.01,P<0.05)。(5)与激发组比较,MP组水迷宫定位航行潜伏期、穿越平台象限次数和进入开臂次数百分比均无显著差异(均P>0.05),Penh值下降显著(P<0.05),血浆OVAsIgE、BALF 1L-4、IL-1β水平呈下降趋势(均P>0:05),大脑EB含量均呈下降趋势(P>0.05),海马ZO-1 mRNA和Claudin-5 mRNA相对表达量显著上升或有上升趋势(P<0.01,P>0.05),海马IL-4 mRNA和IL-1β mRNA相对表达量均有降低趋势(均P>0.05),海马CA1和DG区Iba-1表达均显著降低(P<0.05,P<0.01),CA1区和DG区BDNF表达显著上升或有上升趋势(P<0.05,P>0.05)。结论哮喘对未成年鼠生长发育过程的不同阶段的心理行为有着不同的影响,主要表现为焦虑情绪和学习记忆能力的下降。哮喘的周围气道炎症可能通过受损的血脑屏障影响海马出现炎症,从而导致海马Iba-1表达升高、BDNF表达下降,而这可能是哮喘儿童多伴有心理行为问题的重要机制。捏脊法可有效减轻周围气道炎症、改善血脑屏障损害、减轻海马炎症,有效阻止海马Iba-1表达的升高和BDNF表达的下降,这可能是捏脊法改善哮喘未成年鼠焦虑和学习记忆能力下降的重要机制。
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