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目的:通过研究慢性间歇性低氧下腺苷A1受体基因敲除小鼠及应用腺苷A1受体抑制剂/激动剂小鼠认知功能改变情况,观察海马组织神经元受损、凋亡程度,检测海马CA3-CA1区长时程增强的形成情况,测定腺苷A1受体通路及长时程增强形成的相关蛋白,蛋白激酶C-ζ(PKC-ζ)、抑制型G蛋白α(Gα(i))的表达水平,探讨腺苷A1受体在由慢性间歇性低氧所致小鼠认知功能损害中的作用,为阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征的研究提供理论基础,为其治疗及药物的研发提供新的靶点。 方法:按照随机数字表,将雄性C57BL/6小鼠分为7组:空气组(A)、空气模拟对照组(AC)、慢性间歇低氧对照组(IH)、腺苷A1受体激动剂组(CCPA)、腺苷A1受体抑制剂组(DPCPX)、腺苷A1受体基因敲除组(KO)和溶媒对照组(DMSO),各组小鼠均6只。其中IH、DMSO、CCPA、DPCPX及KO组小鼠均放入间歇性低氧舱内,使氧浓度在8%~21%内变化,90s一个变化周期,每天造模7小时,持续28天;AC组则放入除输入气体为压缩空气外,其他条件与间歇性低氧舱相同的空气模拟对照舱内;A组则置于造模室内正常饲养。造模持续进行至第21天时,在每天造模结束后,对各组小鼠进行八臂迷宫训练,持续7天,并于完成间歇性低氧造模当日行八臂迷宫测试,记录工作记忆错误(WME)、参考记忆错误(RME)和总错误(TE)次数。八臂迷宫测试结束后,将小鼠麻醉,断头取海马,膜片钳技术测试长时程增强的形成,Western blot法检测海马组织蛋白激酶C(PKC)、PKC-ζ、Gα(i)、Caspase-3、Syntaxin蛋白表达量,苏木精-伊红染色技术、末端脱氧核苷酸转移酶介导的d-UTP缺口末端标记(TUNEL)法观察海马神经元病理学改变。 结果:(1)认知行为学检测:各组间WME、RME、TE次数有显著差异(P<0.01)。与A组相比IH组WME、RME、TE次数均显著增高(P<0.01); DPCPX组、KO组与IH组相比WME、RME、TE次数增高均具有显著性(P<0.05);CCPA组与IH组相比WME、RME、TE次数均明显减少(P<0.05)。(2)电生理长时程增强检测:结果表明,小鼠脑片海马组织CA3-CA1区电生理长时程增强检测各组间差异有显著性(P<0.01)。与A组相比,IH组海马CA3-CA1区长时程增强显著降低(P<0.01); DPCPX、KO组海马CA3-CA1区长时程增强较IH组显著降低(P<0.01),而CCPA组较IH组则显著升高(P<0.01)。(3)形态学观察:TUNEL-DAB复染,计算所得凋亡指数各组间比较差异有显著性(P<0.01);与A组相比,IH组海马CA1区凋亡指数显著升高(P<0.01);与IH组相比,DPCPX组、KO组海马CA1区凋亡指数升高具有显著性(P<0.05),而CCPA组海马CA1区凋亡指数较IH组显著降低(P<0.05)。(4) Western blot法检测海马组织PKC、PKC-ζ、Gα(i)、Caspase-3、Syntaxin蛋白表达:各组间小鼠海马组织中PKC、PKC-ζ、Gα(i)、Syntaxin蛋白表达量差异均有显著性(P<0.01),与A组相比,IH组PKC、PKC-ζ、Gα(i)、Syntaxin蛋白表达量明显降低(P<0.01); DPCPX组、KO组PKC、PKC-ζ、Gα(i)、Syntaxin蛋白表达量与IH组相比显著降低(P<0.01),CCPA组PKC、PKC-ζ、Gα(i)、Syntaxin蛋白表达量较IH组明显升高(P<0.05);各组间小鼠海马组织中Caspase-3蛋白表达量差异有显著性(P<0.01),与A组相比,IH组Caspase-3蛋白表达量明显升高(P<0.01),DPCPX组、KO组Caspase-3蛋白表达量与IH组相比显著升高(P<0.01),CCPA组Caspase-3蛋白表达量较IH组明显降低(P<0.01)。 结论:(1)慢性间歇低氧可致小鼠海马突触传递性下降、神经元凋亡,损伤空间学习记忆功能。 (2)慢性间歇低氧中,激动腺苷A1受体可减轻小鼠海马突触传递性下降、神经元凋亡,降低间歇性低氧导致的认知功能损害。 (3)腺苷A1受体可能通过活化抑制型G蛋白α,上调蛋白激酶C及其亚型蛋白激酶C-ζ,增强突触可塑性,促进长时程增强形成,改善由慢性间歇低氧所致的小鼠空间学习记忆障碍。