老化过程中特定脑区神经干细胞增殖能力和脑内胰岛素/胰岛素样生长因子信号的关系

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特定脑区成体干细胞和脑可塑性有关,涉及损伤后修复及活动依赖性脑结构重建。但神经干细胞状态受到众多因素的调节,目前认为年龄是影响神经干细胞状态的关键因素,年龄增加导致的脑内代谢环境的变化是复杂而立体的,虽然尚无法确定年龄增加后何种因素影响到神经干细胞的功能状态。但部分研究表明随年龄增加,脑内胰岛素/胰岛素样多肽信号下降,而胰岛素/胰岛素样多肽在胚胎神经发育中发挥关键作用。但目前尚不清楚成年后脑内胰岛素信号变化和脑内成体干细胞状态之间存在何种关系。因此本研究拟探讨小鼠老化过程中脑室下区(subventricular zone, SVZ)内成体干细胞随年龄增加增殖活性的变化和脑内胰岛素样肽(ILPs)的相关性。方法:C57B/L小鼠分别饲养至2月,12月,18月时处死,处死前用Morris水迷宫法检测小鼠空间记忆能力,检测小鼠血浆生化的变化。各组动物处死前腹腔注射BrdU (60mg/kg,处死前3大开始注射,连续注射3天,1次/天)部分动物断头取脑,冰台上游离前额皮层,冷冻备用,部分动物灌注固定,连续冠状冰冻切片备用。利用CV染色结合立体计数评价前额皮层椎体细胞密度。利用免疫组织化学方法检测SVZ区BrdU、Ki67表达水平。利用Western blot技术检测前额皮层内β-Catenin, p-GSK3的表达水平,利用PCR技术检测海马insulin, IGF-1, IGF1受体转录水平结果:18个月小鼠空间记忆能力比2月的小鼠明显下降,而血清胰岛素水平18月组明显高于2月组。锥体细胞密度随年龄增加明显下降。18个月小鼠SVZ区BrdU和Ki67阳性细胞与2月小鼠比较明显有所减少(P<0.05)。Western blot结果可见前额皮层内β-Catenin的表达水平2个月小鼠最高,12月和18月小鼠表达逐渐减少,而p-GSK3β在12个月小鼠表达最高,18月时逐渐减少。PCR结果可见海马insulin, IGF1受体转录水平在2个月小鼠最高,12个月和18个月小鼠明显减少,IGF1转录水平在12个月小鼠水平最高,18个月小鼠明显减少。结论:上述结果表明SVZ区干细胞的增殖能力随老化增加逐渐下降可能与脑内胰岛素样肽信号的减弱有关。
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