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目的:DS可发生神经退行性病变,有研究证实,在DS患者脑内可检出SP和NFTs,其与AD的特征性病理改变一致。课题组前期研究发现DS患者血浆VA及RARα表达均明显降低,而Aβ水平明显升高,且参与Aβ代谢的ADAM10水平显著降低并且与RARα表达水平呈正相关,此外,在MVAD的AD鼠脑中发现SP明显增多。已有研究发现VA可通过RARα调控PI3K/Akt信号通路,从而影响相关分子的表达,这可能与Aβ的生成及入脑沉积有关。本文旨在探索VA与Aβ介导的DS神经退行性病变发生机制的关系。方法:利用Ts65Dn雌鼠与特殊雄鼠合笼繁殖子代,挑选8-10周鼠龄的Ts65Dn小鼠及野生型小鼠分别给予VAN或VAD饲料喂养以构建动物模型,随机分为四组:Ctl+VAN组、Ctl+VAD组、Ts65Dn+VAN组及Ts65Dn+VAD组。1.行为学测试:经VAN或VAD饲料造模4周后通过Morris水迷宫实验检测小鼠的学习记忆功能;2.血清VA测定:心脏采血,离心后取血清,利用高效液相色谱法检测血清VA浓度;3.离体电生理实验:利用膜片钳技术检测并记录海马CA1区突触的LTP诱导改变;4.免疫组化实验:取脑于4%多聚甲醛固定,免疫组化染色后光镜观察并计数老年斑;5.PCR及WB:检测脑皮层及海马相关分子及蛋白的表达。结果:1.分别予以VAN或VAD饲料喂养4周后,Ctl+VAD组小鼠及血清视黄醇水平显著低于Ctl+VAN组(P<0.001),Ts65Dn+VAD组小鼠血清视黄醇水平显著低于Ts65Dn+VAN组(P<0.001)。2.Ctl+VAN组与Ctl+VAD组、Ts65Dn+VAN组与Ts65Dn+VAD组比较,Ctl+VAD组小鼠及Ts65Dn+VAD组小鼠的学习记忆功能明显受损:在水迷宫训练阶段其逃避潜伏期明显延长(Ts65Dn+VAN vs Ts65Dn+VAD:P<0.05),最后一天的测试也显示在目标象限停留时间及穿越平台次数均减少(P<0.05);而Ctl+VAN组与Ts65Dn+VAN组、Ctl+VAD组与Ts65Dn+VAD组比较,Ts65Dn+VAN组小鼠及Ts65Dn+VAD组小鼠的记忆功能明显受损:其逃避潜伏期明显延长(Ctl+VAD vs Ts65Dn+VAD组P<0.05),测试阶段穿越平台次数减少(P<0.05);VA营养水平和唐氏综合征疾病状态对逃跑潜伏期的影响存在交互作用,P=0.0102,提示VA缺乏和唐氏综合征疾病状态共同影响小鼠的空间学习记忆能力,使其记忆功能受损。3.在离体电生理实验中,两种小鼠的VAD组与其对应的VAN组比较,VAD组小鼠海马CA1区的LTP诱导明显受损(P<0.05),而Ctl+VAN与Ts65Dn+VAN、Ctl+VAD与Ts65Dn+VAD之间没有明显差异。4.免疫组化染色提示Ts65Dn小鼠脑内无老年斑沉积。5.两种小鼠的VAD组与其对应的VAN组相比,VAD组小鼠RARα(P<0.01)、Claudin-5(P<0.01)、Occludin(P<0.001)、ZO-2(P<0.05)、GSK3β(P<0.05)的表达均明显降低;而Ctl小鼠在相同VA状态下,RARα(VAN组P<0.001)、PI3K(P<0.001)、Akt(P<0.001)、ADAM10(P<0.01)、Occludin(P<0.001)、ZO-2(P<0.05)、BAD(P<0.01)、GSK3β(P<0.001)的表达均明显低于Ts65Dn小鼠;双因素分析显示,VA营养水平和唐氏综合征疾病状态对小鼠的RARα(P=0.009)、Occludin(P<0.001)、GSK-3β(P=0.026)的表达有交互作用。6.Western blotting显示,两种小鼠VAD组ZO-2的表达均低于其对应的VAN组(P<0.05),载相同VA状态下,Ts65Dn小鼠ZO-2的表达高于Ctl小鼠(P<0.05),VA营养水平和唐氏综合征疾病状态对小鼠的ZO-2蛋白的表达有交互作用,P=0.0151;Ctl+VAN组小鼠Claudin-5表达明显高于Ctl+VAD组(P<0.05)。结论:VA缺乏可导致学习记忆能力及海马突出可塑性降低,加重DS小鼠的认知功能障碍;VA可通过RARα激活PI3K/Akt信号通路影响血脑屏障紧密连接蛋白的表达,其缺乏可导致血脑屏障受损。因此,VA对DS神经退行性变的病理机制有着重要的影响。