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目的:
目前阿尔茨海默病(Alzheimers disease,AD)患者视网膜视神经是否存在病变尚不清楚;本实验通过对10月龄AD转基因模型小鼠视网膜电生理与组织病理学改变的研究,探讨AD转基因小鼠视网膜及视神经是否存在退行性变。
方法:
AD转基因模型是现在比较理想的动物模型,本实验应用中国医学科学院实验动物研究所提供的AD转基因雄性小鼠10月龄5只,同月龄同背景非转基因雄性小鼠5只作为正常对照。水迷宫实验观察AD模型小鼠是否存在学习与记忆功能障碍。完成电生理后,1%戊巴比妥钠腹腔注射麻醉,灌注处死小鼠,完整分离脑,冰冻,沿脑冠状面切片,切片(厚20μm),刚果红染色,病理检测老年斑,检测AD模型小鼠是否造模成功。
闪光视网膜电图(flare electroretinogram FERG)观察AD模型小鼠视网膜视觉细胞,双极细胞,无长突细胞功能有无损伤。完成电生理后,灌注处死小鼠,完整取出右眼球,分离视网膜,进行电镜检测,观察视网膜超微结构改变;完整取出左眼球,冰冻后,沿眼球冠状面自视神经面由后向前切片,切片厚4μm,视网膜常规HE染色,光镜下视网膜各层神经细胞计数;冰冻切片(厚20μm),刚果红染色,检测视网膜是否存在老年斑。
结果:
1.水迷宫实验中,对照组逃避潜伏期50.85±8.36秒,模型组逃避潜伏期111.04±3.68秒,两组比较,模型组逃逸时间明显延长,p<0.01有显著差异;表明模型组小鼠的学习记忆能力下降。
2.脑组织刚果红染色:AD模型组小鼠大脑皮层和海马出现老年斑,这与AD患者脑内出现的病理变化类似,正常对照组大脑皮层和海马未见老年斑。
3.FERG最大反应正常对照组a波峰潜时24.70±1.27ms,b波峰潜时46.50±0.76ms,a波波幅50.59±14.20uV,b波波幅104.55±29.44uV;模型组a波峰潜时25.00±1.78ms,b波峰潜时49.88±3.17ms,a波波幅40.03±5.90uV,b波波幅95.11±14.69uV:两组数据各对应值进行独立样本t检验,P>0.05无显著性差异。
4.视网膜超微结构:模型组与正常对照组相比,视网膜各层细胞异常明显,膜盘排列结构模糊,局部间隙溶解、甚至消失;外核层细胞体干枯变形,染色质聚集浓缩,内核层散在可见固缩细胞,分布不均匀;神经节细胞胞膜不完整,胞浆水肿,部分线粒体萎缩,偶见染色质聚集。
5.视神经纤维计数,模型组与正常对照组相比,视神经纤维排列紊乱、水肿,数量减少。视神经纤维密度:正常对照组为(0.3836±0.0697)个/u㎡,模型组纤维密度明显下降为(0.2701±0.0517)个/u㎡,两组比较,p<0.01有显著差异;视神经纤维数目(×106):正常对照组为2.28±0.06,模型组视神经纤维数目明显下降为1.77±0.04,两组比较,p<0.01有显著差异。
6.视网膜各层细胞计数,对照组与模型组视网膜神经节细胞分别是8.60±1.40,5.0±1.50;内核层细胞分别为67.25±7.70,53.50±9.11;外核层细胞166.33±3.01,126.34±10,23;两组视网膜神经节细胞比较,模型组视网膜神经节细胞减少p<0.01,有显著性差异;两组内颗粒层和外颗粒层比较,p>0.05无显著性差异。
7.视网膜刚果红染色:两组小鼠视网膜均未见老年斑。
结论:
AD模型小鼠水迷宫试验和脑部老年斑检测结果说明AD转入APP基因模型造模成功。AD模型小鼠视网膜超微结构可见视网膜神经细胞凋亡和大量细胞器退变;视网膜神经细胞数量减少,以神经节细胞为主;视神经纤维髓鞘肿胀,间质增多,数目减少,提示10月龄AD模型小鼠存在视网膜视神经退行性变。