Noggin对成年大鼠海马神经元再生及脑缺血损伤的作用

来源 :南开大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:gusano1987
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目的 缺血性脑血管病有很高的发病率、死亡率和致残率,但目前尚缺乏疗效肯定的治疗手段。缺血性脑损伤可以引起成年脑神经再生,这种代偿性反应虽然可促进缺血损伤后海马功能的恢复,但对恢复缺血坏死灶的生理功能远远不够。头蛋白(noggin)是胚胎发育时期的重要蛋白,在中枢神经系统的诱导和分化中有重要作用。研究表明noggin在成年哺乳动物的脑内仍有大量表达,并能诱导成年大脑的神经元再生。但目前尚未见noggin对缺血损伤的大脑神经元作用的研究。本论文通过脱氧核糖核苷酸末端转移酶介导的缺口末端标记法检测神经细胞凋亡情况,用5-溴-3’脱氧嘧啶(BrdU)免疫组化方法检测神经细胞的增殖情况,研究noggin对正常大鼠海马神经元再生以及对大鼠认知功能和自主神经系统的影响,并通过建立高脂脑缺血大鼠模型,探讨noggin对脑缺血大鼠海马神经元再生和认知功能及自主神经系统活动的影响。 方法 34成年Wistar大鼠随机分为正常饮食组和高脂饮食组。正常饮食组检测noggin对正常大鼠海马神经元的作用,又分为实验组(noggin-1,n=8)和对照组(control-1,n=6)。高脂饮食组大鼠检测noggin对脑缺血大鼠海马神经元的作用,又分为高脂对照组(control-2,n=6),缺血手术组(control-3.n=6)和noggin注射组(noggin-2,n=8s)。正常饮食组大鼠侧脑室注射noggin,1周后进行Morris水迷宫(MWM)测试;高脂饮食组大鼠侧脑室注射noggin 30min后做脑缺血模型手术(双侧多次短暂结扎颈总动脉,2-VO),1周后进行MWM测试。各组大鼠均采集血压、心电图、脑电图(EEG)、肾交感神经活动(RSNA)和海马神经元长时程增强(LTP),并分析心率变异性(HRV),RSNA,以及EEG的样本熵和功率谱。实验结束后大鼠脑冰冻切片做苏木精和伊红(HE)染色和BrdU免疫组化检测。高脂饮食组大鼠脑切片做细胞凋亡检测。 结果 1, Noggin-1组大鼠接受noggin注射后,海马齿状回处的Brdu阳性细胞增多,同时在MWM测试的空间探索表中,该组大鼠在平台所在象限停留时间显著延长(p<0.05),LTP的检测也发现noggin注射组大鼠的兴奋性突触后电位(EPSP)的斜率和群峰放电(PS)的幅值有所增加。但noggin-1和control-1组大鼠的HRV分析中的高频(HF)和中频与高频比值(MF/HF)以及RSNA均未见显著性差异(p>0.05)。 2,高脂饮食后2-VO法成功建立大鼠脑缺血模型,control-3组大鼠海马部位出现大量凋亡小体,HE染色结果可见海马部位锥体细胞坏死,EEG分析表现出高频节律(α波)比率降低(p<0.05)和低频节律(δ波)比率增高(p<0.05)等缺血样改变。MWM检测发现该组大鼠定位航行实验中记忆能力下降,逃避潜伏期明显延长(p<0.05),空间探索实验平台所在象限的时间分布明显下降(p<0.05)。同时也见突触传递效率的降低,在高频刺激后EPSP斜率和PS幅值显著低于对照组(p<0.05)。脑缺血造成大鼠自主神经系统活动的异常,表现为HRV分析中的HF降低和MF/HF比值升高(p<0.05)。 3,Noggin-2组大鼠的海马神经元再生增加,HE染色可见损伤的海马结构的恢复,该组大鼠EEG频谱和control-2组没有差异,这与海马结构的改善相对应。Noggin-2组大鼠在MWM测试中,定位航行实验和空间探索实验的表现和control-2组没有显著性差异;LTP的检测发现高频刺激后齿状回EPSP斜率和PS幅值均高于control-3组。Noggin-2组大鼠的自主神经系统功能也有了改善,MF/HF比值低于control-3组(p<0.05),RSNA也显著低于control-3组(p<0.05)。 结论 1,Noggin能够促进正常大鼠海马神经元的再生,这些新生的神经元能参与到原有的神经网络中,并发挥功能,表现为大鼠学习和记忆能力的提高。但对自主神经系统活动没有明显作用。 2,高脂饮食后2-VO法可成功建立大鼠脑缺血模型,表现为海马部位明显受累,大量神经元死亡。大鼠出现学习和记忆障碍以及自主神经系统活动失衡。 3,脑缺血模型大鼠侧脑室注射noggin能够促进海马神经元再生,并同时有学习记忆能力和自主神经系统活动的改善。
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