海馬神經(jīng)元興奮性突觸傳遞異常在慢性間歇低氧誘導(dǎo)小鼠認知障礙中的作用探討.pdf

1、目的：建立慢性間歇低氧（chronic intermittent hypoxia，CIH）小鼠模型，觀察在CIH不同時間點，小鼠海馬神經(jīng)元興奮性突觸傳遞等電生理特性，以及谷氨酸受體N-甲基-D-天冬氨酸（N-methyl-D-aspartic，NMDA）受體亞基2B（NR2B）、腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子（brain derived neurotrophic factor，BDNF）表達的改變，探討海馬神經(jīng)元興奮性突觸傳遞異常在CIH誘導(dǎo)神經(jīng)認

2、知功能損傷中的作用。
　　方法：ICR雄性小鼠70只，體重（30±2）g，隨機分為常氧對照組（UC組）、慢性間歇低氧組(CIH組)和慢性間歇低氧+鹽酸美金剛干預(yù)組（MEM組），其中CIH與MEM組按間歇低氧的天數(shù)又各自分為3天、7天、2周組，每組各10只。CIH組小鼠和MEM組小鼠予間歇低氧環(huán)境中（8 h/d），UC組小鼠予常氧環(huán)境中，MEM組小鼠每日間歇低氧前15 min，腹腔注射鹽酸美金剛，用藥劑量5 mg/kg，UC組和CI

3、H組小鼠腹腔注射等體積生理鹽水。采用腦片全細胞膜片鉗技術(shù)觀察CIH不同時間點組海馬神經(jīng)元自發(fā)興奮性突觸后電流（spontaneous excitatory postsynaptic currents，sEPSC）頻率和幅度的變化，Western blot檢測小鼠海馬組織NR2B、BDNF表達改變。
　　結(jié)果：
　　一、電生理結(jié)果
　　1、海馬CA1區(qū)神經(jīng)元基本電生理特性：
　　與UC組比較，CIH3天組海馬CA1

4、區(qū)神經(jīng)元的靜息膜電位、動作電位閾值、動作電位幅度、半波寬都無統(tǒng)計學(xué)差異，CIH7天組海馬CA1區(qū)神經(jīng)元動作電位閾值有升高，但無統(tǒng)計學(xué)意義，CIH2周組海馬 CA1區(qū)神經(jīng)元動作電位閾值明顯升高（-43.30±3.70mV，n=18 vs.-40.37±3.46mV，n=21，P<0.05）；MEM3天組、7天組、2周組海馬CA1區(qū)神經(jīng)元的基本電生理特性與UC組間無統(tǒng)計學(xué)差異。與各自CIH組比較，MEM3天組基本電生理特性無統(tǒng)計學(xué)差異，ME

5、M7天組海馬CA1區(qū)神經(jīng)元動作電位閾值有下降，但無統(tǒng)計學(xué)意義，而MEM2周組海馬CA1區(qū)神經(jīng)元動作電位閾值明顯降低（-40.37±3.46mV，n=21 vs.-44.73±5.43mV，n=20，P<0.01）。與UC組比較，CIH7天組、2周組海馬CAl區(qū)神經(jīng)元興奮性呈現(xiàn)下降的趨勢，神經(jīng)元發(fā)放的動作電位個數(shù)均減少（p<0.05），CIH3天組無改變；MEM3天組、7天組、2周組海馬CA1區(qū)神經(jīng)元發(fā)興奮性與UC組間無統(tǒng)計學(xué)差異。與各自

6、CIH組比較，給予相同電流刺激，MEM7天組、2周組海馬CA1區(qū)神經(jīng)元發(fā)放的動作電位個數(shù)均增加（p<0.05），MEM3天組無改變。
　　2、小鼠海馬CA1區(qū)神經(jīng)元sEPSC：
　　與UC組比較，CIH3天組海馬CAl區(qū)神經(jīng)元sEPSC發(fā)放頻率和振幅稍增加，但無統(tǒng)計學(xué)差異；CIH7天組海馬CAl區(qū)神經(jīng)元sEPSC發(fā)放頻率明顯增加（3.61±1.73Hz，n=18 vs.6.73±3.77Hz，n=18，p<0.01），振幅也

7、稍增加，但無統(tǒng)計學(xué)差異；CIH2周組海馬CAl區(qū)神經(jīng)元sEPSC發(fā)放頻率（3.61±1.73Hz，n=18 vs.6.70±4.58Hz，n=21，p<0.01）和振幅（12.96±2.49pA，n=18 vs.18.42±11.56pA，n=21，p<0.05）均明顯增加；MEM3天組、7天組、2周組海馬CA1區(qū)神經(jīng)元sEPSC發(fā)放頻率和振幅與UC組間無統(tǒng)計學(xué)差異。與各自CIH組比較，MEM3天組海馬CAl區(qū)神經(jīng)元sEPSC發(fā)放頻率和

8、振幅稍下降，但無統(tǒng)計學(xué)差異；MEM7天組海馬CA1區(qū)神經(jīng)元sEPSC發(fā)放頻率明顯減少（6.73±3.77Hz，n=18 vs.3.37±2.25Hz，n=16，p<0.01），振幅稍降低，但無統(tǒng)計學(xué)差異；MEM2周組海馬CAl區(qū)神經(jīng)元sEPSC發(fā)放頻率（6.70±4.58Hz，n=21 vs.3.17±1.36Hz，n=20，P<0.01）和振幅（18.42±11.56pA，n=21vs.12.38±2.71pA，n=20，P<0.05

9、）均明顯降低。
　　二、Westen Blot結(jié)果顯示：
　　與UC組比較，CIH3天組、7天組海馬NR2B的表達無統(tǒng)計學(xué)差異；而CIH2周組海馬NR2B的表達增加（0.79±0.33 vs.1.24±0.12，P<0.05），MEM3天組、7天組、2周組海馬NR2B的表達與UC組比較無統(tǒng)計學(xué)差異。與各自CIH組比較，MEM3天組、7天組海馬NR2B的表達無明顯變化，MEM2周組海馬NR2B的表達降低（1.24±0.12 v

10、s.0.77±0.04，P<0.01）。
　　與UC組比較，CIH3天組、7天組海馬BDNF的表達無統(tǒng)計學(xué)差異；CIH2周組海馬BDNF的表達減少（0.60±0.08vs.0.41±0.06，P<0.05）；MEM3天組、7天組、2周組海馬BDNF的表達與UC組比較無統(tǒng)計學(xué)差異。與各自CIH組比較，MEM3天組、7天組BDNF的表達無明顯變化；MEM2周組BDNF的表達增加（0.41±0.06vs.0.67±0.16，P<0.01

11、）。
　　結(jié)論：CIH誘導(dǎo)小鼠海馬CA1區(qū)神經(jīng)元突觸前膜谷氨酸釋放增多，產(chǎn)生興奮性毒性，導(dǎo)致神經(jīng)元電生理功能受損，谷氨酸受體(NR2B)表達反應(yīng)性增高，NMDA受體下游記憶蛋白BDNF表達降低；而鹽酸美金剛通過阻斷NMDA受體過度激活，抑制NR2B的表達，增加BDNF表達，降低興奮性毒性，保護海馬神經(jīng)元，從而改善CIH誘導(dǎo)的神經(jīng)行為認知障礙。結(jié)果提示谷氨酸興奮性毒性及NMDA受體介導(dǎo)的下游記憶蛋白BDNF參與了CIH導(dǎo)致的認知功能