金屬硫蛋白3對(duì)快速老化癡呆模型小鼠行為學(xué)變化的影響

馬飛煜 林 婉 黃林歡 林 麒

(汕頭市中心醫(yī)院暨中山大學(xué)附屬汕頭醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科，廣東 汕頭 515041)

快速老化癡呆模型小鼠(SAMP8)主要以學(xué)習(xí)記憶能力障礙為老化特征，是目前公認(rèn)的比較理想的自然衰老癡呆模型〔1～4〕?？焖倮匣∈髮?duì)照系(SAMR1)表現(xiàn)為正常衰老，一般作為SAMP的正常對(duì)照。Morris水迷宮是用來(lái)檢測(cè)嚙齒動(dòng)物的空間學(xué)習(xí)能力、記憶能力的理想實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)〔5〕。Uchida等〔6〕首次從人腦組織中分離出金屬硫蛋白(MT)3，因其只在腦內(nèi)特異表達(dá)，可能具有重要的神經(jīng)生理和神經(jīng)調(diào)節(jié)功能。臨床報(bào)道老年癡呆患者腦內(nèi)MT3含量明顯減少〔7〕。本實(shí)驗(yàn)應(yīng)用Morris水迷宮檢測(cè)MT3對(duì)SAMP8小鼠學(xué)習(xí)記憶變化的影響。

1 材料與方法

1.1 動(dòng)物分組 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物均7月齡，雄性，每組各20只。SAMR1小鼠作為正常組。SAMP8隨機(jī)法分成癡呆組、空白對(duì)照組(0.2 ml/10 g 生理鹽水)、低濃度 MT3(75 μg/ml)組、中濃度 MT3(150 μg/ml)組、高濃度 MT3(300 μg/ml)組。由天津中醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法 連續(xù)腹腔注射不同濃度MT3及生理鹽水28 d，停藥1 d后采用Morris水迷宮進(jìn)行定位航行試驗(yàn)和空間探索試驗(yàn)。Morris水迷宮包括一不銹鋼的圓形水池，將水池等分東南西北4個(gè)象限，每個(gè)象限標(biāo)記1個(gè)入水點(diǎn);任意將平臺(tái)設(shè)置于某1個(gè)象限中間，位置保持不變;一般平臺(tái)藏于水面下1～2 cm，水溫保持在 (22±1)℃。迷宮外參照物在實(shí)驗(yàn)期間始終保持不變以供小鼠定位平臺(tái)。迷宮上方有攝像成像系統(tǒng)，自動(dòng)錄入小鼠游泳軌跡并進(jìn)行分析。

1.2.1 定位航行試驗(yàn) 試驗(yàn)歷時(shí)4 d，每天固定時(shí)間段，每個(gè)時(shí)間段訓(xùn)練4次。訓(xùn)練開(kāi)始時(shí)，從池壁4個(gè)入水點(diǎn)的任一點(diǎn)將小鼠面向池壁放入水池。攝像系統(tǒng)記錄小鼠找到平臺(tái)的時(shí)間(逃避潛伏期)，4次訓(xùn)練即將小鼠分別從4個(gè)不同的入水點(diǎn)放入水中。小鼠90 s內(nèi)找不到平臺(tái)(潛伏期計(jì)為90 s)，則由實(shí)驗(yàn)者將其拿上平臺(tái)，在平臺(tái)上休息15 s，再進(jìn)行下一次試驗(yàn)。每日以小鼠4次訓(xùn)練潛伏期的平均值作為當(dāng)日學(xué)習(xí)成績(jī)。

1.2.2 空間探索試驗(yàn) 定位航行結(jié)束后撤除平臺(tái)，將小鼠任選1個(gè)入水點(diǎn)放入水中，所有小鼠必須為同一入水點(diǎn)，使其尋找記憶中原平臺(tái)，記錄100 s游泳軌跡，計(jì)算其穿越原平臺(tái)次數(shù)取平均值。

1.3 統(tǒng)計(jì)處理 應(yīng)用SPSS10.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行多組間方差分析和兩組間t檢驗(yàn)。

2 結(jié)果

2.1 各組逃避潛伏期比較 癡呆組逃避潛伏期〔(84.99±5.71)s〕比 SAMR1 組〔(40.98±3.74)s〕明顯延長(zhǎng)(P＜0.01)，說(shuō)明SAMP8小鼠具有明顯的學(xué)習(xí)能力下降的特征。低濃度MT3組逃避潛伏期為(76.75±5.42)s、中濃度 MT3 組為(71.02±5.22)s、高濃度 MT3 組(58.45±6.76)s。高濃度 MT3 組在 3 種濃度MT3組當(dāng)中逃避潛伏期最短(P＜0.05);高濃度MT3組與空白對(duì)照組〔(86.52±8.1)s〕相比，逃避潛伏期縮短(P＜0.05)，說(shuō)明SAMP8小鼠經(jīng)MT3治療，學(xué)習(xí)能力提高，有濃度依賴(lài)關(guān)系，高濃度作用最強(qiáng)。高濃度 MT3組逃避潛伏期比SAMR1組延長(zhǎng)(P＜0.05)，說(shuō)明經(jīng)MT3治療，癡呆小鼠學(xué)習(xí)能力有改善，但仍未達(dá)到正常水平。

2.2 各組穿越原平臺(tái)次數(shù)比較 癡呆組穿越原平臺(tái)游泳的次數(shù)〔(3.29±1.41)次〕明顯比 SAMR1 組〔(8.15±1.74)次〕減少(P＜0.05)，說(shuō)明 SAMP8小鼠具有明顯的記憶能力下降的特征。低、中、高濃度 MT3組穿越原平臺(tái)次數(shù)分別是(4.75±1.42)次、(5.02±1.22)次、(6.45±1.76)次。3 種濃度 MT3 組相比，高濃度MT3組最多(P＜0.05);高濃度MT3組與空白對(duì)照組〔(3.52±0.91)次〕相比，穿越原平臺(tái)的次數(shù)增多(P＜0.05)，說(shuō)明SAMP8小鼠經(jīng)MT3治療記憶能力提高，有濃度依賴(lài)關(guān)系，高濃度作用最強(qiáng)。高濃度MT3組穿越原平臺(tái)次數(shù)比SAMR1組明顯減少(P＜0.05)，說(shuō)明經(jīng)MT3治療，癡呆小鼠記憶能力有改善，但仍未達(dá)到正常水平。

3 討論

SAMP8小鼠是由日本京都大學(xué)Takeda教授開(kāi)發(fā)，以學(xué)習(xí)記憶功能呈增齡性加速衰退為主要特征，成為了研究老化和學(xué)習(xí)記憶障礙的理想動(dòng)物模型〔8～10〕。Morris水迷宮是英國(guó)心理學(xué)家Morris于1981年設(shè)計(jì)并應(yīng)用于腦學(xué)習(xí)、記憶能力研究的首選經(jīng)典實(shí)驗(yàn)〔5〕。裝置實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)合理，方法簡(jiǎn)便實(shí)用，被廣泛應(yīng)用于學(xué)習(xí)記憶、老年癡呆、海馬研究、智力與衰老等方面的研究。在世界上已經(jīng)得到廣泛地認(rèn)可，涉及被試動(dòng)物主要是鼠。主要的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容主要包括定位航行試驗(yàn)和空間探索試驗(yàn)。

MT3只存在于中樞神經(jīng)系統(tǒng)，對(duì)其生物學(xué)功能的認(rèn)識(shí)，目前概括起來(lái)包括以下幾個(gè)方面:①對(duì)Cu、Zn等金屬的隔離與分散作用;②調(diào)控鋅金屬蛋白的生物合成及活性;③保護(hù)細(xì)胞免受自由基傷害;④特定情況下對(duì)神經(jīng)元細(xì)胞生長(zhǎng)的抑制作用。而目前MT3對(duì)AD的保護(hù)作用機(jī)制尚未清楚，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)MT3可以提高SAMP8小鼠海馬的抗氧化能力，作用效果與濃度有關(guān)〔11〕。并且MT3可通過(guò)減少SAMP8小鼠海馬Bax表達(dá)和增加Bcl-2表達(dá)，減少細(xì)胞凋亡，保護(hù)海馬神經(jīng)元組織結(jié)構(gòu)〔12〕。

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