幼年大鼠青霉素点燃后慢性认知功能缺陷的分子机制研究

在建立发育期大鼠青霉素点燃模型的基础上,探讨点燃后至成年期不同发育阶段空间学习记忆能力改变,以及对海马记忆分子钙/钙调蛋白依赖的蛋白激酶Ⅱα(CaMKⅡα)、突触可塑性相关基因3(PRG-3)、抗惊厥脑肠肽胆囊收缩素(CCK)、锌离子转运体1(ZnT-1)和3(ZnT-3)表达的远期影响．生后29天(P29) 的SD大鼠随机分为青霉素点燃模型组(RS组,n=39)及生理盐水对照组(NS组,n=21)．RS组隔日腹腔注射青霉素,按体重5.60×10⁶ U/kg,连续6次,NS组以同样方法腹腔注射生理盐水．于末次惊厥后1.5、3、6和12 h透射电镜观察海马凋亡及自噬,于末次惊厥后1 h进行脑电记录,于末次惊厥后24 h 原位末端标记凋亡法(TUNNEL)检测海马凋亡细胞．分别于P51～P56、P81～P84、 P92～P95 进行3次Morris水迷宫实验,检测大鼠的学习记忆能力．最后,采用Timm染色观察海马苔藓纤维发芽,实时定量RT-PCR测定海马CaMKⅡα、PRG-3、CCK、ZnT-1和ZnT-3的表达．结果如下：a．电镜显示末次惊厥后1.5～12 h可见大鼠海马本部神经元内溶酶体被激活,自噬小体形成,12 h自噬和凋亡同时存在;TUNNEL显示凋亡细胞明显增多(P < 0.05)．b．RS组末次惊厥后3～5 min脑电图记录显示额叶丛集放电,棘波和尖波阵发．c．Morris水迷宫实验显示,第1次测试各组逃避潜伏期均呈逐渐下降趋势,但RS组第5天潜伏期明显高于NS组,具有显著性差异(P < 0.05),RS组第2次水迷宫测试中第1天潜伏期明显高于NS组,具有统计学意义,第3次水迷宫第2天的潜伏期仍明显高于NS组,具有统计学意义．d．在Morris水迷宫搜寻策略分析中采用秩和检验,第1次水迷宫对照组在第4天和第5天成绩明显优于RS组,具有统计学意义(P < 0.01),第2次和第3次水迷宫中对照组3天成绩均明显优于RS组,具有统计学意义(P < 0.05)．e．Morris记忆实验显示：3次记忆测试平台象限路径与总路径之比,RS组3次记忆测试均明显低于NS组,有显著性差异(P < 0.05)．f．Timm染色显示,RS组海马齿状回内分子层和CA3区锥体细胞层可见明显异常增生苔藓纤维,对照组未见发芽．g．在实时定量RT-PCR试验中,方差分析显示RS组海马CaMKⅡα和ZnT-1表达明显低于NS组(P < 0.05),聚类分析和相关分析表明,NS组CaMKⅡα、PRG-3、CCK、ZnT-3这4个基因具有共聚特征,并且各个基因之间具有显著相关性,而RS组仅海马CaMKⅡα和ZnT-1具有明显的共聚现象且呈正相关．本研究表明,幼年大鼠青霉素点燃后不仅能够造成海马神经元早期损伤(包括自噬和凋亡增加),而且产生远期的学习和记忆功能损害,并可能与海马记忆分子CaMKⅡ及ZnT-1表达下调有关．     

新生期反复惊厥对认知和海马CaMKⅡ表达的远期影响及干预研究

新生期惊厥活动可造成严重的神经后遗症,如成年期大脑对惊厥的易感和易损性提高,严重者产生认知功能损害.对发育期惊厥性脑损伤远期预后的研究,尤其是分子机制及其干预的研究具有重要的临床意义.探讨了新生期大鼠单次长程或反复惊厥对学习、记忆能力和海马突触后致密物质钙/钙调素依赖性蛋白激酶Ⅱ(CaMKⅡ)表达的远期影响及运动训练的干预作用.生后6天(P6)的SD大鼠随机分成单次长程惊厥组(SS)、反复惊厥组(RS)和对照组,每组12只.3组大鼠分别于P27～P31、P58～P61、P80～P82采用Morris水迷宫检测学习、记忆功能.P51～P56对SS组和RS组进行踏转轮训练.最后脑组织切片观察CaMKⅡmRNA在海马的表达.结果显示,第一次Morris水迷宫测试RS组第1天～第4天潜伏期明显高于对照组,具有显著性差异(P＜0.05),第二次水迷宫RS组第1天～第2天的逃避潜伏期较对照组仍显著延长,具有显著性差异(P＜0.05),第三次测试各组之间差异无统计学意义.搜寻策略显示,在第一次Morris测试时RS组第3天～第4天边缘式搜寻比例明显高于对照组,具有显著性差异(P＜0.01),同时RS组第3天～第4天趋向式搜寻比例明显低于对照组,具有显著性差异(P＜0.01),而第二次和第三次水迷宫测试3组间趋向式和直线式搜寻策略无明显差异.在记忆实验中,原平台象限游泳距离与总距离的比值,RS组第三次较对照组显著降低,有统计学意义(P＜0.05);另外RS组1～3天趋向式搜寻比例均明显低于对照组,有显著性差异(P＜0.05).CaMKⅡ原位杂交显示,各组CaMKⅡmRNA在海马均有明显表达,但是在齿状回和门区RS组表达明显低于对照组,具有统计学意义(P＜0.01).研究表明,新生期反复长程惊厥能够对学习和记忆功能产生远期的损害,可能与海马记忆分子CaMKⅡ表达下调有关,而单次长程惊厥对学习记忆无明显影响.早期运动训练能够明显改善反复惊厥所致的学习能力损害,但对记忆能力效果仍较差.