阿爾茨海默病小鼠自發性活動分析*

關俊文 劉衍宇 方凌燕 鄧玉麗 梁一波 丁元林

(1.四川大學華西醫院神經外科,四川 成都610041;2.湛江市第二人民醫院時間醫學實驗室,廣東 湛江524000;3.廣東醫學院公共衛生學院,廣東 東莞523808)

阿爾茨海默病(Alzheimer disease,AD)是老年性癡呆中最常見的類型,臨床以大腦皮層獲得性高級功能受損為主要特征,包括不同程度的記憶力,認知能力,思維能力及精神行為等受損。此外,綜合多年來的研究發現[1],AD可以使機體的生物節律紊亂。其中靜息——活動近日節律的紊亂就是其中的一個具體表現。曾有學者對AD患者及健康老年人的靜息——活動近日節律進行研究[2-3],結果顯示AD患者組的日間活動度中數明顯下降,但夜間活動度中數卻顯著上升,日間活動的穩定性下降,并且AD患者組的靜息——活動近日節律的峰值比對照組的峰值推遲約4.5 h出現。由于臨床研究受諸多無法控制的客觀因素影響,因此需要進一步深入研究AD對生物節律的影響。本研究,采用0.5%氯化鋁側腦室連續注射的方法建立AD小鼠模型,對AD小鼠模型的活動度進行檢測,并探討AD阿爾茨海默病對小鼠活動度的影響。

1 材料與方法

1.1 動物

BALB/c小鼠,體重18±2 g,由廣東醫學院動物實驗中心提供,合格證號:GDZJ(粵)2010-21。

1.2 儀器裝置和試劑

DW-5腦定位儀、ZZ-6小鼠自主活動測試儀為四川成都泰盟科技有限公司產品,氯化鋁(AlCl3·6H 2O),分析純,廣東臺山化工廠生產,批號:090325。

1.3 方法

將20只BALB/c小鼠放入ZZ-6小鼠自主活動測試儀中,在12D/12L光暗循環下(8∶00-20∶00為光照時間),每3 min記錄一次小鼠活動情況,共記錄7 d。之后用0.45%戊巴比妥鈉10 ml·kg-1麻醉后固定于腦立體定位儀上,切開小鼠顱頂皮膚,暴露顱骨,參照小鼠腦立體定位圖譜[4],定位于側腦室內,即前囟點后1 mm,中線旁開2 mm 處,深2.5 mm,用電動牙鉆鉆一小孔,垂直插入一小塑料管(PE-10,內徑0.28 mm,外徑0.61 mm),用牙托粉固定好,經小管向側腦室內5 min內注入0.5%AlCl3 2μl,并留針5 min,每天 1次,連續 5 d。術畢后,常規飼養2 w后,再次將20只BALB/c小鼠放入ZZ-6小鼠自主活動測試儀中,在12D/12L光暗循環下(8∶00-20∶00為光照時間),每3 min記錄一次小鼠活動情況,共記錄7 d。

1.4 統計學處理

2 結果

結果顯示,實驗前,小鼠在光照——黑暗的影響下,活動度有顯著差異(P＜0.05),在12 h光照影響下,其平均活動度明顯比在黑暗中少;而AD模型建立后,小鼠的活動度在光照——黑暗的影響下無顯著差異,且小鼠在12 h光照中的平均活動度明顯比實驗前增多(P＜0.05),而在12 h黑暗中的平均活動度比實驗前顯著減少(P＜0.05),見表1及圖1。

圖1 實驗前后小鼠在12D/12L光照循環下的活動度

表1 實驗前后小鼠在12D/12L光照循環下的活動度比較(次·12h-1)(±s,n=10)

表1 實驗前后小鼠在12D/12L光照循環下的活動度比較(次·12h-1)(±s,n=10)

注:與12D相比,*P＜0.05;與實驗前相比,△P＜0.05。

12L 12D實驗前 404.83±203.59* 2358.24±529.86實驗后 1313.14±317.05△ 1408.11±421.54△

3 討論

生物節律是由生物節律是由多個系統共同作用產生的,就哺乳動物而言,位于下丘腦的視交叉上核(SCN)、視網膜和松果體在近日節律系統的起重要作用,其中SCN是中樞、起搏點。AD是以進行性癡呆為主要癥狀的大腦變性疾病,其病理特征主要有老年斑(SP)、神經纖維纏結(NFT)及大量的神經細胞丟失等。這些病理改變均能影響SCN的功能;并且,AD還加速松果體的退行性變,加重松果體的鈣化程度,松果體的細胞也顯著減少,這些病理改變均可影響機體的生物節律[6]。

本實在實驗前,小鼠在12 h黑暗中的活動度約為在12 h光照中的4倍,存在顯著的差異。小鼠的活動度在12D/12L光照循環的環境中呈明顯靜息——活動的生物節律現象,且活動度的高峰發生在小鼠處于黑暗環境中的前5 h。這組數據證實了,小鼠的活動度在晝夜循環下呈現顯著的靜息——活動生物節律。實驗后,小鼠在12D中的活動度比實驗前的顯著增多;而在12L中,實驗前后的活動度也有顯著的差異,實驗后的活動度明顯減少;同時,AD模型小鼠的活動度在12D/12L光照循環下無統計學意義,且無明顯的活動度高峰。

因此,阿爾茨海默病對小鼠的活動度有顯著的影響,使其靜息——活動的生物節律紊亂,光照下的活動度增多,而在黑暗中的活動度明顯減少。Michael R等[5]學者曾對Tg2576轉基因的AD模型小鼠的靜息——活動進行檢測,發現其靜息——活動亦失去原有的生物節律性,與本研究的結果一致。

本研究進一步證實了,小鼠的活動度在光暗循環中具有生物節律性;AD使小鼠的靜息-活動的生物節律紊亂,為今后更深入的研究AD與生物節律的關系提供了依據。

1 方凌燕,劉衍宇,關俊文.阿爾茨海默病與生物節律相互關系的研究進展[J].中國老年學雜志,2011,31(8):1486-1488.

2 Satlin A,Volicer L,Stopa EG,et al.Circadian Locomotor Activity and Core Body Temperature Rhythms in Alzheimer＇s Disease[J].Neurobiol Aging,1995,16(5):765-771.

3 Harper DG,Stopa EG,McKee AC,et al.Dementia severity and Lewy bodiesaffect circadian rhythmsin Alzheimer disease[J].Neurobiol Aging,2004,25(6):771-781.

4 Keith BJ,Franklin GP.The mouse brain in stereotaxic coordinates[M].USA:Academic Press,1997,35.

5 Gorman1 MR,Yellon S.Lifespan daily locomotor activity rhythms in amouse model of amyloid-induced neuropathology[J].Chronobiol Int,2010,27(6):1159-1177.

6 Brunner P,S zer-Topcular N,Jockers R,et al.Pineal and cortical melatonin receptors MT 1 and MT2 are decreased in Alzheimer's disease[J].Eur J Histochem,2006,50(4):311-316.