不同年齡大鼠腦內(nèi)Caveolin-1蛋白的表達及其與學習記憶關(guān)系研究.pdf

1、小窩(caveolae)是細胞質(zhì)膜上富含膽固醇和鞘磷脂的特殊的凹陷結(jié)構(gòu)。小窩蛋白Caveolin-1(Cav-1)是小窩的標志蛋白，調(diào)節(jié)細胞內(nèi)物質(zhì)轉(zhuǎn)運及信號轉(zhuǎn)導過程。最近發(fā)現(xiàn)，Cav-1蛋白在培養(yǎng)的海馬神經(jīng)元的終末和軸突生長錐上有豐富的表達，提示Cav-1可能參與突觸可塑性的調(diào)節(jié)。 學習記憶的神經(jīng)基礎研究指出，學習可以增強突觸的可塑性，可以形成新的神經(jīng)回路。研究表明，某些蛋白，如突觸素(Synaptophysin，Syn)和生長

2、相關(guān)蛋白43(GAP-43)參與突觸可塑性的調(diào)節(jié)，影響學習記憶過程。 到目前為止，有關(guān)Cav-1是否參與學習記憶等神經(jīng)可塑性活動，不同年齡不同腦區(qū)內(nèi)Cav-1的表達具有什么樣的特征，Cav-1的表達與Syn表達的關(guān)系等問題并不明確。 為了了解Cav-1蛋白在大鼠腦內(nèi)表達的年齡特征，我們以Syn的表達作對照，利用Westernblot方法檢測了不同年齡大鼠不同腦區(qū)內(nèi)Cav-1蛋白的表達。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，Cav-1蛋白在不同年齡大

3、鼠不同腦區(qū)表達不同。青年鼠海馬內(nèi)Cav-1蛋白的表達明顯高于老年大鼠和幼年大鼠，Syn的表達有相似的年齡趨勢；幼年鼠皮層中Cav-1蛋白表達最高，青年鼠最低；小腦內(nèi)Cav-1的表達無年齡差別；青年大鼠三個腦區(qū)相比，小腦內(nèi)Cav-1表達最高，海馬其次，前額皮層最少。表明Cav-1可能參與海馬等腦區(qū)相關(guān)的神經(jīng)可塑性活動。 為了研究Cav-1與學習記憶的關(guān)系，我們利用Y迷宮對青年大鼠進行訓練，然后利用Westernblot方法檢測了訓

4、練后海馬、前額皮層和小腦內(nèi)Cav-1蛋白表達的變化。結(jié)果發(fā)現(xiàn)Y迷宮學習訓練分別引起海馬、前額皮層內(nèi)Cav-1蛋白表達增加3倍和1倍，但小腦無顯著變化。表明Cav-1蛋白的表達與明暗分辨學習相關(guān)。 有研究報道六味地黃丸能夠治療老年癡呆癥，提高記憶能力。梓醇，是六味地黃丸的主要有效成分之一。梓醇是否參與改善學習記憶過程? 為了探討梓醇對學習記憶的影響，我們選擇22月齡自然老化導致記憶力減退的雄性SD大鼠模型，連續(xù)10天注射梓

5、醇，并利用曠場實驗和Y迷宮實驗檢測梓醇對自發(fā)活動能力和明暗辨別學習記憶能力的影響。曠場實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)，連續(xù)注射梓醇10天后，梓醇治療組大鼠的水平活動評分(13.00±4.52)和總的活動評分(15.17±6.46)顯著高于對照組(6.00±339和6.60±2.28)(P＜0.05)。梓醇具有促進老年大鼠對未知事物的探究能力的作用。Y迷宮結(jié)果顯示，連續(xù)注射梓醇10天后，梓醇治療組總的學習時間(12133s)顯著少于對照組(182.00s)

6、。梓醇能夠改善老年大鼠明暗分辨學習記憶能力和自發(fā)活動能力。 為了研究梓醇提高學習記憶能力的機制，我們利用HE染色、免疫組化和Westernblot等方法觀察了梓醇對海馬和皮層內(nèi)膠質(zhì)細胞、Cav-1、GAP-43和PKC等蛋白的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，梓醇誘導齒狀回內(nèi)顆粒細胞周圍形成大量的膠質(zhì)細胞；梓醇引起海馬和皮層內(nèi)Cav-1和GAP-43的增加，同時還發(fā)現(xiàn)PKC蛋白表達也增加。梓醇可能一方面通過刺激神經(jīng)膠質(zhì)細胞的增殖，釋放神經(jīng)生長因子

7、和神經(jīng)營養(yǎng)因子；另一方面生長相關(guān)蛋白GAP-43的增加促進神經(jīng)元上突起的形成，而Cav-1的表達適應突起生長所需的神經(jīng)元膜重建過程，促進神經(jīng)元間形成新的聯(lián)系，從而改善學習記憶能力。 上述結(jié)果提示，Cav-1參與明暗分辨學習記憶過程；不同年齡大鼠不同腦區(qū)Cay-1蛋白的表達和分布不同；梓醇能夠改善自然老化導致的記憶能力下降狀況。我們的實驗結(jié)果對進一步闡明學習記憶的神經(jīng)機制和預防治療自然老化導致的記憶力衰減具有十分重要的意義。