血管性癡呆小鼠海馬神經(jīng)元突觸及第四腦室外側(cè)隱窩的超微結(jié)構(gòu)變化特征研究.pdf

1、目的:血管性癡呆(vascular dementia,VD)是由各種腦血管疾病引起的獲得性、持續(xù)性認(rèn)知功能障礙綜合征,以學(xué)習(xí)和記憶功能障礙、執(zhí)行能力下降為主要臨床表現(xiàn)。近年來,VD的發(fā)病率逐年提高,嚴(yán)重地威脅著老年人的身心健康,也給社會和家庭帶來了沉重的負(fù)擔(dān)。目前,VD的發(fā)病機(jī)制還不十分清楚,因此,深入研究VD的發(fā)病機(jī)制仍是當(dāng)前醫(yī)學(xué)界的熱點(diǎn)課題。
　　 深入研究VD的發(fā)病機(jī)制就需要建立理想的VD動物模型。目前已有多種VD動物模型

2、,但尚無一種公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)模型,因此制備最接近人類VD特征的、可靠的動物模型就成為醫(yī)學(xué)界十分關(guān)注的課題。本研究采用小鼠做為觀察對象,采用雙側(cè)頸總動脈結(jié)扎反復(fù)腦缺血-再灌注合并尾端放血的方法制備VD小鼠模型,通過跳臺和水迷宮試驗(yàn)對其進(jìn)行行為學(xué)測試。
　　 海馬組織與學(xué)習(xí)和記憶功能關(guān)系密切,其中神經(jīng)元和突觸的數(shù)量和形態(tài)正常與否對學(xué)習(xí)和記憶的產(chǎn)生和維持具有重要作用。資料表明,學(xué)習(xí)和記憶功能與海馬神經(jīng)元突觸可塑性密切相關(guān),突觸丟失和結(jié)構(gòu)改變

3、與認(rèn)知功能下降有直接關(guān)系。本課題組已觀察到VD時海馬神經(jīng)元細(xì)胞核腫脹,細(xì)胞器減少;軸突中神經(jīng)微管結(jié)構(gòu)模糊,樹突和軸突均有不同程度水腫,突觸的數(shù)量減少;突觸小泡破裂等。證明海馬神經(jīng)元的超微結(jié)構(gòu)變化導(dǎo)致了神經(jīng)元功能異常、突觸可塑性降低,在VD發(fā)病機(jī)制中起重要作用。在此基礎(chǔ)上本研究應(yīng)用透射電鏡進(jìn)一步觀察VD時海馬CA1區(qū)神經(jīng)元突觸的變化特征,為探討其發(fā)病機(jī)制提供更多形態(tài)學(xué)依據(jù)。
　　 第四腦室外側(cè)隱窩位于第四腦室與蛛網(wǎng)膜下腔之間,是腦

4、脊液循環(huán)的必經(jīng)之路,也是腦內(nèi)物質(zhì)交換和信息傳遞的重要位點(diǎn),對腦脊液內(nèi)免疫信息分子具有重要的監(jiān)控作用,并且還可調(diào)節(jié)多種神經(jīng)內(nèi)分泌功能和神經(jīng)免疫功能。室管膜位于血液-腦脊液-神經(jīng)組織三種不同信息交匯處,其位置的特殊性決定了它在大腦功能中起著重要的作用。有學(xué)者報道,阿爾茨海默病(Alzheimer's disease,AD)時,在腦室的室管膜細(xì)胞內(nèi)也有神經(jīng)原纖維纏結(jié)和淀粉樣沉積。本課題組已觀察到VD時第四腦室外側(cè)隱窩的室管膜上纖毛減少、排列紊

5、亂,分泌顆粒增多,室管膜上細(xì)胞數(shù)目減少,胞體變小而突起減少。推測這些改變在VD的發(fā)病機(jī)制中有重要作用。在以上研究的基礎(chǔ)上,本研究進(jìn)一步觀察VD時室管膜細(xì)胞及室管膜細(xì)胞上結(jié)構(gòu)的變化特征,以探討其可能的發(fā)病機(jī)制。
　　 方法:本研究分為三部分
　　 第一部分以小鼠為研究對象,采用雙側(cè)頸總動脈結(jié)扎的方法,經(jīng)過三次反復(fù)腦缺血(ischemia,I)-再灌注(reperfusion,R),建立VD小鼠模型,并設(shè)立假手術(shù)組,在模型制

6、備后的第29、30天,利用跳臺和水迷宮試驗(yàn)對兩組小鼠進(jìn)行學(xué)習(xí)和記憶成績測試。
　　 第二部分采用3％多聚甲醛和1％戊二醛固定液灌流固定后取海馬CA1區(qū)組織進(jìn)行透射電鏡觀察。
　　 第三部分采用3％多聚甲醛和1％戊二醛固定液灌流固定后取第四腦室外側(cè)隱窩進(jìn)行掃描電鏡觀察。
　　 結(jié)果:
　　 1兩組小鼠的行為學(xué)評價
　　 術(shù)后第29天,測試跳臺試驗(yàn)的反應(yīng)時間(sec)和錯誤次數(shù)(number/5min

7、)作為學(xué)習(xí)成績;水迷宮試驗(yàn)游完全程的時間(sec)和錯誤次數(shù)(number/3min)作為學(xué)習(xí)成績。術(shù)后第30天測得成績?yōu)橛洃洺煽儭?br>　　 1.1學(xué)習(xí)成績
　　 (1)跳臺試驗(yàn)結(jié)果示:①VD模型組小鼠的反應(yīng)時間與假手術(shù)組相比明顯延長(P＜0.01);②VD模型組小鼠的錯誤次數(shù)與假手術(shù)組相比明顯增多(P＜0.05)。
　　 (2)水迷宮試驗(yàn)結(jié)果示:①VD模型組小鼠游完全程的時間與假手術(shù)組相比明顯延長(P＜0.01)

8、;②VD模型組小鼠的錯誤次數(shù)與假手術(shù)組相比明顯增多(P＜0.01)。
　　 1.2記憶成績
　　 (1)跳臺試驗(yàn)結(jié)果示:①VD模型組小鼠的潛伏時間與假手術(shù)組相比明顯縮短(P＜0.01);②VD模型組小鼠的錯誤次數(shù)與假手術(shù)組相比明顯增多(P＜0.01)。
　　 (2)水迷宮試驗(yàn)結(jié)果示:①VD模型組小鼠游完全程的時間與假手術(shù)組相比明顯延長(P＜0.01);②VD模型組小鼠的錯誤次數(shù)與假手術(shù)組相比明顯增多(P＜0.01

9、)。
　　 2應(yīng)用透射電鏡觀察海馬組織CA1區(qū)的超微結(jié)構(gòu)變化
　　 2.1假手術(shù)組:突觸豐富,典型者為突觸前膜中可見線粒體、突觸小泡聚集,靠近突觸間隙一側(cè),突觸間隙清晰可見,突觸后膜較厚,為均勻的致密物質(zhì)。
　　 2.2 VD模型組:小鼠海馬CA1區(qū)突觸數(shù)量減少,部分突觸形態(tài)異常,突觸前成分內(nèi)線粒體數(shù)量減少、結(jié)構(gòu)改變,突觸小泡數(shù)量減少,突觸間隙大部分融合,模糊不清,突觸后致密物質(zhì)減少。
　　 3應(yīng)用掃描電

10、鏡觀察第四腦室外側(cè)隱窩室管膜超微結(jié)構(gòu)變化
　　 3.1假手術(shù)組:①室管膜細(xì)胞排列規(guī)律,其表面可見大量纖毛和微絨毛。纖毛粗長,排列叢密;纖毛之間可見密集的、細(xì)而短的微絨毛。②室管膜細(xì)胞上可見圓球形的、表面光滑的分泌顆粒。
　　 3.2 VD模型組:①室管膜細(xì)胞表面的纖毛和微絨毛的數(shù)量明顯減少;暴露的室管膜細(xì)胞之間出現(xiàn)溝隙,細(xì)胞表面凹凸不平,甚至出現(xiàn)裂口;在室管膜細(xì)胞表面可見淤泥樣分泌物,部分纖毛倒伏在淤泥里,其上可見纖毛壓

11、跡;②室管膜細(xì)胞上的分泌顆粒明顯增多,其表面變的凹凸不平,有的分泌顆粒的膜表面向內(nèi)塌陷,呈杯口狀;有的分泌顆粒形狀不規(guī)則。
　　 結(jié)論:
　　 1本實(shí)驗(yàn)成功的建立了VD小鼠模型,經(jīng)跳臺和水迷宮試驗(yàn)證實(shí)了VD小鼠存在學(xué)習(xí)和記憶功能障礙,能夠基本模擬臨床上VD患者的智能障礙,是比較理想的VD動物模型。
　　 2 VD模型組海馬CA1區(qū)突觸數(shù)目減少,部分突觸形態(tài)異常,突觸前成分內(nèi)線粒體數(shù)量減少、結(jié)構(gòu)改變,突觸小泡數(shù)量減