饮食热能限制对脑老化小鼠学习记忆及突触可塑性的影响

<正>热能限制(caloric restriction,CR)被称为衰老研究领域最重大的发现,即在满足机体对各种营养素需要量的前提下,适当限制食物摄入,又称饮食限制(dietary restriction,DR)。McCay等于1935年首次报道CR延长大鼠寿限,迄今70余年来,大量实验研究证实,CR能明显延缓衰老,延长实验动物的寿命,推迟和降低老年相关疾病的发生。由于世界范围内人口老龄化     

毛蕊花糖苷对CUMS大鼠学习记忆能力及突触可塑性的影响

目的 观察毛蕊花糖苷（acteoside）对慢性温和不可预知应激（chronic unpredictable mild stress,CUMS）大鼠学习记忆及突触可塑性的影响。方法 采用CUMS结合孤养的方式制备抑郁模型大鼠。成模后随机分为模型组、氟西汀（20mg/kg）组、毛蕊花糖苷低（30mg/kg）剂量组和高剂量（60mg/kg）组,每组12只,另取12只正常大鼠作为对照组。连续灌胃给药3周。糖水偏好实验和强迫游泳实验检测大鼠抑郁样行为;Morris水迷宫实验检测大鼠学习记忆能力;在体电生理实验记录大鼠海马长时程增强（long-term potentiation,LTP）;免疫组织化学和免疫蛋白印迹法检测海马突触结合蛋白-1(synaptotagmin-1,Syt1) 的表达。结果 与对照组比较,模型组大鼠糖水消耗率明显降低,强迫游泳不动时间明显延长,逃避潜伏期明显延长,海马LTP幅值明显降低,海马Syt1表达明显减少（P均＜0.05）;模型大鼠经毛蕊花糖苷灌胃3 w后,上述各项指标均得到有效逆转。结论 毛蕊花糖苷可能通过增加海马突触可塑性和Syt1的表达改善CUMS大鼠的学习记忆能力。     

丙烯酰胺对大鼠神经元突触可塑性的影响

目的 探讨丙烯酰胺(ACR)对大鼠神经元突触可塑性的影响及机制.方法 24只Wistar大鼠按随机数字表完全随机分为对照组(腹腔注射5g/kg生理盐水)和染毒组(腹腔注射30 mg/kg ACR),每组12只,雌雄各半;采用神经行为学方法评价神经损伤状态,组织病理学法检测心、肝、脾、肺、肾等的超微结构改变,电镜观察脊髓背角突触结构参数的变化,免疫组化法检测大鼠突触特异位点突触素I (Synapsin I)的变化.结果 与对照组(雄性:1.00±0.00;雌性:1.00±0.00)比较,染毒组大鼠的步态评分明显增加(雄性:2.50 +0.55,t=-7.24,P＜0.01;雌性:3.17±0.41,t=- 12.19,P＜0.01).两组大鼠心、肝、脾、肺、肾等脏器未见病理改变.与对照组[雄性:(0.41±0.09)μm;雌性:(0.40±0.06)μm]比较,染毒组大鼠的突触活性带长度缩短[雄性:(0.15±0.05)μm,t=6.59,P＜ 0.05;雌性:(0.14±0.07)μm,t=7.26,P＜ 0.05].对照组和染毒组Synapsin I的定位一致,均位于脊髓背角灰质.对照组Synapsin I呈强阳性反应,而染毒组阳性信号减弱.半定量结果显示,与对照组(雄性:195.40±12.30;雌性:195.19±6.71)比较,染毒组Synapsin I的含量降低(雄性:60.90±29.19,t=10.40,P＜0.05;雌性:67.56±20.23,t=15.65,P＜0.05).结论ACR神经损伤过程中,大鼠突触结构发生了可塑性改变,并与Synapsin I的表达可能关联.     

白藜芦醇对去卵巢大鼠空间记忆及突触可塑性的影响

目的探讨白藜芦醇(Res)对去卵巢(OVX)大鼠空间记忆及突触可塑性的影响。方法将成年雌性SD大鼠40只随机分为OVX组、Res 80 mg/kg组、雌二醇替代组(ERT)和假手术组。大鼠除去卵巢外腹腔注射D-半乳糖加速老化。用旷场实验和Morirs水迷宫分别检测大鼠自主活动能力和空间记忆能力,电生理技术记录海马CA1区长时程增强(LTP),Golgi染色观察神经元树突长度、树突棘密度。结果旷场实验各组均无差异。与假手术组相比,Morris水迷宫中,OVX组大鼠逃避潜伏期较长(P 0.05);目标象限停留时间缩短和穿越平台次数减少(P 0.05);海马CA1区场兴奋性突触后电位(fEPSP)斜率、神经元树突总长度与树突棘密度均显著降低(P 0.01)。与OVX组相比,Res和ERT组大鼠逃避潜伏期缩短(P 0.05);目标象限停留时间和穿越平台次数增加(P 0.01),fEPSP斜率、神经元树突总长度及树突棘密度均显著升高(P 0.05)。结论白藜芦醇可改善OVX大鼠的空间记忆能力和突触可塑性。[营养学报,2019,41(3):276-280]     

运动对脑老化小鼠铁调节蛋白-2基因表达影响

目的 以铁调节蛋白-2(iron regulatory protein-2,IRP-2)基因表达观测点探讨运动抗脑老化的机制.方法 将40只雄性ICR小鼠按体重随机分为4组:对照组、脑老化组、运动组、脑老化+运动组.脑老化及运动干预的实验造模期为10周.造模期结束后,以Morris水迷宫试验检测小鼠的学习记忆能力,逆转录-聚合酶链反应(RT-PCR)检测小鼠大脑IRP-2基因表达水平.结果 脑老化组小鼠脑IRP-2基因表达水平(0.738±0.221)显著低于对照组(3.938±2.357)(P<0.05);脑老化+运动组小鼠脑IRP-2基因表达水平(2.938±0.468)显著高于脑老化组(P<0.05);与对照组之间差异无统计学意义;运动组IRP-2基因表达水平(2.595±0.822)与对照组之间差异无统计学意义.结论 脑老化小鼠IRP-2基因表达水平降低,运动可以防止脑老化小鼠的IRP-2基因表达下调.运动具有抗脑老化的效应.     

复合微量营养素对幼鼠学习记忆能力及脑海马CA3超微结构的影响

目的研究复合微量营养素对幼年大鼠学习记忆能力的影响及其机制。方法5周龄雄性SD大鼠40只,按体重随机分成3个实验组和1个对照组。实验组分别以低、中、高剂量复合微量营养素水悬液灌胃,对照组用安慰剂水悬液灌胃。30天后各组大鼠每隔1天在穿梭箱中进行双向回避实验训练,连续训练4次后,停止训练,并在14天内分2次测定其记忆消退情况;用电镜观察海马CA3区突触结构的变化;用免疫组织化学方法检测大鼠海马突触素(Syn)的免疫表达。结果高剂量组大鼠电击逃避时间长于对照组(P<0.05);高剂量组大鼠脑海马CA3区突触数量、突触后致密物质厚度、突触界面曲率、Syn免疫反应阳性产物吸光度均显著高于对照组(P<0.05);电击逃避时间和突触界面曲率呈剂量效应关系。结论复合微量营养素能通过提高大鼠脑海马的突触可塑性来改善幼年大鼠学习记忆能力。     

氟中毒对小鼠学习记忆相关脑突触结构的影响

用Ｙ－迷宫反应观察长期饮用不同浓度的氟化钠溶液对小鼠学习的影响，然后用电镜和计算机图像分析仪观测小鼠脑内海马ＣＡ３区ＧｒａｙⅠ突触 结构的损伤效应。结果表明：饮用高浓度氟化钠溶液能显著降低小鼠的学习能力，并能引起小鼠海马ＣＡ３区突触厚度极显著减少，和引起突触 间隙宽度极显著变大等超微结构的变化，结果提示，慢性氟中毒对小鼠的学习能力的显著影响可能与其脑内突触 界面结构的病理变化有关。     

慢性应激对小鼠学习记忆功能影响及突触作用

目的 探讨慢性应激对不同月龄小鼠空间学习记忆功能影响以及前脑皮层和海马突触体膜流动性和突触体内游离Ca²⁺作用。方法 采用多因素慢性应激动物模型,通过Morris水迷宫测试小鼠空间学习记忆能力;检测突触体膜流动性和突触体内游离Ca²⁺浓度。结果 青年和老年对照组小鼠训练周期1逃避潜伏期、第一象限停留时间分别为(63.62±4.38)、(38.63±3.04)s和(76.46±3.32)、(36.24±2.65)s,老年小鼠空间学习记忆能力明显降低(P<0.05);老年小鼠前脑皮层和海马突触体膜r值分别为(0.1917±0.0015)、(0.1946±0.0012),均明显高于青年对照组(P<0.05);与青年对照组比较,老年小鼠突触体内游离Ca²⁺浓度明显增加(P<0.05);青年应激组小鼠训练周期1逃避潜伏期、第一象限停留时间分别为(64.32±4.56)、(34.56±2.83)s,空间学习记忆能力明显下降(P<0.05);前脑皮层和海马突触体膜r值分别为(0.184 6±0.000 8)、(0.188 8±0.001 0),均明显高于青年对照组(P<0.01);青年应激组小鼠突触体内游离Ca²⁺浓度明显高于青年对照组(P<0.05);老年应激组小鼠变化更加明显。结论 衰老与慢性应激导致小鼠空间学习记忆功能损伤可能与突触体膜流动性和突触体内游离Ca²⁺浓度变化密切相关。     

愤怒对D-gal致脑老化大鼠学习记忆功能的影响

目的观察愤怒情志对D-gal诱导的脑老化模型大鼠学习记忆障碍的影响。方法采用夹尾间接激怒法引入愤怒刺激。Morris水迷宫法检测大鼠学习记忆能力。采用亚硝酸盐法、硫代巴比妥酸比色法、荧光法检测脑组织内SOD、MDA、LPF活性。以HE染色进行脑组织形态学观察。结果愤怒D-gal组大鼠在水迷宫中游泳持续时间明显延长;脑组织内SOD活力明显降低,MDA、LPF含量均明显升高;大脑皮质变薄,其中以颗粒层、锥体细胞层萎缩明显,神经细胞数量减少、体积变小,核浆界限不清,细胞周围可见空泡形成;大鼠海马CA1区神经细胞排列较为松散,细胞结构模糊,胞体肿胀,部分细胞核固缩、深染。结论愤怒情志对D-半乳糖诱导的脑老化大鼠的学习记忆功能减退具有促进作用,可能与其清除氧自由基的能力减退,抗氧化能力下降引起脑组织损伤有关。     

电磁脉冲对大鼠海马突触可塑性相关蛋白表达的影响

目的研究电磁脉冲(electromagnetic pulse,EMP)照射后大鼠海马组织中突触可塑性相关蛋白的表达情况。方法以EMP 6×104V.m-1照射Wistar大鼠,用Western blot蛋白印迹法检测海马组织中脑源性神经营养因子(brain-derived neurotrophic factor,BDNF)和神经细胞黏附分子(neural celladhesion molecule,NCAM)的表达。结果EMP照射后6 h,海马BDNF的表达与对照组相比增长了25.8%(P<0.05),之后呈缓慢回降趋势;照射后7 d再度升高,与对照组相比增长了32.2%,(P<0.05)。EMP照射后6~12 h,海马NCAM的表达与对照组相比增长了8.1%(P<0.05),3 d后回降,与对照组相比减少了10.8%(P<0.05),照射后7 d再度升高,与对照组相比增长了14.1%,(P<0.05)。结论EMP照射后早期,海马BDNF和NCAM的上调,可能介导了突触可塑性的正向改变。     

穿心莲内酯对血管性痴呆大鼠认知功能及海马突触可塑性的影响

目的探讨穿心莲内酯(andrographolide,ANDRO)对血管性痴呆(vascular dementia,VD)大鼠认知功能及海马突触可塑性的影响。方法 2012年6—8月将30只SD大鼠随机分为治疗组(10只)、模型组(10只)、假手术组(10只)。通过阻断大脑中动脉2 h制做VD大鼠模型,治疗组大鼠给予ANDRO(200 mg/kg)灌胃治疗,模型组及假手术组大鼠给予2 ml生理盐水灌胃。用Morris’s水迷宫评估大鼠认知功能,免疫印迹法检测大鼠海马突触素表达。计量资料按完全随机成组设计资料进行方差分析,组间比较采用单因素方差分析,多个样本均数两两比较采用q检验。P0.05为差异有统计学意义。结果连续4 d水迷宫潜伏期模型组[(103.87±5.22)、(88.27±5.37)、(73.95±5.46)、(67.26±5.01)s]均长于治疗组及假手术组大鼠(均P0.05),治疗组[(97.08±4.01)、(79.27±4.66)、(66.62±5.44)、(58.30±6.40)s]均长于假手术组(均P0.05)。假手术组、治疗组、模型组海马突触素灰度值比率分别为0.89±0.01、0.83±0.02、0.79±0.01,比较差异有统计学意义(F=123.27,P0.05)。结论 ANDRO改善VD大鼠认知功能可能与保护突触可塑性有关。     

Effects of Takju intake and moderate exercise training on brain acetylcholinesterase activity and learning ability in rats

Takju is a Korean alcoholic beverage made from rice, and is brewed with the yeast Saccharomyces cerevisiae. This study was conducted to evaluate the effects of exercise training and moderate Takju consumption on learning ability in 6-week old Sprague-Dawley male rats. The rats were treated with exercise and alcohol for 4 weeks in six separate groups as follows: non-exercised control (CC), exercised control (EC), non-exercised consuming ethanol (CA), exercised consuming ethanol (EA), non-exercised consuming Takju (CT), and exercised consuming Takju (ET). An AIN-93M diet was provided ad libitum. Exercise training was performed at a speed of 10 m/min for 15 minutes per day. Ethanol and Takju were administered daily for 6-7 hours to achieve an intake of about 10 ml after 12 hours of deprivation, and, thereafter, the animals were allowed free access to deionized water. A Y-shaped water maze was used from the third week to understand the effects of exercise and alcohol consumption on learning and memory. After sacrifice, brain acetylcholinesterase (AChE) activity was analyzed. Total caloric intake and body weight changes during the experiment were not significantly different among the groups. AChE activity was not significantly different among the groups. The number of errors for position reversal training in the maze was significantly smaller in the EA group than that in the CA and ET groups, and latency times were shorter in the EA group than those in the CC, EC, CT, and ET groups. The latency difference from the first to the fifth day was shortest in the ET group. The exercised groups showed more errors and latency than those of the non-exercised groups on the first day, but the data became equivalent from the second day. The results indicate that moderate exercise can increase memory and learning and that the combination of exercise and Takju ingestion may enhance learning ability.     

出生后铅暴露对大鼠海马突触结构可塑性的影响

目的通过观察断乳后染毒Wistar大鼠海马神经元数目、突触数目以及突触结构参数:突触间隙宽度、突触后致密物厚度、突触活性带长度、突触界面曲率的变化情况,探讨出生后铅暴露对海马突触结构可塑性的影响。方法断乳后雌性大鼠16只,随机分成染铅组和对照组各8只。染铅组经水给予400μmol/L PbCl2,对照组饮用去离子水,直至观察终点(2月龄),T迷宫学习训练后灌注取脑,应用免疫组化法检测神经元数目,利用透射电镜测定突触数目及突触结构参数。结果与对照组相比,染铅组血铅显著增高(P<0.05);染铅组大鼠脑海马CA3区神经元数目与对照组神经元细胞数目无显著差异(P>0.05);染铅组与对照组相比,大鼠脑海马CA1区突触数目显著减少(P<0.05),突触结构参数中:间隙宽度显著增大(P<0.05),突触后致密物厚度、突触界面曲率及突触活性带长度显著减小(P<0.05)。结论断乳后低剂量的铅染毒并不对大鼠海马神经元的数目产生影响,而是主要引起突触连接数目的减少以及突触间隙、突触后致密物厚度等突触结构参数的改变,从而对学习记忆造成影响。     

生命早期前爪感觉和精细动作剥夺对大鼠海马Schaffer-CA1通路突触可塑性的影响

【目的】探讨生命早期前爪感觉和精细动作剥夺对大鼠海马Schaffer-CA1通路突触可塑性的影响。【方法】新生SD大鼠随机分为实验组(前爪感觉和精细动作剥夺组)和对照组(假手术对照组),于13日龄(PN13)剥夺实验组大鼠的前爪感觉和精细动作。分别于PN25、PN35、PN45、PN60四个时间点采用离体脑片场兴奋性突触后电位(fEP-SPs)胞外记录的电生理方法测试其海马Schaffer-CA1通路的长时程增强(LTP)。【结果】PN25、PN35两个时间点,实验组大鼠海马的场兴奋性突触后电位斜率增加的百分比明显低于假手术对照组[(13.39±2.90)%vs(30.39±4.76)%,F=9.31,P0.01;(18.92±4.00)%vs(39.38±4.84)%,F=10.95,P0.01],即LTP诱导和维持水平受到抑制。【结论】生命早期前爪感觉和精细动作剥夺可抑制大鼠海马Schaffer-CA1通路LTP的诱导和维持,损伤大鼠海马的突触可塑性,这可能是学习记忆损伤的电生理机制。     

Cognition, learning behaviour and hippocampal synaptic plasticity are not disrupted in mice over-expressing the cholesterol transporter ABCG1

Background  

Cognitive deficits are a hallmark feature of both Down Syndrome (DS) and Alzheimer's Disease (AD). Extra copies of the genes on chromosome 21 may also play an important role in the accelerated onset of AD in DS individuals. Growing evidence suggests an important function for cholesterol in the pathogenesis of AD, particularly in APP metabolism and production of Aβ peptides. The ATP-Binding Cassette-G1 (ABCG1) transporter is located on chromosome 21, and participates in the maintenance of tissue cholesterol homeostasis.     

有氧运动对衰老的大鼠脑组织抗氧化蛋白的影响

目的研究有氧运动对衰老的大鼠脑组织抗氧化能力的影响。方法建立衰老大鼠模型,随机分为对照组和3组运动组（A组、B组、C组）,A组给予0．5h的游泳训练,B组给予1h的游泳训练,C组给予2h的游泳训练,12周后取大脑组织,检测超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽过氧化物酶（GSH—Px）、总抗氧化能力（T—AOC）以及丙二醛（MDA）的含量。结果建模6周后,造模组的SOD、GSH—Px、T—AOC水平分别为（38．52±7．63）U／ml、（2．14±0．52）U／ml、（3．13±0．94）10^3U／g,都低于空白对照组,与老龄化组相当,MDA高于空白对照组;经过12周的有氧运动,A、B和C组的SOD、GSH—Px、T-AOC水平均高于衰老对照组,MDA低于衰老对照组。结论有规律的有氧运动能提高衰老大脑的抗氧化能力,提高大脑组织中SOD和GSH—px活力,有效降低MDA的含量,延缓衰老。