Effect of valproic acid on autonomous behaviors and cerebral morphology and structure in APP/PS1 double transgenic mice

目的 研究丙戊酸钠( valproic acid,VPA)对APP/PS1双转基因阿尔茨海默病(Alzheimer's disease,AD)模型小鼠自主活动及脑组织形态结构的影响,探讨VPA对AD的保护作用及可能机制.方法 将3月龄APP/PS1双转基因小鼠及同窝野生型小鼠分为VPA处理组和生理盐水对照组,运用VPA[30 mg/(kg·d)]和等量生理盐水腹腔注射4周.旷场实验观察各组小鼠的自主活动能力;尼氏染色、透射电镜观察各组小鼠脑组织的病理改变.结果 行为学结果显示:与野生型小鼠相比,AD模型小鼠自主活动明显减少(P＜0.05);野生型小鼠VPA处理组与对照组自主活动无明显差异(P＞0.05);而AD模型小鼠VPA处理组比对照组的自主活动明显减少(P＜0.05).尼氏染色显示:AD模型小鼠脑内神经元密度显著低于野生型小鼠.AD模型小鼠中,对照组脑内神经细胞明显肿胀,尼氏小体明显减少而致细胞质淡染,神经细胞密度降低(85.2±13.3);而VPA处理组脑内神经元肿胀程度明显减轻,神经元数量显著回升(116.9±16.2,P＜0.05),但VPA不影响野生型小鼠脑内的神经元数量及形态(VPA处理组:142.2±24.4 vs 生理盐水对照组:136.7±23.1,P＞0.05).电镜结果显示AD模型小鼠对照组脑内神经元细胞核、线粒体及神经毡肿胀明显,突触结构稀松;而AD模型小鼠VPA处理组脑内神经元细胞核、线粒体及神经毡的水肿明显减轻,突触结构清晰.结论 VPA可显著减少APP/PS1双转基因AD模型小鼠的自主行为,显著减轻躁狂症状;VPA可改善APP/PS1双转基因小鼠脑内神经细胞的形态结构,减少肿胀的神经元并抑制神经元数量的减少.     

丙戊酸钠对APP/PS1转基因小鼠自主活动及脑形态结构的影响

目的研究丙戊酸钠(valproic acid,VPA)对APP/PS1双转基因阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)模型小鼠自主活动及脑组织形态结构的影响,探讨VPA对AD的保护作用及可能机制。方法将3月龄APP/PS1双转基因小鼠及同窝野生型小鼠分为VPA处理组和生理盐水对照组,运用VPA[30 mg/(kg.d)]和等量生理盐水腹腔注射4周。旷场实验观察各组小鼠的自主活动能力;尼氏染色、透射电镜观察各组小鼠脑组织的病理改变。结果行为学结果显示:与野生型小鼠相比,AD模型小鼠自主活动明显减少(P<0.05);野生型小鼠VPA处理组与对照组自主活动无明显差异(P>0.05);而AD模型小鼠VPA处理组比对照组的自主活动明显减少(P<0.05)。尼氏染色显示:AD模型小鼠脑内神经元密度显著低于野生型小鼠。AD模型小鼠中,对照组脑内神经细胞明显肿胀,尼氏小体明显减少而致细胞质淡染,神经细胞密度降低(85.2±13.3);而VPA处理组脑内神经元肿胀程度明显减轻,神经元数量显著回升(116.9±16.2,P<0.05),但VPA不影响野生型小鼠脑内的神经元数量及形态(VPA处理组:142.2±24.4 vs生理盐水对照组:136.7±23.1,P>0.05)。电镜结果显示AD模型小鼠对照组脑内神经元细胞核、线粒体及神经毡肿胀明显,突触结构稀松;而AD模型小鼠VPA处理组脑内神经元细胞核、线粒体及神经毡的水肿明显减轻,突触结构清晰。结论 VPA可显著减少APP/PS1双转基因AD模型小鼠的自主行为,显著减轻躁狂症状;VPA可改善APP/PS1双转基因小鼠脑内神经细胞的形态结构,减少肿胀的神经元并抑制神经元数量的减少。     

早期APP/PS1转基因AD模型小鼠海马胆碱能神经元改变的体视学研究

目的 应用体视学方法定量研究APP/PS1双转基因AD模型小鼠海马内胆碱能神经元的早期改变情况.方法 Morris水迷宫检测10月龄雌性APP/PS1双转基因AD小鼠(APP/PS1组)和同月龄同窝生雌性野生型小鼠(Wild-type组)的空间学习记忆能力.运用现代体视学方法结合免疫组织化学方法精确定量小鼠海马各亚区的体积和胆碱能神经元的数量.结果 APP/PS1组小鼠定位航行实验中逃避潜伏期长于Wild-type组(P＜0.01).空间探索实验中,APP/PS1组小鼠穿越平台的次数及平台所在象限时间百分比均少于Wild-type组(P=0.007、0.041).APP/PS1组小鼠海马齿状回(dentate gyrus,DG)的体积较Wild-type组缩小(P =0.001),而APP/PS1组小鼠海马CA1、CA2/3区的体积较Wild-type组差异无统计学意义(P =0.089、0.059).APP/PS1组小鼠海马DG内胆碱能神经元的数量较Wild-type组显著减少(P=0.017),APP/PS1组小鼠海马CA1区、CA2/3区内胆碱能神经元较Wild-type组差异均无统计学意义(P =0.076、0.074).结论 早期APP/PS1双转基因AD小鼠海马DG内胆碱能神经元丢失,可能是AD早期出现空间学习记忆能力障碍的重要结构基础之一.     

APP/PS1/LC3三转基因小鼠的构建及其自噬流水平研究

目的：研究APP/PS1/LC3三转基因小鼠的构建及自噬流情况。方法：将CAG-mRFP-eGFP-LC3转基因自噬流模型小鼠与APP/PS1双转基因阿尔茨海默病（Alzheimer’s Disease,AD）模型小鼠交配繁殖,对产下的子代进行基因分型鉴定,选出同时含有 CAG-mRFP-eGFP-LC3基因和APP/PS1的小鼠为APP/PS1/LC3三转基因小鼠,Morris水迷宫实验检测小鼠行为学变化。取6月龄APP/PS1/LC3三转基因小鼠和同窝CAG-mRFP-eGFP-LC3 单转基因小鼠各6只,断头取脑后在透射电镜及荧光显微镜下观察自噬流的变化,采用免疫组织化学法检测老年斑的形成,用Western blot检测自噬标志物。结果：基因分型证实APP/PS1/LC3三转基因小鼠构建成功。Morris水迷宫显示,6月龄APP/PS1/LC3三转基因小鼠找到平台的平均潜伏期和路程均明显增加（F=87.096,P=0.000;F=41.583,P=0.000）,穿越平台的次数明显减少（2.000±0.707 vs. 4.800±0.800,t=2.622,P=0.031）。透射电镜下观察,6月龄APP/PS1/LC3三转基因小鼠脑神经元内出现更多的自噬小泡。荧光显微镜下观察,与同窝CAG-mRFP-eGFP-LC3单转基因小鼠比较,6月龄APP/PS1/LC3三转基因小鼠海马区自噬体及自噬溶酶体数量均明显增高（5.894±0.742 vs. 14.820±3.350,t=0.017,P=0.000;1.204±0.420 vs. 1.840±0.559,t=3.156,P=0.005）,大脑皮质内自噬体数量亦明显升高（1.943±0.415 vs. 10.030±4.382,t=6.364,P=0.000）,但自噬溶酶体数量比较,差异未见统计学意义（0.562±0.207 vs. 0.686±0.195,t=0.156,P=0.878）。免疫组化染色结果显6月龄APP/PS1/LC3三转基因大脑皮质及海马区域出现明显老年斑,而同窝CAG-mRFP-eGFP-LC3单转基因小鼠脑内未见老年斑。Western blot结果显示：与同窝CAG-mRFP-eGFP-LC3单转基因小鼠比较,APP/PS1/LC3三转基因小鼠脑内APP蛋白明显升高（0.294±0.070 vs. 0.690±0.275,t=3.423,P=0.007）,自噬相关蛋白LC3、 Beclin1、P62水平均增高（0.241±0.004 vs. 0.534±0.019,t=37.170,P=0.000;0.479±0.020 vs. 1.180±0.255,t=6.820,P=0.000;0.188±0.007 vs. 0.356±0.021,t=18.850,P=0.000）,但溶酶体膜蛋白LAMP1表达水平降低（1.450±0.065 vs. 0.773±0.043,t=8.705,P=0.000）。结论：APP/PS1/LC3三转基因小鼠自噬被激活,但自噬溶酶体降解受阻,是研究AD自噬流水平的理想动物模型。     

APP/PS1双转基因AD小鼠学习记忆功能与超微结构的对照研究

目的观察APP/PS1双转基因阿尔茨海默病小鼠的记忆功能与超微病理改变。方法采用水迷宫实验检测记忆功能,透射电镜观察海马区超微病理改变。结果APP/PS1双转基因AD小鼠的水迷宫潜伏期比对照组小鼠明显延长,而在探索实验中两者差异无统计学意义;电镜观察到APP/PS1双转基因AD小鼠海马区神经元肿胀,突触稀松形态不一。结论APP/PS1双转基因AD小鼠能够较好的模拟AD患者的表现及病理过程,提供有效的实验动物模型。     

丙戊酸钠对APP/PS1双转基因小鼠脑内星形胶质细胞和神经营养因子的影响

目的：观察丙戊酸钠（valproic acid sodium salt,VPA）对阿尔茨海默病（Alzheimer’s disease,AD）模型小鼠脑内星形胶质细胞、脑源性神经营养因子（brain-derived neurotrophic factor,BDNF）和胶质细胞源性神经营养因子（glial cell line-derived neu－rotrophic factor,GDNF）的影响。方法：取3月龄的APP/PS1双转基因小鼠AD模型小鼠24只,按随机数字表法平均分为治疗组和对照组。VPA治疗组小鼠腹腔注射VPA 30 mg/（kg·d）,对照组小鼠腹腔注射等量生理盐水,采用免疫组化学法观察2组小鼠皮质和海马区星形胶质细胞数量的变化,Western blot检测2组小鼠皮质和海马BDNF 和GDNF的表达水平。结果：与对照组比较,VPA治疗组小鼠皮质和海马区星形胶质细胞标志物胶质纤维酸性蛋白（glial fibrillary acidic protein,GFAP）的阳性细胞数量均明显减少（t=5.476、8.793,P均＝0.00０）,BDNF 和GDNF 表达水平均明显升高（t=4.303,P=0.001;t=2.376,P=0.032）。结论：VPA可抑制星形胶质细胞增生,提高神经营养因子的表达水平。     

EGCG对APP/PS1双转基因小鼠神经突触损伤的保护作用

目的：研究表没食子儿茶素没食子酸酯（epi-gallocatechin-3-gallate,EGCG）对APP/PS1 双转基因小鼠中神经突触损伤的保护作用及其可能机制。方法：实验采用APP/PS1 双转基因小鼠,随机分为模型组（0.1 mL/10 g,生理盐水灌胃）、EGCG组[20 mg/（kg?d）,EGCG灌胃],每组 10 只,另以同窝同性别阴性小鼠10只设立正常组（0.1 mL/10 g,生理盐水灌胃）,共 3组。Morris 水迷宫实验测试各组小鼠逃避潜伏期和跨越平台变化,电镜观察各组小鼠海马神经元损伤情况,免疫组化法检测小鼠海马PSD95、GAP43 表达,RT-PCR检测小鼠海马PSD95 mRNA、GAP43 mRNA含量。结果：模型组逃避潜伏期明显延长,海马神经元损伤严重,PSD95表达下降、GAP43表达增高。免疫组化结果表示,EGCG组PSD95平均光密度高于模型组[（0.11±0.03） vs. （0.05±0.02）,P=0.001],EGCG组GAP43平均光密度低于模型组[（0.10±0.03） vs. （0.16±0.04）,P=0.002]。RT-PCR检测结果再次验证,EGCG组PSD95 mRNA表达高于模型组[（0.82±0.11） vs. （0.50±0.06） ,P=0.000],EGCG组GAP43 mRNA表达低于模型组[（1.12±0.11） vs. （1.56±0.16）,P=0.000]。结论：EGCG对 APP/PS1 转基因小鼠的空间学习记忆和突触损伤具有明显的改善作用,其机制可能与影响小鼠海马突触结构,提高PSD95表达、下调GAP43 表达有关。     

早老素增强子-2在APP/PS1双转基因小鼠脑内的分布及表达

目的 研究γ-分泌酶组件早老素增强子-2(presenilin enhancer-2,Pen-2)在APP/PS1双转基因小鼠脑内的表达及分布,以进一步明确Pen-2与阿尔茨海默病(Alzheimer's disease,AD)的关系.方法 对APP/PS1双转基因小鼠交配后产下的子代进行基因分型,用免疫组化方法检测Pen-2和老年斑在APP/PS1双转基因AD模型小鼠和同窝野生型正常小鼠脑内的分布和表达情况.结果 Pen-2广泛分布于APP/PS1双转基因小鼠脑内各区域,包括大脑皮质、海马、基底核、小脑、嗅脑、脑室脉络丛等,而老年斑则选择性地出现在大脑皮质、海马、嗅脑等区域,并且Pen-2的分布范围广于老年斑的分布.AD模型小鼠大脑新皮质内Pen-2阳性神经元的着色程度(2.09±0.33)显著高于正常小鼠(1.29±0.31,P ＜0.05),且AD模型小鼠大脑新皮质内Pen-2免疫阳性物质主要分布于细胞膜和细胞质,而正常小鼠大脑新皮质内的Pen-2阳性神经元仅细胞膜周围染色较深,而细胞质染色极浅甚至不着色.结论 Pen-2在AD模型小鼠和正常小鼠脑内的表达存在差异,这种差异可能与老年斑的形成和AD的发生相关.     

慢性脑缺血对APP/PS1双转基因小鼠行为学及脑组织形态学的影响

目的:探讨慢性脑缺血对APP/PS1双转基因阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)模型小鼠的行为学以及脑组织形态学的影响。方法:将20只3月龄APP/PS1 AD模型小鼠随机分成2组,每组10只,对其中一组采用改良的双侧颈总动脉狭窄术,另一组双侧颈总动脉未结扎小鼠为假手术对照组。术后1个月分别采用Morris水迷宫、组织学和免疫组化染色,检测模型组和假手术组小鼠行为学的改变、海马区神经细胞形态学的改变、海马区神经细胞内Neu N和APP及Aβ的表达变化。结果:行为学实验结果:(1)可视平台下,2组小鼠找到平台的时间(t=1.31,P=0.19)及搜索的平均路程(t=0.04,P=0.97)无显著差异;(2)隐蔽平台下,脑缺血模型组小鼠(26.39±1.37)找到平台的时间较假手术对照组(20.19±1.19)明显延长(t=3.44,P=0.00);(3)空间探索实验中,经过平台的次数,脑缺血模型组小鼠(3.11±0.37)较对照组(4.25±0.34)明显减少(t=2.24,P=0.03)。HE染色:脑缺血模型组小鼠海马内神经细胞明显肿胀、细胞排列紊乱。免疫组化结果:脑缺血模型组小鼠海马内Neu N阳性神经元数量(93.40±10.44)较对照组(156.20±24.16)显著减少(t=2.39,P=0.04);而APP-阳性神经元(t=2.35,P=0.047)、Aβ40-阳性神经元(t=2.54,P=0.04)以及Aβ42-阳性神经元(t=2.476,P=0.04)较假手术组明显增加。结论:本实验新建立的改良双侧颈总动脉狭窄术能导致小鼠慢性脑缺血;慢性脑缺血可加速APP/PS1双转基因AD模型小鼠的病理进程。