β-AP对衰老模型大鼠开场行为及学习记忆能力影响（二）
摘要:用D-半乳糖(D-gal) 建立衰老动物模型且海马内微注射βAP ,检测各组大鼠开场行为、Y-迷宫分辨学习和一次性被动回避反应的变化的方法,研究β-淀粉样蛋白(βAP) 对衰老大鼠开场行为及学习记忆能力的影响. 结果是D-gal + NS 组、D-gal +βAP 组大鼠在新异环境中自发活动和探究行为减少,学习记忆减退,与NS + NS 组比较有显著性差异( P < 0. 05 , P < 0. 01) . 该文得出的结论是βAP 与D-gal 联合使用可导致脑老化程度加重,学习记忆能力显著减弱.
关键词:β-淀粉样蛋白; 开场行为; 学习记忆; 衰老
β-淀粉样蛋白(β-amyloid protein ,βAP) 是老年性痴呆患者的大脑中特有的一种蛋白,它在老年性痴呆的发病机理中的作用已引起人们的重视. 生化研究表明,β-淀粉样蛋白是老年性痴呆患者脑海马和皮层老年斑(SP) 的主要成分,它与AD 的病理形成过程关系密切. 已有报道βAP 对正常大鼠海马神经元的毒害作用[1 ,2 ] ,但有关βAP 对衰老大鼠的作用,国内外均未见报道,本实验试图在D-半乳糖所致衰老动物模型基础上进行海马内注射βAP ,观察其对大鼠开场行为和空间分辨学习以及记忆保持能力的影响.
1 材料与方法
1. 1 动物和试剂
雄性健康SD 大鼠,体重100～120 g,βAP 为Sigma 公司产品(βAP1 -40 ,Lot NO.76H49611) ,D-半乳糖(D-gal) 为上海试剂二厂产品.
1. 2 分组和模型建立
将大鼠随机分成4 组: ①生理盐水NS + NS组; ②NS +βAP 组; ③D-gal + NS 组; ④D- gal +βAP组. ③、④组动物腹腔注射D-半乳糖:50 mg·kg - 1·d - 1 ,连续注射6 周建立衰老动物模型[3 ] ; ①、②组动物腹腔注射等量生理盐水. 于第4 周进行双侧海马内注射βAP , 每侧注射1μL (4μg/μL) ;对照组注射等量生理盐水. 海马定位注射方法:大鼠腹腔注射4 %戊巴比妥钠(40 mg. kg - 1) 麻醉,立体定位仪(日本NARISHIGE SN - 3 型) 上固定,坐标按照图谱[4 ] ,以前囱定位:AP = - 3. 5 mm ,ML = ±2. 0mm ,H = 2. 7 mm ,钻开颅骨,用微量进样器垂直进针,每侧注射时间为5min ,留针5min ,缓慢起针,局部消毒后缝合皮肤,肌注抗生素抗感染.
1. 3 行为学检测
连续腹腔内注射6 周后进行.
1. 3. 1 开场行为(open field) [5 ] :
将动物置于圆形开场检测箱底中央的格内,记录其在3 min 跑动(locomotion) 穿过的格数,后肢站立( rearing) 次数、梳理(groo ming) 次数及粪便颗粒数. 比较不同组间大鼠在新异环境中自发行为和探究行为表现的差异.
1. 3. 2 Y - 迷宫分辨学习( Y-maze discri minationlearning) 能力检测[6 ] :Y-迷宫为三等分辐射式反射箱. 以大鼠被电击后逃至安全区为一次正确反应,连续10 次测试中有9 次(90 %) 正确反应,定为学会标准. 记录每个大鼠达到学会标准的训练次数. 所有检测过程均由计算机完成.
1. 3. 3 一次性被动回避反应(one- t rial passiveavoidance response) [5 ] :
根据大鼠趋暗习性,记录其在通道上的停留时间,即步入潜伏期(step- through latency , STL) ;动物进入暗箱后立即给予电击(0. 3 mA ,5 s) ;24 h 后检测大鼠的STL. 以STL 作为记忆保持的指标,STL越长表明对电击的记忆保持越好. 检测以240 s 为限.本实验数据用( X ±S .X ( X 表示,组间差异用t检验;一次性被动回避反应采用Mann-whitney 非参数检验.
2 结 果
2. 1 不同组大鼠开场行为观察
结果见表1，统计处理表明,在开场行为诸参数中,D-gal +βAP 组动物与NS + NS 组比较粪便颗粒数有显著性差异( P < 0. 05) ,而跑动格数则极明显减少( P < 0. 01) ,前者在新异环境中自发活动和探究反应明显下降,紧张恐惧状态也降低. D-gal + NS组动物跑动格数与NS + NS 组比较也有显著性差异( P < 0. 05) . NS + NS 组与NS +βAP 组之间虽无显著性差异,但其跑动格数、站立次数均有下降趋势,说明βAP 单独使用对大鼠在新异环境中的自发活动及探究行为也有一定影响.
表1 β-淀粉样蛋白对大鼠开场行为的影响
组别 n 跑动格数 后肢站立次数 粪便颗粒数
NS + NS 10 86. 6 ±7. 5 23. 6 ±2. 3 4. 0 ±1. 9
NS +βAP 9 73. 8 ±9. 6 20. 3 ±3. 1 3. 1 ±2. 0
D-gal + NS 9 69. 3 ±9. 8* 18. 8 ±1. 9 3. 0 ±1. 6
D-gal +βAP 9 46. 7 ±5. 8**△ 15. 7 ±2. 2 1. 3 ±0. 2*
*P < 0. 05 , **P < 0. 01 vs NS + NS group ,
△P < 0. 05 vs D-gal + NS group.
