俞 悅 ，王 震，穆永慧，趙偉達(dá)，韓麗娟，張 展，章 茜，楊 春#

1)鄭州大學(xué)臨床醫(yī)學(xué)系 鄭州 450052 2)鄭州大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院生理學(xué)教研室 鄭州 450001 3)河南大學(xué)生命科學(xué)院 開(kāi)封 475004

高血壓病是危害人類(lèi)健康的最主要疾病之一，可對(duì)人體心、腦等靶器官造成嚴(yán)重?fù)p害[1]。高血壓作為腦血管病的重要危險(xiǎn)因素之一, 對(duì)認(rèn)知功能的影響已經(jīng)得到關(guān)注[2-3]。小電導(dǎo)鈣激活鉀通道(small conductance Ca2+-activated K+channels，SK channels)在腦組織中高表達(dá)[4]，參與神經(jīng)元?jiǎng)幼麟娢缓箅娢坏男纬蒣5]，被認(rèn)為與突觸可塑性以及學(xué)習(xí)記憶能力密切相關(guān)[6-7]。作者利用自發(fā)性高血壓(spontaneously hypertension，SH)大鼠，運(yùn)用無(wú)創(chuàng)實(shí)驗(yàn)方法，探討自發(fā)性高血壓對(duì)大鼠學(xué)習(xí)記憶能力及腦組織SK2蛋白表達(dá)的影響，為深入研究自發(fā)性高血壓對(duì)認(rèn)知功能的影響及其相關(guān)分子機(jī)制提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1實(shí)驗(yàn)動(dòng)物與分組SH大鼠和對(duì)照Wistar-Kyoto(WKY) 大鼠各7只，7～8月齡，體質(zhì)量200～300 g,均購(gòu)自北京維通利華公司。

1.2鼠尾動(dòng)脈壓的測(cè)量將大鼠置于固定盒中，將尾套置于鼠尾根部，脈搏傳感器傳感片緊貼鼠尾下方，然后將鼠尾及尾套預(yù)熱，同時(shí)等待大鼠安靜，待脈搏穩(wěn)定之后，使用球囊打氣加壓直至脈搏波呈直線，緩慢放氣，待脈搏波動(dòng)出現(xiàn)時(shí)，此時(shí)測(cè)量的尾套內(nèi)氣體壓力即鼠尾動(dòng)脈壓。

1.3心電圖測(cè)量大鼠經(jīng)體積分?jǐn)?shù)10%水合氯醛麻醉(3 mL/kg)后固定于鼠板上，將針形電極刺入四肢皮下，采用Rm6240型多道生理信號(hào)采集處理系統(tǒng)(成都儀器廠)連續(xù)記錄Ⅱ?qū)?lián)心電圖1 h，測(cè)量P波時(shí)長(zhǎng)、P-R間期、QRS時(shí)長(zhǎng)、R-R間期。

1.4大鼠學(xué)習(xí)記憶能力的測(cè)試

1.4.1 Y型迷宮實(shí)驗(yàn)[8]Y型迷宮(張家港生物醫(yī)學(xué)儀器廠)由3只短臂組成，以大鼠所在短臂為起步區(qū)，另兩只短臂中隨機(jī)選擇一只為安全區(qū)，一只為非安全區(qū)。安全區(qū)燈泡開(kāi)亮，銅柵無(wú)電流。起步區(qū)和非安全區(qū)燈泡不亮，銅柵有電流(約40 V)。控制開(kāi)關(guān)打開(kāi)后，安全區(qū)燈光立刻亮起，起步區(qū)和非安全區(qū)延遲2 s后通電。若大鼠在燈光亮起時(shí)能成功逃向安全區(qū)，則記為“正確”，否則記為“錯(cuò)誤”；5 s后進(jìn)行第2次操作。若連續(xù)10次中有9次正確，則視為“學(xué)會(huì)”，這10次操作之前的操作次數(shù)記為“學(xué)會(huì)次數(shù)”；若100次后仍未學(xué)會(huì)，則“學(xué)會(huì)次數(shù)”記為100。24 h后，重復(fù)此操作，若連續(xù)10次中有9次正確，則視為“記住”，這10次操作之前的操作次數(shù)記為“記憶次數(shù)”；若100次后仍未學(xué)會(huì)，則“記憶次數(shù)”記為100。

1.4.2 跳臺(tái)實(shí)驗(yàn) 自制30 cm×30 cm×30 cm被動(dòng)回避反應(yīng)箱，四周用塑料板分隔，箱底為可通電的銅柵，箱底中間置一7 cm×7 cm×7 cm的絕緣泡沫正方體，作為小鼠回避電擊的安全臺(tái)，由一可調(diào)變壓器調(diào)節(jié)電壓，提供交流電。實(shí)驗(yàn)前將大鼠放在銅柵上，適應(yīng)3 min，然后將大鼠放上平臺(tái)，等大鼠跳下后再將其放回平臺(tái)上，如此重復(fù)5次；然后給予持續(xù)電刺激(約40 V)，大鼠受刺激后會(huì)自動(dòng)跳上平臺(tái)，如此反復(fù)訓(xùn)練，直至大鼠在平臺(tái)上一次持續(xù)停留時(shí)間超過(guò)5 min，視為“學(xué)會(huì)”。記錄此過(guò)程中的“上臺(tái)次數(shù)”和受電擊總時(shí)間“Ta”。當(dāng)20 min內(nèi)仍未學(xué)會(huì)時(shí)，若上臺(tái)次數(shù)大于該組中學(xué)會(huì)者的最高上臺(tái)次數(shù)，則記為其“上臺(tái)次數(shù)”，否則以該組學(xué)會(huì)者的最高上臺(tái)次數(shù)作為其“上臺(tái)次數(shù)”。24 h后，將大鼠置于跳臺(tái)上，通電，記錄5 min內(nèi)的“下臺(tái)次數(shù)”和受電擊總時(shí)間“Tb”。

1.5大鼠腦組織SK2蛋白的檢測(cè)迷宮和跳臺(tái)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,大鼠經(jīng)體積分?jǐn)?shù)10%水合氯醛麻醉(3 mL/kg)后迅速斷頭取腦，-80 ℃冰箱儲(chǔ)存?zhèn)溆谩１聫哪X組織中提取蛋白，采用Western blot法檢測(cè)SK2蛋白。提取的蛋白樣品加入5×loading buffer，99 ℃煮沸5 min，100 g/L SDS-PAGE分離膠上樣后100 V電泳3 h；取下凝膠，4 ℃恒壓(100 V)電轉(zhuǎn)2 h。取下PVDF膜(Bio-Rad公司)，50 g/L 脫脂牛奶-TBS室溫封閉1 h，隨即加入兔多克隆抗SK2抗體(按1150稀釋?zhuān)琒igma公司)4 ℃孵育過(guò)夜。次日，TBST洗膜，辣根過(guò)氧化物酶標(biāo)記的山羊抗兔IgG(按15 000稀釋?zhuān)琓hermo公司)室溫孵育2 h，TBST漂洗，ECL化學(xué)發(fā)光曝光顯影。

1.6統(tǒng)計(jì)學(xué)處理采用SAS 9.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。2組大鼠鼠尾動(dòng)脈壓、心電圖參數(shù)、學(xué)習(xí)次數(shù)和記憶次數(shù)、上下臺(tái)次數(shù)及Ta、Tb的比較均采用兩獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，檢驗(yàn)水準(zhǔn)α=0.05。

2 結(jié)果

2.1 2組大鼠血壓和心電圖指標(biāo)的比較見(jiàn)表1。

2.2 2組大鼠學(xué)習(xí)記憶能力測(cè)試結(jié)果Y型迷宮實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2，跳臺(tái)實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。

表1 2組大鼠血壓和心電圖指標(biāo)的比較

1 mmHg=0.133 kPa。

表2 Y型迷宮實(shí)驗(yàn)結(jié)果

表3 跳臺(tái)實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.3 2組大鼠腦組織SK2蛋白的表達(dá)見(jiàn)圖1。SH組大鼠腦組織SK2蛋白表達(dá)高于對(duì)照組。

圖1 2組大鼠腦組織SK2蛋白的表達(dá)

3 討論

SH大鼠是用Wistar-Kyoto大鼠培育而成，出生后3個(gè)月內(nèi)便能發(fā)展成為穩(wěn)定的高血壓;其發(fā)病機(jī)制、心血管并發(fā)癥、外周血管阻力變化等都與人類(lèi)高血壓病相似,是目前公認(rèn)的最接近于人類(lèi)原發(fā)性高血壓的動(dòng)物模型[9]。該實(shí)驗(yàn)選用的SH大鼠血壓較對(duì)照組大鼠明顯升高，說(shuō)明該模型大鼠符合高血壓模型條件。同時(shí)心電圖測(cè)量結(jié)果顯示SH大鼠QRS時(shí)長(zhǎng)和R-R間期延長(zhǎng)，提示其可能有心室肥厚和緩慢性心律失常，說(shuō)明高血壓已經(jīng)對(duì)該模型大鼠心臟造成損傷，這與人類(lèi)高血壓患者的心功能表現(xiàn)相似[10]。

認(rèn)知指人體對(duì)外界事物的認(rèn)識(shí)辨析能力, 是大腦高級(jí)中樞的重要功能之一。臨床研究以及流行病學(xué)調(diào)查顯示,長(zhǎng)期高血壓對(duì)個(gè)體的認(rèn)知功能有一定程度的損傷。該研究采用Y型迷宮實(shí)驗(yàn)中大鼠正確反應(yīng)前所需的電擊次數(shù)、跳臺(tái)實(shí)驗(yàn)中大鼠正確反應(yīng)前上下臺(tái)次數(shù)和受電擊時(shí)間，表示其空間辨別能力和逃避條件反射能力[7]。結(jié)果證實(shí)了SH大鼠學(xué)習(xí)能力較對(duì)照組大鼠明顯減退。此結(jié)果與Stocker等[5]報(bào)道的SH大鼠在諸如條件性回避反射和空間辨別等學(xué)習(xí)記憶能力降低相一致[11]。

近年來(lái)，一些研究表明，SK通道與海馬學(xué)習(xí)記憶及突觸可塑性有關(guān),SK通道蛋白表達(dá)異?？蓪?dǎo)致動(dòng)物認(rèn)知功能障礙。Hammond等[12]研究發(fā)現(xiàn)，與野生型小鼠相比，SK2蛋白過(guò)表達(dá)的小鼠高頻刺激后的長(zhǎng)時(shí)程增強(qiáng)效應(yīng)減弱，海馬相關(guān)的記憶功能?chē)?yán)重受損。Vick等[13]發(fā)現(xiàn)，SK通道的過(guò)表達(dá)可影響記憶編碼，損害記憶。另一方面，Ballesteros-Merino等[14]研究發(fā)現(xiàn)，SK通道阻滯劑蜜蜂神經(jīng)毒素能夠選擇性阻斷SK通道，增加在海馬信息加工處理中發(fā)揮重要作用的CA1錐體神經(jīng)元的興奮性突觸后電位數(shù)量，從而異化學(xué)習(xí)記憶能力。Liegeois等[15]的研究顯示，荷包牡丹堿能夠有效地抑制SK通道引起的神經(jīng)元后超極化，抑制神經(jīng)元細(xì)胞興奮性的減低，從而增強(qiáng)相關(guān)學(xué)習(xí)記憶能力。該研究發(fā)現(xiàn)SH大鼠腦組織SK2蛋白表達(dá)較對(duì)照大鼠增強(qiáng)，提示SK通道可能參與了高血壓大鼠認(rèn)知損害的過(guò)程，但是其作用的分子機(jī)制尚待進(jìn)一步研究。

綜上所述，自發(fā)性高血壓可引起心臟功能異常，學(xué)習(xí)記憶能力減退， 而SK通道在學(xué)習(xí)記憶能力損害的過(guò)程中可能發(fā)揮重要作用。該研究為深入探討自發(fā)性高血壓對(duì)認(rèn)知功能的影響及相關(guān)分子機(jī)制提供了實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

[1]趙雅寧，李建民，劉樂(lè)，等.內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激相關(guān)分子GRP78在高血壓加重全腦缺血大鼠神經(jīng)損傷中的作用[J]. 南方醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào)，2012，32(11)：1675

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