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阿爾茨海默病發(fā)病中淀粉樣β蛋白的神經(jīng)毒性作用※

陳 培1?，摤?楊曉帆2

目的探討阿爾茨海默病（AD）發(fā)病中淀粉樣β蛋白的神經(jīng)毒性作用。方法選擇SD大鼠20只，隨機(jī)分成AD模型組及對照組各10只。應(yīng)用Aβ1-40對AD組大鼠進(jìn)行雙側(cè)海馬定位注射以復(fù)制AD模型，對照組鼠注射溶媒液，比較兩組數(shù)據(jù)結(jié)果。結(jié)果AD模型組大鼠的逃避潛伏期、游泳距離與時(shí)間、p38免疫陽性產(chǎn)物情況、GFAP陽性表達(dá)細(xì)胞計(jì)數(shù)均明顯高于對照組，P＜0.05。結(jié)論應(yīng)用Aβ1-40進(jìn)行雙側(cè)海馬定位注射，可引起大鼠學(xué)習(xí)記憶力出現(xiàn)障礙，星型膠質(zhì)細(xì)胞活化性降低，p38表達(dá)情況下降。

阿爾茨海默??；淀粉樣β蛋白；神經(jīng)毒性作用

阿爾茨海默?。ˋD），1906年首次在德國進(jìn)行報(bào)道，是老年期最常見的神經(jīng)元退化性疾病，臨床典型特征為進(jìn)行性癡呆。近年來醫(yī)學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，淀粉樣β蛋白沉積在腦組織不正常沉積是老年斑形成的病理基礎(chǔ)，也是造成神經(jīng)元細(xì)胞損傷的重要原因之一。本次研究選擇應(yīng)用Aβ1-40對AD組大鼠進(jìn)行雙側(cè)海馬定位注射以復(fù)制AD模型，觀察實(shí)驗(yàn)中大鼠的行為學(xué)變化。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選擇經(jīng)過 Morris水迷宮篩選的健康成年SD大鼠20只，雄性，體重（290±60）g，由專業(yè)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中心負(fù)責(zé)提供，在22～24℃、自然晝夜光照及自由飲食條件下進(jìn)行飼養(yǎng)，隨機(jī)分成AD模型組及對照組各10只。

1.2 方法 應(yīng)用Aβ1-40對AD組大鼠進(jìn)行雙側(cè)海馬定位注射以復(fù)制AD模型，對照組鼠注射溶媒液。兩組大鼠行腹腔注射三蒸水持續(xù)10d后，進(jìn)行連續(xù)5d的Morris水迷宮以檢測大鼠行為學(xué)情況，記錄定位巡航實(shí)驗(yàn)中大鼠逃避潛伏期時(shí)間（即從大鼠入水到尋找到平臺(tái)的時(shí)間）、空間搜尋實(shí)驗(yàn)中目標(biāo)象限內(nèi)游泳的距離百分比及時(shí)間百分比。術(shù)后第16天進(jìn)行大鼠腦組織進(jìn)行冰凍切片，染色。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 采用SPSS 13.0對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)處理。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

定位航行實(shí)驗(yàn)中，AD模型組大鼠的逃避潛伏期長于對照組，詳見表1?？臻g搜索實(shí)驗(yàn)中，AD模型組的游泳距離與時(shí)間均少于對照組，詳見表2。AD模型組p38免疫陽性產(chǎn)物染色淺且較為稀疏，其陽性產(chǎn)物的IOD及面積均明顯低于對照組，P＜0.05。AD模型組的GFAP陽性表達(dá)細(xì)胞計(jì)數(shù)明顯高于對照組，P＜0.05。

表1 兩組大鼠逃避潛伏期比較(±s)

表1 兩組大鼠逃避潛伏期比較(±s)

注：*表示兩組之間進(jìn)行比較，P＜0.05

組別 Day1 Day2 Day3 Day4 Day5 5days逃避潛伏期(s)對照組 14.44±2.09 10.89±2.54* 10.37±1.95 9.05±1.96 6.96±1.74 11.15±1.75 AD模型組 14.25±2.20 20.76±3.55 15.11±2.07 11.12±1.91 9.94±1.81 14.04±1.95

表2 目標(biāo)象限內(nèi)兩組大鼠游泳距離及時(shí)間百分比[(±s),%]

表2 目標(biāo)象限內(nèi)兩組大鼠游泳距離及時(shí)間百分比[(±s),%]

組別 游泳距離 游泳時(shí)間對照組 41.98±7.15 46.33±8.47 AD模型組 38.75±8.14 40.95±7.06

3 討論

3.1 淀粉樣β蛋白的神經(jīng)毒性 老年斑是一種在腦中大量存在的由神經(jīng)末端發(fā)生退化時(shí)所圍成的蛋白質(zhì)核心組成的異常結(jié)構(gòu)，淀粉樣β蛋白是老年斑斑核的主要組成成分。通常認(rèn)為，淀粉樣β蛋白可損傷神經(jīng)元或引起認(rèn)知功能發(fā)生障礙，老年斑是阿爾茨海默病的重要特征，可能直接引起阿爾茨海默病發(fā)病。大量研究數(shù)據(jù)表明，淀粉樣β蛋白對大腦細(xì)胞進(jìn)行持續(xù)性破壞，可導(dǎo)致患者出現(xiàn)智力衰退癥狀，并隨疾病發(fā)展，智力衰退癥狀愈發(fā)嚴(yán)重。淀粉樣 β蛋白在腦中持續(xù)性沉積所形成的老年斑在阿爾茨海默病神經(jīng)病理的發(fā)展過程中占據(jù)著舉足輕重的位置。淀粉樣β蛋白對神經(jīng)元的毒性作用與淀粉樣β蛋白的沉積狀態(tài)有關(guān)，增強(qiáng)神經(jīng)元興奮重度反應(yīng)的敏感性，促進(jìn)低糖代謝對神經(jīng)元的損害作用。

3.2 阿爾茨海默病發(fā)病中淀粉樣β蛋白神經(jīng)毒性作用的可能作用機(jī)制

3.2.1 對活性氧進(jìn)行誘導(dǎo)作用，導(dǎo)致自由基產(chǎn)生 早在20年前，人們在研究中發(fā)現(xiàn)抗氧化劑可中斷淀粉樣β蛋白的神經(jīng)毒性作用。隨著研究的發(fā)展，人們又發(fā)現(xiàn)淀粉樣β蛋白對細(xì)胞產(chǎn)生過氧化氫具有明顯的促進(jìn)作用，可加入抗氧化劑進(jìn)行預(yù)處理，則可減少過氧化氫生成。過氧化氫酶能夠保護(hù)細(xì)胞不受淀粉樣β蛋白的神經(jīng)毒性作用，進(jìn)一步證實(shí)了淀粉樣β蛋白對于活性氧物質(zhì)的產(chǎn)生具有誘導(dǎo)促進(jìn)作用。阿爾茨海默病的自由基損傷還包括在該疾病患者中出現(xiàn)的高蛋白質(zhì)氧化作用以及脂質(zhì)過氧化作用，鋅-銅及錳的超氧化物歧化酶活性降低。目前，研究人員對淀粉樣β蛋白毒性效應(yīng)的產(chǎn)生途徑提出以下觀點(diǎn)：①DNA發(fā)生氧化，可導(dǎo)致核苷酸發(fā)生二聚體化，最終導(dǎo)致 DNA復(fù)制過程中發(fā)生錯(cuò)誤。②氧化細(xì)胞內(nèi)諸多重要蛋白可發(fā)生改變。③對膜脂質(zhì)的氧化作用，可導(dǎo)致膜障礙，甚至細(xì)胞溶解現(xiàn)象。

3.2.2 對細(xì)胞進(jìn)行誘導(dǎo)，使其發(fā)生死亡 在研究中進(jìn)行神經(jīng)細(xì)胞培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)[1]，結(jié)果神經(jīng)細(xì)胞非常容易因凋亡而導(dǎo)致神經(jīng)系統(tǒng)功能發(fā)生減退，淀粉樣β蛋白極有可能是神經(jīng)細(xì)胞發(fā)生凋亡的誘導(dǎo)劑。在研究中，利用原味末端標(biāo)記法對阿爾茨海默病身體進(jìn)行腦組織標(biāo)記時(shí)發(fā)現(xiàn)陽性細(xì)胞增多。經(jīng)過生化和形態(tài)學(xué)分析，某些與淀粉樣β蛋白25～35肽段以及朊蛋白片段相類似的分子機(jī)制可對神經(jīng)細(xì)胞進(jìn)行慢性誘導(dǎo)凋亡。

3.2.3 對中樞神經(jīng)系統(tǒng)產(chǎn)生刺激作用，導(dǎo)致炎癥反應(yīng)發(fā)生 阿爾茨海默病主要病理特征[2]為大腦皮層出現(xiàn)萎縮現(xiàn)象、神經(jīng)元發(fā)生缺失、神經(jīng)纖維發(fā)生纏結(jié)、老年斑形成以及淀粉樣β蛋白在腦血管中沉積，在疾病整個(gè)發(fā)展過程中，常緩慢伴發(fā)炎性反應(yīng)。在研究中，將小鼠制成淀粉樣前體蛋白轉(zhuǎn)基因模型，對模型小鼠大腦的相應(yīng)病理部位進(jìn)行研究，淀粉樣β蛋白將正常急性反應(yīng)轉(zhuǎn)變成慢性炎性損傷的可能性原因在于通過對炎癥修復(fù)機(jī)制的持續(xù)性激活。即使是最為分散的淀粉樣β蛋白沉積物，在其中也能觀察到被激活的小膠質(zhì)細(xì)胞出現(xiàn)過度表達(dá)白細(xì)胞介素1的現(xiàn)象。經(jīng)過臨床研究，可得知除了白細(xì)胞介素1、淀粉樣β蛋白以外，白細(xì)胞介素6也加入阿爾茨海默病發(fā)病過程中，三者的相互作用可形成惡性循環(huán)。

3.2.4 其它幾種可能的機(jī)制 上述內(nèi)容介紹了淀粉樣β蛋白在阿爾茨海默病中產(chǎn)生的毒性作用中的幾種主要作用機(jī)制，此外，促進(jìn)谷氨酸毒性增強(qiáng)、提升細(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度促使膜流動(dòng)性降低、使神經(jīng)細(xì)胞在面對各種傷害性刺激時(shí)產(chǎn)生的反應(yīng)獲得增強(qiáng)或被放大，或大腦血管功能發(fā)生障礙等，也是淀粉樣β蛋白發(fā)揮神經(jīng)毒性作用的可能性機(jī)制。這些機(jī)制在阿爾茨海默病的病情發(fā)展中占據(jù)著重要地位。

[1] 陳祥.阿爾茨海默病中β淀粉樣蛋白神經(jīng)毒性作用研究進(jìn)展[J].中國神經(jīng)精神疾病雜志,2008,34(5).

[2] 王永.可溶性Aβ25-35致原代培養(yǎng)大鼠皮層神經(jīng)元毒性作用及機(jī)制研究[D].太原:山西醫(yī)科大學(xué),2009.

R749.1

A

1673-5846(2014)02-0205-03

1牡丹江醫(yī)學(xué)院，黑龍江牡丹江 157011

2牡丹江醫(yī)學(xué)院紅旗醫(yī)院，黑龍江牡丹江 157011

黑龍江省衛(wèi)生廳科研項(xiàng)目（編號：2012-307）；黑龍江省牡丹江醫(yī)學(xué)院科研項(xiàng)目（編號：2011-20）；黑龍江省牡丹江醫(yī)學(xué)院科研項(xiàng)目（編號：2010-22）

楊曉帆，E-mail：qingqingfanying@sina.com。