【摘要】：【背景】衰老是指生物體對環(huán)境的生理和心理適應(yīng)能力進(jìn)行性降低并逐漸趨向死亡的現(xiàn)象。衰老可分為兩種類型:生理性衰老和病理性衰老。生理性衰老是指成熟期后出現(xiàn)的生理性退化過程,而病理性衰老是由于各種外來因素(包括各種疾病)所導(dǎo)致的老年性變化。在生理性衰老過程中,人們會產(chǎn)生睡眠,認(rèn)知,社會活動等方面的障礙。而學(xué)習(xí)記憶能力減退是大腦老化認(rèn)知功能障礙的表現(xiàn)之一,且衰老相關(guān)的學(xué)習(xí)記憶能力受損的機(jī)制并不明確。我們早期的研究發(fā)現(xiàn)DAPK1參與了阿爾茲海默癥中的空間學(xué)習(xí)記憶損傷,但是其分子機(jī)制還不清楚。已知Caytaxin在海馬神經(jīng)元突觸前高豐度表達(dá),并參與谷氨酸等神經(jīng)遞質(zhì)的合成和運(yùn)輸。但是,在大腦老化過程中,DAPK1是如何參與學(xué)習(xí)記憶的調(diào)控,我們還不清楚。根據(jù)我們前期實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn),在小鼠老化的大腦中,DAPK1的活性增加,并且Caytaxin的表達(dá)與DAPK1的活性有關(guān)。因此我們提出問題,在大腦老化過程中,DAPK1是否參與學(xué)習(xí)記憶的損傷。【目的】(1)明確DAPK1是否參與老化過程中學(xué)習(xí)記憶的損傷;(2)尋找DAPK1參與老化過程中學(xué)習(xí)記憶的損傷的分子機(jī)制。(3)通過轉(zhuǎn)基因的手段選擇性敲除興奮性神經(jīng)元中DAPK1的激酶域來探討延緩衰老的有效策略�！痉椒ā渴紫任覀兏鶕�(jù)小鼠與人類年齡對應(yīng)信息,選擇4月齡(年輕組)、18月齡(老齡組),分別選用C57BL/6J小鼠,DAPK1-KD~(loxp/loxp)和CaMK2α-cre小鼠作為研究對象,通過一系列行為學(xué)實(shí)驗(yàn)來檢測小鼠的空間學(xué)習(xí)記憶和恐懼記憶;通過免疫印跡(Western blot)的方式來檢測老齡組小鼠海馬是否發(fā)生衰老(p16/p53衰老相關(guān)指標(biāo))和DAPK1的活性(pDAPK1/pMLC),caspase3的激活(cleaved caspase3)及Caytaxin的表達(dá);通過D-galactose建立體外培養(yǎng)神經(jīng)元的衰老模型,通過免疫印跡的方式檢測Caytaxin的蛋白水平;通過免疫熒光的方法觀察老齡組小鼠海馬亞結(jié)構(gòu)DG中Caytaxin的表達(dá)變化;利用D-galactose誘導(dǎo)原代神經(jīng)元細(xì)胞衰老,加入DAPK1抑制劑HS38和caspase3的抑制劑z-VAD-fmk,通過免疫印跡的方式檢測Caytaxin的表達(dá);在HEK293T細(xì)胞構(gòu)建表達(dá)體系,轉(zhuǎn)染DAPK1的突變體(失活型DAPK1-K42A和持續(xù)激活型DAPK1-ΔCaM),并加入caspase3的抑制劑z-VAD-fmk,通過免疫印跡的方式檢測Caytaxin的表達(dá);利用慢病毒抑制海馬Caytaxin表達(dá),通過一系列行為學(xué)實(shí)驗(yàn)來檢測小鼠的空間學(xué)習(xí)記憶和恐懼記憶�！窘Y(jié)果】1.衰老過程中,Caytaxin蛋白的減少與DAPK1激活相關(guān)檢測4/18月齡小鼠的行為,發(fā)現(xiàn)老齡鼠空間學(xué)習(xí)記憶受損,海馬相關(guān)恐懼記憶受損。分別檢測4、8、12、18個月的C57小鼠海馬組織,WB顯示DAPK1、Caspase3活性上調(diào),Caytaxin表達(dá)量下調(diào),p53/p16等衰老相關(guān)基因表達(dá)上調(diào),而DAPK1表達(dá)量未見明顯變化;衰老的神經(jīng)元模型(D-gal)中檢測到DAPK1、Caspase3活性上調(diào),Caytaxin表達(dá)量下調(diào),p53/p16等衰老相關(guān)基因表達(dá)上調(diào)。2.沉默Caytaxin可以降低神經(jīng)元的興奮性,損傷學(xué)習(xí)記憶原代神經(jīng)元過表達(dá)/沉默Caytaxin,檢測mEPSC,沉默Caytaxin組的突觸功能減退;在海馬齒狀回區(qū)域(DG)注射過表達(dá)/沉默Caytaxin的慢病毒,對各組小鼠進(jìn)行電生理和行為學(xué)檢測,結(jié)果顯示沉默Caytaxin組CA3-CA1的長時程增強(qiáng)損傷,空間學(xué)習(xí)能力下降,海馬相關(guān)情景恐懼記憶受損。3.DAPK1通過激活caspase3降解Caytaxin在D-galactose誘導(dǎo)的衰老的原代神經(jīng)元中,加入HS38或z-VAD-fmk都可以恢復(fù)Caytaxin的表達(dá);在HEK293T細(xì)胞中,激活DAPK1組加入z-VAD-fmk后可以恢復(fù)Caytaxin的表達(dá)。4.敲除DAPK1激酶域上調(diào)海馬Caytaxin表達(dá)我們構(gòu)建DAPK1激酶域敲除小鼠,并將動物分為四組,4月齡的DAPK1-KD~(-/-)小鼠和DAPK1-KD~(loxp/loxp)小鼠,18月齡的DAPK1-KD~(-/-)小鼠和DAPK1-KD~(loxp/loxp)小鼠。DAPK1-KD~(-/-)老齡鼠海馬組織WB檢測顯示,與DAPK1-KD~(loxp/loxp)老齡鼠相比,caspase3活性下調(diào),Caytaxin表達(dá)量上調(diào),p53/p16等衰老相關(guān)基因表達(dá)下調(diào);免疫組化檢測顯示,老齡鼠DG的Caytaxin表達(dá)顯著下調(diào),DAPK1-KD~(-/-)老齡鼠DG的Caytaxin表達(dá)較DAPK1-KD~(loxp/loxp)老齡鼠明顯增加。5.敲除DAPK1激酶域可以改善衰老所致的學(xué)習(xí)記憶損傷電生理結(jié)果顯示,DAPK1-KD~(loxp/loxp)老齡鼠的LTP難以誘發(fā)和維持,而DAPK1-KD~(-/-)老齡鼠的LTP的誘發(fā)和維持與成年鼠并無明顯差異。水迷宮結(jié)果顯示DAPK1-KD~(-/-)小鼠空間學(xué)習(xí)能力顯著提高,并且恢復(fù)到與4月齡的DAPK1-KD~(loxp/loxp)小鼠相似的水平;情景恐懼實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明敲除小鼠海馬中DAPK1激酶域能改善由衰老所致的恐懼記憶損傷�！窘Y(jié)論】在老齡鼠中,小鼠海馬細(xì)胞發(fā)生衰老,DAPK1活性增加,通過激活caspase3,使Caytaxin表達(dá)減少,導(dǎo)致空間學(xué)習(xí)記憶功能受損,在興奮性神經(jīng)元中特異性敲除DAPK1的激酶域通過上調(diào)海馬Caytaxin的表達(dá)改善衰老過程中空間學(xué)習(xí)記憶能力受損。
【圖文】：

圖 1. 衰老過程中 Caytaxin 蛋白的減少與 DAPK1 激活相關(guān)。A. 老齡小鼠在 Morris 水迷宮隱藏平臺訓(xùn)練中表現(xiàn)異常。到達(dá)平臺的潛伏期。B. 探索實(shí)驗(yàn)時小鼠穿越平臺區(qū)域的次數(shù)和在目標(biāo)象限滯留時間的百分比。每組 n=15，，*P<0.05。C.D. 恐懼實(shí)驗(yàn)中關(guān)聯(lián)條件恐懼檢測和暗示條件恐懼檢測中

圖 2.沉默 Caytaxin 降低神經(jīng)元的興奮性，損傷學(xué)習(xí)記憶。A. 培養(yǎng)的原代海馬神經(jīng)元（DIV15）表達(dá) GFP，Caytaxin 和 si-Caytaxin。B.Westernblot 檢測表達(dá)GFP，Caytaxin和si-Caytaxin 的培養(yǎng)的原代海馬神經(jīng)元中Caytaxin，
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：R363

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 吳祉龍;氟橡膠的耐水性能[J];合成橡膠工業(yè);1988年S1期

2 Bengt Stenberg;郭宏盛;;丁基橡膠涂層對加速天然橡膠老化過程的影響[J];橡膠譯叢;1988年01期

3 王云;;探究大豆種子老化過程的生理特性變化[J];農(nóng)業(yè)與技術(shù);2017年08期

4 李德明,劉昌,陳天勇,李貴蕓;加工速度和工作記憶在認(rèn)知年老化過程中的作用[J];心理學(xué)報;2003年04期

5 劉詩鐘;;電絕緣材料(塑料)熱老化過程的新理論—相等老化過程理論(摘要)[J];絕緣材料通訊;1983年Z1期

6 海東;;人的老化過程[J];健康天地;1997年05期

7 劉詩鍾;;絕緣材料相等老化過程法[J];傳輸線技術(shù);1985年03期

8 劉昌,李德明;工作記憶在心算加工年老化過程中的作用[J];中國科學(xué)院研究生院學(xué)報;2000年01期

9 任亦賀;駱學(xué)雷;賀立冬;叢麗娜;;基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測啤酒老化過程中感官得分的初步研究[J];大連工業(yè)大學(xué)學(xué)報;2011年01期

10 龔金科;尤麗;王曙輝;吳鋼;伏軍;郭華;楊漢乾;;三效催化轉(zhuǎn)化器老化過程預(yù)測及數(shù)值仿真[J];環(huán)境工程學(xué)報;2007年12期

相關(guān)會議論文 前10條

1 陳永真;;電力電子裝置測試與老化過程的節(jié)能與能量回收技術(shù)[A];全面建設(shè)小康社會：中國科技工作者的歷史責(zé)任——中國科協(xié)2003年學(xué)術(shù)年會論文集（上）[C];2003年

2 敖冰云;汪小琳;陳丕恒;賴新春;;金屬钚自輻照老化過程中氦效應(yīng)的理論研究進(jìn)展[A];第九屆全國核化學(xué)與放射化學(xué)學(xué)術(shù)研討會論文摘要集[C];2010年

3 左玉芬;常昆;程克梅;徐瑞娟;;炸藥和高聚物在老化過程的相容性研究[A];2004年全國高分子材料科學(xué)與工程研討會論文集[C];2004年

4 陳業(yè)理;;淺談衰老與一些常見老年人疾病之關(guān)系及老年人的防病養(yǎng)生問題[A];人口老齡化與社會可持續(xù)發(fā)展——廣西老年學(xué)學(xué)會第六次學(xué)術(shù)討論會論文摘要集[C];2001年

5 左玉芬;常昆;韋力元;王麗彥;彭強(qiáng);;炸藥和高分子材料在老化過程中的相容性[A];中國工程物理研究院科技年報（2002）[C];2002年

6 孫碩;李菊梅;馬義兵;;外源添加鉛在紅壤和黑土中的老化過程及不同提取劑對其提取效果的研究[A];中國土壤學(xué)會土壤環(huán)境專業(yè)委員會第二十次會議暨農(nóng)田土壤污染與修復(fù)研討會摘要集[C];2018年

7 司聚同;邢錄洲;孫紅;王永潮;;幾種原癌基因在鼠腦組織發(fā)育及老化過程中表達(dá)水平的變化[A];中國細(xì)胞生物學(xué)學(xué)會第五次會議論文摘要匯編[C];1992年

8 房永曦;陳曙東;付秋菠;陳松林;;老化過程中炸藥、粘結(jié)劑的變化研究[A];中國工程物理研究院科技年報（2001）[C];2001年

9 李德明;李貴蕓;劉昌;;認(rèn)知能力年老化實(shí)驗(yàn)研究進(jìn)展[A];第八屆全國心理學(xué)學(xué)術(shù)會議文摘選集[C];1997年

10 劉璇;趙皎宏;楊睿;;原位紅外老化評價方法及其應(yīng)用[A];2014年全國高分子材料科學(xué)與工程研討會學(xué)術(shù)論文集（上冊）[C];2014年

相關(guān)重要報紙文章 前2條

1 本報記者 常麗君;按下時光暫停鍵[N];科技日報;2011年

2 山西太原 斐儷;如何實(shí)現(xiàn)“成功老化”[N];上海中醫(yī)藥報;2013年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前4條

1 郭豫;DAPK1介導(dǎo)老化過程中學(xué)習(xí)記憶損傷的分子機(jī)制研究[D];華中科技大學(xué);2018年

2 周世偉;外源銅在土壤礦物中的老化過程及影響因素研究[D];中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院;2007年

3 馬莉殟;瀝青及瀝青混合料老化過程中的粘彈性能研究[D];武漢理工大學(xué);2012年

4 王亞男;外源砷在土壤中的老化及其對土壤微生物影響的機(jī)理研究[D];中國農(nóng)業(yè)大學(xué);2016年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 屠潔;外源一氧化氮對小麥葉片過氧化氫代謝及老化過程的影響[D];南京農(nóng)業(yè)大學(xué);2002年

2 張利;釀酒酵母老化過程中幾種有機(jī)酸及酶活力變化研究[D];大連工業(yè)大學(xué);2012年

3 王強(qiáng);膠粉改性瀝青老化過程中的結(jié)構(gòu)與性能演化[D];上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院;2016年

4 郭偉;人臉老化模擬方法研究[D];中南大學(xué);2009年

5 賈華鋒;上頜骨在老化過程中的形態(tài)學(xué)分析及臨床指導(dǎo)意義[D];大連醫(yī)科大學(xué);2014年

6 李俊;老化過程中土壤硒形態(tài)轉(zhuǎn)化及其對生物有效性的影響[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2016年

7 吳晨曦;絲綢文物老化過程的模擬表征及壽命估計(jì)[D];東華大學(xué);2016年

8 李雪峰;辣椒種子老化過程中生理生化變化及其活力恢復(fù)研究[D];湖南農(nóng)業(yè)大學(xué);2004年

9 郭悅;老化過程對稻殼炭表面性質(zhì)和銅吸附的影響[D];南京農(nóng)業(yè)大學(xué);2014年

10 王磊;對硝基氯苯在不同土壤相體系中的老化過程研究[D];南京大學(xué);2012年

本文編號：2638759