大麻素Ⅱ型受體調(diào)節(jié)阿爾茨海默病樣小鼠學(xué)習(xí)記憶能力的神經(jīng)源性炎癥機(jī)制研究
本文關(guān)鍵詞:大麻素Ⅱ型受體調(diào)節(jié)阿爾茨海默病樣小鼠學(xué)習(xí)記憶能力的神經(jīng)源性炎癥機(jī)制研究,,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:目的:以大麻素Ⅱ型受體(cannabinoid receptor 2,CB2R)激動(dòng)劑和CB2R基因敲除小鼠(CB2R knockout mice,CB2RKO)為工具,正反兩方面研究CB2R對(duì)阿爾茨海默病(Alzheimer's disease,AD)模型小鼠中β-淀粉樣蛋白(β-amyloid,Aβ)誘導(dǎo)的神經(jīng)源性炎癥和學(xué)習(xí)記憶能力的調(diào)節(jié)作用及可能機(jī)制,為CB2R成為AD等神經(jīng)退行性疾病抗炎治療新型藥物候選靶標(biāo)提供更多的理論依據(jù)。方法:1行為學(xué)實(shí)驗(yàn)分別選取6、8月齡APP/PS1轉(zhuǎn)基因AD模型小鼠(發(fā)病早、中期)開始接受連續(xù)8周選擇性CB2R激動(dòng)劑JWH-015處理(腹腔注射,0.5mg/kg/天);于8、10月齡時(shí)通過新奇物體識(shí)別實(shí)驗(yàn)、Morris水迷宮來評(píng)價(jià)JWH-015處理對(duì)APP/PS1小鼠非空間和空間學(xué)習(xí)記憶能力的影響;利用CB2RKO小鼠建立Aβ1-42雙側(cè)海馬CA1腦區(qū)注射AD模型(CB2RKO小鼠AD模型)研究JWH-015調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)記憶能力作用與CB2R之間的特異性關(guān)系以及CB2R缺失對(duì)AD模型小鼠非空間學(xué)習(xí)記憶能力的影響。2 Aβ病理性沉積行為學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,通過剛果紅染色觀察JWH-015處理對(duì)8、10月齡APP/PS1小鼠皮層、海馬腦區(qū)Aβ斑塊沉積數(shù)目的影響。3膠質(zhì)細(xì)胞免疫反應(yīng)性通過免疫熒光實(shí)驗(yàn)檢測(cè)JWH-015處理和CB2R缺失對(duì)AD模型小鼠皮層、海馬腦區(qū)內(nèi)小膠質(zhì)細(xì)胞標(biāo)志物離子型鈣結(jié)合受體分子1(ionized calcium-binding receptor adapter molecular 1,Iba1)和星形膠質(zhì)細(xì)胞標(biāo)志物膠質(zhì)纖維酸性蛋白(glial fibrillary acidic protein,GFAP)免疫熒光強(qiáng)度的影響。4小膠質(zhì)細(xì)胞功能表型通過實(shí)時(shí)定量PCR技術(shù)檢測(cè)JWH-015處理和CB2R缺失對(duì)AD模型小鼠前額葉皮層(prefrontal cortex,PFC)和海馬腦區(qū)內(nèi)M1型小膠質(zhì)細(xì)胞標(biāo)志物白細(xì)胞介素6(interleukin 6,IL-6)、腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)、誘導(dǎo)性一氧化氮合酶(inducible nitric oxide synthase,i NOS),M2型小膠質(zhì)細(xì)胞標(biāo)志物幾丁質(zhì)酶3樣蛋白(chitinase-3 like protein,Ym1/2)以及CB2R m RNA表達(dá)的影響。5神經(jīng)元樹突復(fù)雜性通過高爾基染色技術(shù)觀察JWH-015處理對(duì)8、10月齡APP/PS1小鼠PFC和海馬齒狀回(denate gyrus,DG)腦區(qū)內(nèi)錐體神經(jīng)元樹突長(zhǎng)度、分枝節(jié)點(diǎn)數(shù)和棘突密度的影響。6神經(jīng)干細(xì)胞增殖能力將5-溴脫氧尿嘧啶核苷(5-bromodeoxyuridine,Brd U)腹腔注射摻入處于增殖期的神經(jīng)干細(xì)細(xì)胞后,通過免疫組化實(shí)驗(yàn)檢測(cè)JWH-015處理對(duì)8、10月齡APP/PS1小鼠海馬DG區(qū)Brd U染色陽性細(xì)胞數(shù)目的影響。結(jié)果:1 CB2R與非空間學(xué)習(xí)記憶能力與同齡野生型對(duì)照組相比,8、10月齡APP/PS1模型組小鼠新奇物體識(shí)別指數(shù)均顯著降低(P0.001和P0.05),提示8、10月齡APP/PS1小鼠非空間學(xué)習(xí)記憶能力明顯受損;與同齡APP/PS1模型組相比,8、10月齡APP/PS1+JWH-015處理組小鼠新奇物體識(shí)別指數(shù)均顯著提高(P0.001和P0.05),提示JWH-015處理能夠顯著改善AD模型小鼠非空間學(xué)習(xí)記憶能力。為了研究JWH-015上述促認(rèn)知能力作用與CB2R之間的特異性關(guān)系以及CB2R缺失對(duì)AD模型非空間學(xué)習(xí)能力損傷的影響,我們?cè)贑B2RKO小鼠AD模型上進(jìn)行了新奇物體識(shí)別實(shí)驗(yàn)。研究發(fā)現(xiàn),與CB2RKO小鼠空白對(duì)照組相比,CB2RKO小鼠AD模型組的新奇物體識(shí)別指數(shù)也顯著降低(P0.05),并且JWH-015處理對(duì)其新奇物體識(shí)別指數(shù)無顯著性影響,提示JWH-015特異性作用于CB2R提高AD模型小鼠PFC腦區(qū)依賴的非空間學(xué)習(xí)記憶能力。與WT小鼠AD模型組相比,CB2RKO小鼠AD模型組新奇物體識(shí)別指數(shù)顯著下降(P0.05),提示CB2R缺失加重AD模型小鼠非空間學(xué)習(xí)記憶能力損傷。以上研究表明,CB2R在AD模型的非空間學(xué)習(xí)記憶能力方面發(fā)揮重要調(diào)節(jié)作用。CB2R與空間學(xué)習(xí)記憶能力與同齡野生型對(duì)照組相比,8、10月齡APP/PS1模型組小鼠第5天上臺(tái)潛伏期均顯著延長(zhǎng)(P0.05和P0.05)、第6天穿臺(tái)次數(shù)均顯著減少(P0.05和P0.05),提示AD模型小鼠空間學(xué)習(xí)記憶能力明顯受損;與同齡APP/PS1模型組相比,8月齡APP/PS1+JWH-015處理組小鼠上臺(tái)潛伏期顯著縮短(P0.05),而10月齡APP/PS1+JWH-015處理組小鼠上臺(tái)潛伏期和穿臺(tái)次數(shù)均未見顯著改變,提示JWH-015激動(dòng)CB2R對(duì)發(fā)病早期APP/PS1小鼠海馬依賴的空間學(xué)習(xí)記憶能力作用要強(qiáng)于發(fā)病中期。行為學(xué)實(shí)驗(yàn)研究表明,CB2R對(duì)AD模型小鼠的PFC腦區(qū)依賴的非空間學(xué)習(xí)記憶能力的調(diào)節(jié)作用要強(qiáng)于海馬腦區(qū)依賴的空間學(xué)習(xí)記憶能力。為了研究CB2R對(duì)AD模型小鼠學(xué)習(xí)記憶能力調(diào)節(jié)作用是否與腦內(nèi)Aβ相關(guān)病理改變有關(guān),我們開展如下機(jī)制探索。2 CB2R與Aβ病理性沉積與同齡野生型對(duì)照組相比,8、10月齡APP/PS1模型組小鼠皮層、海馬腦區(qū)均出現(xiàn)剛果紅染色陽性的Aβ斑塊,且數(shù)目隨月齡增加而增多;與同齡APP/PS1模型組相比,8、10月齡APP/PS1+JWH-015處理組小鼠皮層、海馬腦區(qū)Aβ斑數(shù)目均未見顯著變化,提示JWH-015激動(dòng)CB2R對(duì)AD模型小鼠腦內(nèi)Aβ斑塊病理性沉積無影響。3 CB2R與膠質(zhì)細(xì)胞免疫反應(yīng)性與同齡野生型對(duì)照組相比,8、10月齡APP/PS1模型組小鼠皮層、海馬腦區(qū)內(nèi)Iba1、GFAP免疫熒光強(qiáng)度均顯著增強(qiáng)(P0.05);與同齡APP/PS1模型組相比,8、10月齡APP/PS1+JWH-015處理組小鼠皮層腦區(qū)Iba1免疫熒光強(qiáng)度顯著下降(P0.05和P0.01),而海馬腦區(qū)Iba1和皮層、海馬腦區(qū)GFAP的免疫熒光強(qiáng)度均無顯著性影響,提示JWH-015處理能夠腦區(qū)特異性地降低小膠質(zhì)細(xì)胞的免疫反應(yīng)性。而為了研究JWH-015對(duì)小膠質(zhì)細(xì)胞的免疫調(diào)節(jié)作用與CB2R之間的特異性關(guān)系并研究CB2R缺失對(duì)小膠質(zhì)細(xì)胞免疫反應(yīng)性的影響,我們?cè)贑B2RKO小鼠AD模型上檢測(cè)了小膠質(zhì)細(xì)胞標(biāo)志物Iba1的免疫熒光強(qiáng)度。研究發(fā)現(xiàn),與CB2RKO空白對(duì)照組相比,CB2RKO小鼠AD模型組的Iba1免疫熒光強(qiáng)度顯著增強(qiáng)(P0.05),且JWH-015處理對(duì)其Iba1免疫熒光強(qiáng)度無顯著性影響,提示JWH-015特異性作用于CB2R調(diào)節(jié)小膠質(zhì)細(xì)胞的免疫反應(yīng)性。同時(shí),與WT小鼠AD模型組相比,CB2RKO小鼠AD模型組Iba1免疫熒光強(qiáng)度有增強(qiáng)的趨勢(shì),且小膠質(zhì)細(xì)胞激活形態(tài)明顯改變:胞體增大,分枝粗短而密集。此外,Aβ1-42雙側(cè)海馬CA1區(qū)注射AD模型小鼠各處理組間GFAP免疫熒光強(qiáng)度未見顯著差異,提示AD模型小鼠的行為學(xué)改變可能并不依賴于星形膠質(zhì)細(xì)胞的免疫反應(yīng)性。免疫熒光實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,CB2R對(duì)AD模型小鼠不同功能腦區(qū)內(nèi)小膠質(zhì)細(xì)胞的免疫反應(yīng)性和激活形態(tài)發(fā)揮重要調(diào)節(jié)作用。為了驗(yàn)證小膠質(zhì)細(xì)胞激活形態(tài)的差異是否引起功能作用的轉(zhuǎn)變,我們進(jìn)行了小膠質(zhì)細(xì)胞功能表型的研究。4 CB2R與小膠質(zhì)細(xì)胞功能表型與同齡野生型對(duì)照組相比,8、10月齡APP/PS1模型組小鼠PFC、海馬腦區(qū)內(nèi)M1型小膠質(zhì)細(xì)胞標(biāo)志物IL-6、TNF-αm RNA表達(dá)水平不同程度地上調(diào),提示AD模型小鼠腦內(nèi)促炎型小膠質(zhì)細(xì)胞表達(dá)增高;與同齡APP/PS1模型組相比,8、10月齡APP/PS1+JWH-015處理組小鼠PFC、海馬腦區(qū)IL-6、TNF-αm RNA表達(dá)不同程度地下調(diào),M2型小膠質(zhì)細(xì)胞標(biāo)志物Ym1/2 m RNA表達(dá)水平顯著上調(diào)(P0.05),且JWH-015在PFC腦區(qū)上述作用程度較海馬腦區(qū)顯著,提示JWH-015激動(dòng)CB2R能夠促進(jìn)AD模型小鼠不同功能腦區(qū)內(nèi)小膠質(zhì)細(xì)胞的功能表型轉(zhuǎn)化。而為了研究JWH-015調(diào)節(jié)小膠質(zhì)細(xì)胞功能表型的作用與CB2R之間的特異性關(guān)系并研究CB2R缺失對(duì)小膠質(zhì)細(xì)胞功能表型的影響,我們?cè)贑B2RKO小鼠AD模型上檢測(cè)了M1/M2型小膠質(zhì)細(xì)胞標(biāo)志物m RNA表達(dá)水平。研究發(fā)現(xiàn),與CB2RKO小鼠空白對(duì)照組相比,CB2RKO小鼠AD模型組PFC腦區(qū)內(nèi)IL-6、TNF-α、i NOS m RNA表達(dá)水平顯著增高(P0.001、P0.01和P=0.0507),且Ym1/2 m RNA表達(dá)水平顯著降低(P0.05),同時(shí)JWH-015處理對(duì)其IL-6、TNF-α、i NOS和Ym1/2 m RNA表達(dá)水平無顯著性影響,提示JWH-015特異性作用于CB2R調(diào)節(jié)小膠質(zhì)細(xì)胞功能表型的轉(zhuǎn)化。而與WT小鼠AD模型組相比,CB2RKO小鼠AD模型組PFC腦區(qū)內(nèi)IL-6、TNF-αm RNA表達(dá)水平均顯著增加(P0.01和P0.05),提示CB2R缺失顯著增強(qiáng)AD模型小鼠M1型小膠質(zhì)細(xì)胞表達(dá)。此外,與同齡野生型對(duì)照組相比,8、10月齡APP/PS1模型小鼠PFC、海馬腦區(qū)內(nèi)CB2R m RNA表達(dá)水平均顯著升高(P0.05),但JWH-015處理對(duì)CB2R m RNA表達(dá)水平無顯著影響。上述研究結(jié)果表明,CB2R在AD模型小鼠不同功能腦區(qū)內(nèi)小膠質(zhì)細(xì)胞的免疫反應(yīng)性、激活形態(tài)和功能表型轉(zhuǎn)化方面發(fā)揮重要調(diào)節(jié)作用,并與其在認(rèn)知能力方面的改善作用關(guān)系密切。5 CB2R與神經(jīng)元樹突復(fù)雜性與同齡野生型對(duì)照組相比,8、10月齡APP/PS1模型組小鼠PFC腦區(qū)錐體神經(jīng)元的樹突長(zhǎng)度、分枝節(jié)點(diǎn)數(shù)、棘突密度和DG腦區(qū)錐體神經(jīng)元棘突密度均顯著下降(P0.001),提示AD模型小鼠不同功能腦區(qū)內(nèi)神經(jīng)元樹突復(fù)雜性的下降可能與其認(rèn)知能力損傷有關(guān)。與同齡APP/PS1模型組相比,8、10月齡APP/PS1+JWH-015處理組小鼠PFC腦區(qū)錐體神經(jīng)元樹突長(zhǎng)度、樹突分枝節(jié)點(diǎn)數(shù)以及棘突密度均顯著性增加(P0.001),DG區(qū)神經(jīng)元棘突密度無顯著性影響,提示JWH-015激動(dòng)CB2R能夠腦區(qū)依賴性地改善AD模型小鼠神經(jīng)元樹突復(fù)雜性,這可能是與CB2R在不同功能腦區(qū)的炎性調(diào)節(jié)作用有關(guān),但目前研究結(jié)果無法確定兩者的關(guān)系。6 CB2R與神經(jīng)干細(xì)胞增殖能力與同齡野生型對(duì)照組相比,8月齡APP/PS1模型組小鼠海馬DG區(qū)Brd U陽性細(xì)胞數(shù)目無顯著性變化,而10月齡APP/PS1模型組小鼠則顯著減少(P0.01),提示發(fā)病中期AD模型小鼠出現(xiàn)神經(jīng)干細(xì)胞增殖能力下降。與同齡APP/PS1模型組相比,10月齡APP/PS1+JWH-015處理組小鼠海馬DG區(qū)Brd U陽性細(xì)胞數(shù)顯著增加(P0.05),提示JWH-015激動(dòng)CB2R能夠顯著增強(qiáng)APP/PS1小鼠海馬腦區(qū)神經(jīng)干細(xì)胞增殖能力,可能與CB2R調(diào)節(jié)海馬腦區(qū)炎性微環(huán)境的作用有關(guān),但缺少直接的實(shí)驗(yàn)證據(jù),需要進(jìn)一步研究。結(jié)論:特異性激動(dòng)CB2R能夠顯著提高AD模型小鼠非空間學(xué)習(xí)記憶能力,其機(jī)制可能與腦區(qū)特異性地調(diào)節(jié)小膠質(zhì)細(xì)胞介導(dǎo)的神經(jīng)源性炎癥,改善神經(jīng)干細(xì)胞增殖能力和樹突復(fù)雜性有關(guān);CB2R缺失會(huì)明顯改變AD模型小鼠腦內(nèi)小膠質(zhì)細(xì)胞激活形態(tài)和功能表型,加重非空間學(xué)習(xí)記憶損傷。因此,CB2R在AD病程進(jìn)展中的神經(jīng)源性炎癥和學(xué)習(xí)記憶能力方面發(fā)揮重要調(diào)節(jié)作用,有希望成為AD抗炎治療的新型候選藥物靶點(diǎn)。
【關(guān)鍵詞】:大麻素Ⅱ型受體 阿爾茨海默病 小膠質(zhì)細(xì)胞 神經(jīng)源性炎癥 神經(jīng)可塑性 學(xué)習(xí)記憶能力
【學(xué)位授予單位】:河北醫(yī)科大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號(hào)】:R614
【目錄】:
- 中文摘要4-9
- 英文摘要9-15
- 英文縮寫15-16
- 前言16-19
- 材料與方法19-29
- 結(jié)果29-37
- 附圖37-50
- 附表50-51
- 討論51-61
- 結(jié)論61-62
- 參考文獻(xiàn)62-69
- 綜述 大麻素系統(tǒng)在阿爾茨海默病神經(jīng)源性炎癥中的調(diào)節(jié)作用69-88
- 參考文獻(xiàn)78-88
- 致謝88-90
- 個(gè)人簡(jiǎn)歷90
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