阿尔茨海默病小鼠自发性活动分析*

关俊文 刘衍宇 方凌燕 邓玉丽 梁一波 丁元林

(1.四川大学华西医院神经外科,四川 成都610041;2.湛江市第二人民医院时间医学实验室,广东 湛江524000;3.广东医学院公共卫生学院,广东 东莞523808)

阿尔茨海默病(Alzheimer disease,AD)是老年性痴呆中最常见的类型,临床以大脑皮层获得性高级功能受损为主要特征,包括不同程度的记忆力,认知能力,思维能力及精神行为等受损。此外,综合多年来的研究发现[1],AD可以使机体的生物节律紊乱。其中静息——活动近日节律的紊乱就是其中的一个具体表现。曾有学者对AD患者及健康老年人的静息——活动近日节律进行研究[2-3],结果显示AD患者组的日间活动度中数明显下降,但夜间活动度中数却显著上升,日间活动的稳定性下降,并且AD患者组的静息——活动近日节律的峰值比对照组的峰值推迟约4.5 h出现。由于临床研究受诸多无法控制的客观因素影响,因此需要进一步深入研究AD对生物节律的影响。本研究,采用0.5%氯化铝侧脑室连续注射的方法建立AD小鼠模型,对AD小鼠模型的活动度进行检测,并探讨AD阿尔茨海默病对小鼠活动度的影响。

1 材料与方法

1.1 动物

BALB/c小鼠,体重18±2 g,由广东医学院动物实验中心提供,合格证号:GDZJ(粤)2010-21。

1.2 仪器装置和试剂

DW-5脑定位仪、ZZ-6小鼠自主活动测试仪为四川成都泰盟科技有限公司产品,氯化铝(AlCl3·6H 2O),分析纯,广东台山化工厂生产,批号:090325。

1.3 方法

将20只BALB/c小鼠放入ZZ-6小鼠自主活动测试仪中,在12D/12L光暗循环下(8∶00-20∶00为光照时间),每3 min记录一次小鼠活动情况,共记录7 d。之后用0.45%戊巴比妥钠10 ml·kg-1麻醉后固定于脑立体定位仪上,切开小鼠颅顶皮肤,暴露颅骨,参照小鼠脑立体定位图谱[4],定位于侧脑室内,即前囟点后1 mm,中线旁开2 mm 处,深2.5 mm,用电动牙钻钻一小孔,垂直插入一小塑料管(PE-10,内径0.28 mm,外径0.61 mm),用牙托粉固定好,经小管向侧脑室内5 min内注入0.5%AlCl3 2μl,并留针5 min,每天 1次,连续 5 d。术毕后,常规饲养2 w后,再次将20只BALB/c小鼠放入ZZ-6小鼠自主活动测试仪中,在12D/12L光暗循环下(8∶00-20∶00为光照时间),每3 min记录一次小鼠活动情况,共记录7 d。

1.4 统计学处理

2 结果

结果显示,实验前,小鼠在光照——黑暗的影响下,活动度有显著差异(P＜0.05),在12 h光照影响下,其平均活动度明显比在黑暗中少;而AD模型建立后,小鼠的活动度在光照——黑暗的影响下无显著差异,且小鼠在12 h光照中的平均活动度明显比实验前增多(P＜0.05),而在12 h黑暗中的平均活动度比实验前显著减少(P＜0.05),见表1及图1。

图1 实验前后小鼠在12D/12L光照循环下的活动度

表1 实验前后小鼠在12D/12L光照循环下的活动度比较(次·12h-1)(±s,n=10)

表1 实验前后小鼠在12D/12L光照循环下的活动度比较(次·12h-1)(±s,n=10)

注:与12D相比,*P＜0.05;与实验前相比,△P＜0.05。

12L 12D实验前 404.83±203.59* 2358.24±529.86实验后 1313.14±317.05△ 1408.11±421.54△

3 讨论

生物节律是由生物节律是由多个系统共同作用产生的,就哺乳动物而言,位于下丘脑的视交叉上核(SCN)、视网膜和松果体在近日节律系统的起重要作用,其中SCN是中枢、起搏点。AD是以进行性痴呆为主要症状的大脑变性疾病,其病理特征主要有老年斑(SP)、神经纤维缠结(NFT)及大量的神经细胞丢失等。这些病理改变均能影响SCN的功能;并且,AD还加速松果体的退行性变,加重松果体的钙化程度,松果体的细胞也显著减少,这些病理改变均可影响机体的生物节律[6]。

本实在实验前,小鼠在12 h黑暗中的活动度约为在12 h光照中的4倍,存在显著的差异。小鼠的活动度在12D/12L光照循环的环境中呈明显静息——活动的生物节律现象,且活动度的高峰发生在小鼠处于黑暗环境中的前5 h。这组数据证实了,小鼠的活动度在昼夜循环下呈现显著的静息——活动生物节律。实验后,小鼠在12D中的活动度比实验前的显著增多;而在12L中,实验前后的活动度也有显著的差异,实验后的活动度明显减少;同时,AD模型小鼠的活动度在12D/12L光照循环下无统计学意义,且无明显的活动度高峰。

因此,阿尔茨海默病对小鼠的活动度有显著的影响,使其静息——活动的生物节律紊乱,光照下的活动度增多,而在黑暗中的活动度明显减少。Michael R等[5]学者曾对Tg2576转基因的AD模型小鼠的静息——活动进行检测,发现其静息——活动亦失去原有的生物节律性,与本研究的结果一致。

本研究进一步证实了,小鼠的活动度在光暗循环中具有生物节律性;AD使小鼠的静息-活动的生物节律紊乱,为今后更深入的研究AD与生物节律的关系提供了依据。

1 方凌燕,刘衍宇,关俊文.阿尔茨海默病与生物节律相互关系的研究进展[J].中国老年学杂志,2011,31(8):1486-1488.

2 Satlin A,Volicer L,Stopa EG,et al.Circadian Locomotor Activity and Core Body Temperature Rhythms in Alzheimer＇s Disease[J].Neurobiol Aging,1995,16(5):765-771.

3 Harper DG,Stopa EG,McKee AC,et al.Dementia severity and Lewy bodiesaffect circadian rhythmsin Alzheimer disease[J].Neurobiol Aging,2004,25(6):771-781.

4 Keith BJ,Franklin GP.The mouse brain in stereotaxic coordinates[M].USA:Academic Press,1997,35.

5 Gorman1 MR,Yellon S.Lifespan daily locomotor activity rhythms in amouse model of amyloid-induced neuropathology[J].Chronobiol Int,2010,27(6):1159-1177.

6 Brunner P,S zer-Topcular N,Jockers R,et al.Pineal and cortical melatonin receptors MT 1 and MT2 are decreased in Alzheimer's disease[J].Eur J Histochem,2006,50(4):311-316.