APP/PS1双转基因小鼠自主活动的节律性

丁 莉 呙 霞 许 湘 王 平

(湖北中医药大学老年医学研究所，湖北 武汉 430065)



APP/PS1双转基因小鼠自主活动的节律性

丁 莉 呙 霞 许 湘 王 平

(湖北中医药大学老年医学研究所，湖北 武汉 430065)

目的 探讨5个月龄APP/PS1双转基因小鼠自主活动的生物节律变化。方法 采用小鼠自主活动测试仪对5个月龄APP/PS1双转基因小鼠和空白背景小鼠的活动度进行连续72 h的监测。结果 在12D/12L光暗影响下，5个月龄空白背景小鼠在黑暗相的活动度(自主活动时间、自主活动次数)均明显比光照相多(P<0.01)；而5个月龄APP/PS1双转基因小鼠在光照及黑暗条件下的活动度(自主活动时间、自主活动次数)无显著差异(P>0.05)。结论 5个月龄APP/PS1双转基因阿尔茨海默病小鼠的自主活动近日节律紊乱。

阿尔茨海默病；自主活动；生物节律；近日节律

阿尔茨海默病(AD)病因迄今未明。近年研究发现，AD患者有不同程度的近日节律紊乱〔1，2〕，既包括行为学上的睡眠-觉醒节律紊乱、静息-活动节律紊乱，也包括机体的一些激素(垂体加压素、促甲状腺激素和促肾上腺皮质激素等)的近日节律紊乱；反之，AD患者长期近日节律紊乱也可以加速AD的病理进程。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〔3〕，结果显示AD患者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，并且AD患者的静息-活动近日节律的峰值比对照组的峰值推迟4～5 h出现。因此，AD和近日节律紊乱密切相关，两者可能互为因果互相促进，对其机制的深入研究将有可能为AD提供新的治疗靶点。本研究对5个月龄APP/PS1双转基因AD模型小鼠的活动度进行检测，探讨AD对自主活动近日节律的影响。

1 材料与方法

1.1 动物 5个月龄APP/PS1双转基因小鼠12只，5个月龄遗传背景相同的C57BL/6J小鼠12只为正常对照组(中国医学科学院中国协和医科大学实验动物研究所订购)。所有动物饲养在24℃恒温无菌环境中，光照时间为12 h(8∶00～20∶00光照；20∶00～8∶00黑暗)，自由进食常规饲料及饮用水。

1.2 仪器装置和试剂 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。

1.3 方法 将小鼠放入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2 h记录一次小鼠活动情况，每次记录3 min，共记录72 h。

1.4 统计学方法 采用SPSS11.5软件进行单因素方差分析。

2 结 果

72 h连续监测，正常对照组小鼠在光照/黑暗的影响下，不同时间点的自主活动时间存在明显的近日节律性，呈现出光照下活动度弱，黑暗下活动度强的趋势；APP/PS1双转基因小鼠在光照/黑暗的影响下，自主活动近日节律紊乱。正常对照组小鼠在光照环境下各时间点的自主活动时间和自主活动次数明显比黑暗环境下少(P<0.01)，APP/PS1双转基因小鼠在光照环境下各时间点的自主活动时间和自主活动次数与黑暗环境下没有显著差异(P>0.05)。见表1。

表1 不同小鼠光照和黑暗环境自主活动情况比较

与正常对照组光照环境比较:1)P<0.01

3 讨 论

生物节律是指以24 h为单位表现出来的机体活动一贯性、规律性的变化模式。位于下丘脑的视交叉上核(SCN)、松果体和视网膜在生物节律系统起着重要作用，其中SCN又最为主要，它是生物节律的中枢、起搏点〔4〕。此外，跟生物节律密切相关的还有一系列时钟基因，现已发现12个与生物钟相关的基因。AD的主要病理特征-老年斑(SP)、神经纤维缠结(NFT)及大量的神经细胞丢失不仅发生于海马也能累及SCN、松果体等区域并影响其功能〔5〕；并且，生物钟相关基因的表达也不是固定不变的，会少到诸多外界因素的干扰，譬如长期不良的生活习惯(如开灯睡觉等)、疾病均可改变生物钟相关基因的表达从而影响机体的生物节律〔6〕。AD患者均有不同程度的生物节律紊乱，尤其是24 h的近日节律紊乱，比如白天嗜睡，夜间失眠。本实验中5个月龄C57BL/6J空白背景小鼠在12 h黑暗中的活动度约为在12 h光照中的2.5倍，存在显著差异，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；而5个月龄APP/PS1小鼠在12 h黑暗中的活动度与12 h光照中的活动度无显著差异，其静息-活动的生物节律紊乱，无明显的活动度高峰。关俊文等〔7〕采用0.5%氯化铝侧脑室注射的方法建立了AD小鼠模型，对AD小鼠模型的活动度进行了观察，发现其静息-活动节律紊乱；Gorman等〔8〕曾对Tg2576转基因AD模型小鼠的静息-活动进行检测，发现其静息-活动失去了原有的生物节律性，这些研究均与本研究结果一致。本研究证实AD能够引起生物节律紊乱。本研究为今后更深入的研究AD与生物节律及睡眠的关系奠定前期基础，以期从改善睡眠角度找到治疗AD的新突破口。

1 Khachiyants N,Trinkle D,Son SJ,etal.Sundown syndrome in persons with dementia:an update〔J〕.Psychiatry Investig,2011;8(4):275-87.

2 Satlin A,Volicer L,Stopa EG,etal.Circadian locomot or activity and core body temperature rhythms in Alzheimer's disease〔J〕.Neurobiol Aging,1995;16(5):765-71.

3 Harper DG,Stopa EG,McKee AC,etal.Dementia severity and Lewy bodies affect circadian rhythms in Alzheimer disease〔J〕.Neurobiol Aging,2004;25(6):771-81.

4 张景行,章功良.睡眠-觉醒机制研究概况〔J〕.中国现代神经疾病杂志,2006;6(1):11-6.

5 Zhou JN,Liu RY,Kamphorst W,etal.Early neuropathological Alzheimer's changes in aged individuals are accompanied by decreased cerebrospinal fluid melatonin levels〔J〕.J Pineal Res,2003;35:125-30.

6 李胜吾,薛 红,吴 佳,等.荷乳腺癌小鼠自发性活动节律变化特征及不同时相点电针对其效应的研究〔J〕.成都中医药大学学报,2012;35(1):9-13.

7 关俊文,刘衍宇,方凌燕,等.阿尔茨海默病小鼠自发性活动分析〔J〕.四川生理科学杂志,2011;33(3):102-4.

8 Gorman MR,Yellon S.Lifespan daily locomotor activity rhythms in a mouse model of amyloid-induced neuropathology〔J〕.Chronobiol Int,2010;27(6):1159-77.

〔2016-04-08修回〕

(编辑 苑云杰/曹梦园)

APP/PS1 double transgenic mice autonomic activity rhythm

DING Li,GUO Xia,XU Xiang,etal.

Hubei University of Chinese Medicine，Wuhan 430065,Hubei,China

Objective To discuss biological rhythms change in the autonomic activities in five months APP/PS1 double transgenic mice.Methods The autonomic activities were measured of 5 months APP/PS1 double transgenic mice and blank background mice for continuous monitoring of 72 h.Results In 12D/12L under the influence of the light from the darkness,the activity(autonomic activity time,autonomic activity times) of 5 months blank background mice in the dark phase was significantly more than that in light phase (P<0.01). The activity (autonomic activity time, autonomic activity times) degree of five months APP/PS1 double transgenic mice of light and dark conditions had no significant difference(P>0.05).Conclusions The autonomic activities rhythm of 5 months APP/PS1 double transgenic Alzheimer disease model mice is in one day disorders.

Alzheimer disease;Autonomic activity;Biological rhythms;One day rhythm

国家自然科学基金重点项目(No.81130064)

王 平(1962-)，男，教授，博士生导师，主要从事脑病及老年脑病中医药防治规律研究。

丁 莉(1979-)，女，讲师，博士，主要从事脑病及老年脑病中医药防治规律研究。

R749

A

1005-9202(2017)14-3389-02；

10.3969/j.issn.1005-9202.2017.14.004