电针“智三针”对5xFAD小鼠Notch信号通路及突触可塑性的影响

背景:阿尔茨海默病是以认知功能障碍为主要临床表现的退行性神经系统疾病,针刺是治疗阿尔茨海默病的传统特色疗法,但作用机制尚不明晰。目的:观察电针“智三针”对5xFAD小鼠Notch信号通路、β-淀粉样蛋白及突触可塑性的影响。方法:将16只SPF级、雄性、6月龄5xFAD小鼠随机分为电针“智三针”组和模型组,每组8只,另取8只同条件C57BL/6小鼠作为野生对照组。电针“智三针”组进行电针“智三针”干预,每周5次,连续4周;模型组、野生对照组不进行干预。干预结束后,采用Morris水迷宫初步评价学习记忆能力;硫磺素S染色检测β-淀粉样蛋白斑块沉积情况;Western blot和qPCR检测跨膜受体蛋白Notch 1、Notch 1胞内段(Notch 1 intracellular domain,NICD)、Split多毛增强子1(hairy and enhancer of split 1,Hes 1)、Split多毛增强子5(hairy and enhancer of split 5,Hes 5)、突触生长蛋白(synaptophysin,SYN)、突触后密度蛋白95(postsynaptic density protein-95,PSD-95)及β-淀粉样蛋白的表达水平。结果与结论:①与模型组相比,野生对照组、电针“智三针”组小鼠逃避潜伏期缩短,穿越平台次数及目标象限停留时间增加(P<0.05);②与野生对照组相比,模型组小鼠海马区β-淀粉样蛋白斑块沉积显著增加,而电针“智三针”抑制了β-淀粉样蛋白斑块沉积(P<0.05);③与野生对照组相比,模型组小鼠海马组织中SYN、PSD-95、Notch 1、NICD、Hes 1及Hes 5 mRNA表达降低,β-淀粉样蛋白mRNA表达增加(P<0.05);与模型组相比,电针“智三针”组SYN、PSD-95、Notch 1、NICD、Hes 1及Hes 5 mRNA表达升高,β-淀粉样蛋白mRNA表达降低(P<0.05);④与野生对照组相比,模型组小鼠海马组织中SYN、PSD-95、Notch 1、NICD、Hes 1及Hes 5蛋白表达降低,β-淀粉样蛋白表达增加(P<0.05),与模型组相比,电针“智三针”组SYN、PSD-95、Notch 1、NICD、Hes 1及Hes 5蛋白表达增加,β-淀粉样蛋白表达降低(P<0.05);⑤结果表明,电针“智三针”能够改善5xFAD小鼠的学习记忆功能,其机制可能与抑制海马区β-淀粉样蛋白沉积及激活Notch信号通路从而增强神经突触可塑性有关。

小檗碱改善5XFAD小鼠抑郁和焦虑

目的:明确小檗碱对5XFAD阿尔茨海默病(AD)转基因小鼠的抑郁和焦虑有无改善作用。方法:将48只3月龄的5XFADAD转基因小鼠随机分为对照组、小檗碱低剂量组(50 mg/kg)、小檗碱中剂量组(100 mg/kg)和小檗碱高剂量组(150 mg/kg),每组12只,连续灌胃90 d,利用旷场实验、高架十字迷宫实验、悬尾实验和强迫游泳实验检测5XFAD小鼠行为学指标的变化。结果:与对照组比较,小檗碱低剂量组的强迫游泳不动时间和悬尾不动时间减少,高架十字迷宫开放臂停留时间和运动总路程增加(P<0.05);小檗碱中剂量组的强迫游泳不动时间和悬尾不动时间减少,高架十字迷宫开放臂停留时间、开放臂进入次数、运动总路程增加,旷场中央区时间和中央区路程增加(P<0.01);小檗碱高剂量组的强迫游泳不动时间和悬尾不动时间减少,高架十字迷宫开放臂停留时间和开放臂进入次数增加,旷场中央区时间增加(P<0.05)。其中,中剂量小檗碱的效果最明显。结论:小檗碱能改善5XFAD小鼠的抑郁和焦虑。

海马小胶质细胞在5xFAD小鼠抑郁模型早发认知损害中的作用

目的:通过慢性社交挫败应激(CSDS)模型建立抑郁状态下早期阿尔茨海默病(AD)小鼠模型,观察海马区小胶质细胞对5xFAD转基因小鼠早发性学习记忆损害的影响。方法:2月龄5xFAD转基因小鼠及对照组C57BL/6J(WT)受CD1小鼠直接攻击与间接威胁共8 d,建立CSDS模型,通过糖水偏好实验、悬尾实验评估模型建立后小鼠抑郁状态,采用条件恐惧测试及Morris水迷宫实验检验小鼠学习记忆变化。免疫荧光染色观察小鼠海马β-淀粉样蛋白(Aβ)沉积、离子钙结合衔接分子1(Iba-1)及离子型谷氨酸受体2(GluA2)的表达。结果:CSDS刺激后5xFAD小鼠糖水偏好性下降(P<0.05),悬尾不动时间增加(P<0.05),WT小鼠CSDS刺激后悬尾不动时间增加(P<0.05),表现出抑郁样行为。认知相关行为学结果发现CSDS刺激的5xFAD小鼠空间学习记忆比5xFAD对照组下降(P<0.05),但WT组小鼠空间学习能力无明显改变。免疫荧光染色结果提示CSDS刺激的5xFAD小鼠海马区Aβ表达显著多于5xFAD小鼠未刺激组(P<0.05),且Iba-1水平升高(P<0.05)。CSDS刺激的5xFAD小鼠海马小胶质细胞中GluA2明显下调(P<0.01),但在CSDS刺激的WT小鼠中显著升高(P<0.05)。结论:5xFAD小鼠抑郁模型提早出现认知退化、海马区小胶质细胞显著活化、Aβ表达升高。CSDS刺激的5xFAD小鼠海马区小胶质细胞GluA2表达下调,提示AD小鼠抑郁状态下提早出现认知损害与小胶质细胞谷氨酸受体改变有关。

灸法早期干预对5XFAD转基因小鼠β淀粉样蛋白_(1-40)表达的影响

目的探讨灸法早期干预对阿尔茨海默病模型(AD)小鼠脑内Ab_(1-40)的影响,对艾灸防治AD的作用机制进行探讨。方法 PCR法鉴定转基因AD传代小鼠的基因表型,选取1.5月龄雌性转基因阳性Tg6799小鼠随机分为模型组9只和治疗组8只,同龄、同背景的C57BL/6J野生型雌性小鼠9只为正常组。治疗组进行双侧心俞、肾俞麦粒灸治疗,治疗结束后,应用免疫组化法检测小鼠额叶皮层及海马区Ab_(1-40)的表达水平。结果与模型组比较,治疗组小鼠大脑额叶皮层和海马区Ab_(1-40)表达明显减少(P<0.01,P<0.05)。结论艾灸疗法早期干预可减少AD模型小鼠脑内Ab_(1-40)的表达,延缓AD病理过程的进展。

参芪益智颗粒对5XFAD转基因小鼠学习记忆能力和脑内β淀粉样蛋白_(1-42)含量的影响

目的观察参芪益智颗粒对阿尔茨海默病5XFAD转基因小鼠行为学和脑组织β淀粉样蛋白1-42(Aβ1-42)含量的影响,探讨其改善5XFAD小鼠学习记忆能力的作用机制。方法将4月龄C57BL?6野生型小鼠随机分为生理盐水对照组和中药对照组,同时将同月龄5XFAD小鼠随机分为模型组、参芪益智颗粒组和石杉碱甲组,每组15只,各给药组给予相应药物灌胃,连续60 d。给药结束后,采用筑巢实验、避暗实验和Morris水迷宫实验评价各组小鼠学习和记忆能力;免疫组化和免疫荧光方法观察各组小鼠皮层和海马组织老年斑块、Aβ1-42、小胶质细胞激活的标记物小胶质细胞/巨噬细胞特异性蛋白1及星形胶质细胞激活标记物胶质纤维酸性蛋白含量的变化。结果与生理盐水对照组比较,模型组小鼠筑巢实验得分明显降低,避暗实验步入潜入期明显缩短,水迷宫实验逃避潜伏期明显延长,脑内老年斑块明显增多,Aβ1-42含量明显升高,胶质细胞激活明显增强。参芪益智颗粒组小鼠上述指标均恢复或接近至野生型小鼠水平,与模型组小鼠比较差异有统计学意义(P<0.05,P<0.01)。结论参芪益智颗粒改善5XFAD小鼠学习和记忆能力的机制与减少脑内老年斑数量、抑制胶质细胞过度激活、减少脑内Aβ1-42的含量有关。

5xFAD转基因小鼠与阿尔茨海默病患者大脑中β-淀粉样蛋白特征的异同

目的探明5xFAD转基因小鼠与阿尔茨海默病(Alzheimer disease,AD)患者大脑中β-淀粉样蛋白(amyloidβ-protein,Aβ)斑块特征的异同。方法利用免疫荧光染色通过单克隆抗体(4G8)检测了5xFAD转基因小鼠与AD患者大脑中的Aβ斑块,利用CaseViewer和GraphPad Prism 8软件对其脑内Aβ斑块进行定性定量分析,比较5xFAD转基因小鼠与AD患者大脑中Aβ斑块在形态、数量、类型等特征上的异同。结果5xFAD转基因小鼠与AD患者大脑中Aβ斑块特征的主要相同点包括:在两者的大脑皮质和海马区中均可见明显的Aβ斑块;两者均可见弥散型Aβ斑块和致密型Aβ斑块;两者脑内均以直径<15μm的Aβ斑块占比最高;两者脑内相同面积中直径为[45,60)μm及≥60μm Aβ斑块的数量相似;两者脑内均可见明显的淀粉样脑血管病变(cerebral amyloid angiopathy,CAA)。5xFAD转基因小鼠与AD患者大脑中Aβ斑块特征的主要不同点包括:在5xFAD转基因小鼠脑内直径<15μm的Aβ斑块显著少于AD患者脑内相同面积中的Aβ斑块(P<0.001);而直径在[15,30)μm、[30,45)μm的Aβ斑块显著多于AD患者脑内相同面积中的Aβ斑块(P=0.001,P=0.020);此外,在AD患者脑内致密型Aβ斑块中可见有典型日冕结构的Aβ斑块,而5xFAD转基因小鼠脑内未见典型日冕结构的Aβ斑块。结论5xFAD转基因小鼠大脑中Aβ斑块出现的位置、主要形态、相同面积中直径为[45,60)μm及≥60μm以上Aβ斑块数量以及CAA等方面的特征与我国AD患者高度相似,但是在大脑相同面积中直径<15μm、[15,30)μm、[30,45)μm的Aβ斑块数量以及在有无典型日冕结构Aβ斑块等方面的特征与我国AD患者不同,明确以上特征是使用5xFAD转基因小鼠研究我国AD患者相关病变特征的重要前提。

不同测试指标及观测时段对情景条件恐惧实验检测5XFAD转基因小鼠行为学效力的影响

目的·探讨选择不同的测试指标和观测时段是否影响情景条件恐惧实验对5XFAD转基因小鼠学习和记忆能力的检测效力。方法·选用雄性5XFAD转基因小鼠与雌性C57BL/6小鼠交配繁殖的4月龄雌性子代5XFAD小鼠12只为实验组,同窝Littermates小鼠(LM小鼠)14只为对照组,相继进行旷场实验及情景条件恐惧实验。分别采用旷场实验中的总路程、速度及情景条件恐惧实验训练阶段前60 s的平均运动指数,评估2组小鼠的自发活动性有无差异。继而分别选取测试阶段前180 s、181~360 s或前300 s作为观测时段,评估不同观测时段下小鼠僵直时间百分比和活动抑制率,并进一步探究选择不同观测时段对2种检测指标的差异性检出效力的影响。结果·2组小鼠在旷场实验中的总路程和速度比较,差异均无统计学意义;但其情景条件恐惧实验训练阶段前60 s的平均运动指数间比较,差异有统计学意义(P=0.027)。LM小鼠不同观测时段僵直时间百分比的差异有统计学意义(均P<0.05),而活动抑制率的差异无统计学意义;5XFAD小鼠不同观测时段僵直时间百分比和活动抑制率的差异均无统计学意义。在3个观测时段观察小鼠的运动状态时,2组小鼠僵直百分比的差异均无统计学意义;选取测试阶段的前180 s观测时,5XFAD小鼠的活动抑制率明显高于LM小鼠(P=0.038);而在其余2个观测时段中,2组小鼠活动抑制率的差异无统计学意义。结论·采用情景条件恐惧实验训练阶段的平均运动指数检测5XFAD小鼠的自发活动性较旷场实验的总路程和速度更敏感。在情景条件恐惧实验中,观测时段的不同设定可对单一品系小鼠的僵直时间百分比产生影响,而不影响活动抑制率。选用活动抑制率较僵直时间百分比更能准确反映出5XFAD小鼠的认知功能障碍,将测试阶段的前180 s作为观测时段更为准确。

CB-Aβ抗体偶联物抑制痴呆小鼠脑内Aβ纤维斑块形成

目的研究CB-Aβ多肽抗体(IgG)是否能高效的进入痴呆小鼠脑内,发挥抑制Aβ纤维斑块形成的作用。方法用改良过碘酸钠法制备CB-IgG偶联物;鼻腔给予C57小鼠CB-IgG后用间接ELISA法测定脑内抗体量;给予C57小鼠抗体3 h后用间接ELISA测血清和脑区抗体量;5XFAD小鼠分为CB-IgG IN组,IgG IN组,IgG IV组,阳性对照组和阴性对照组,抗体干预14周后,双抗夹心ELISA检测脑内Aβ水平,免疫组化染色观察Aβ沉积和老年斑。结果鼻腔给予CB-IgG 0.3 h时在脑内即可检测到Aβ抗体的存在(P<0.05),3 h后达峰值(P<0.01);抗体给予3 h后,CB-IgG IN组海马区的抗体量高于IgG IN组和IgG IV组10倍以上(P<0.05),IgG IV组与IgG IN组脑内的抗体量接近;CB-IgG IN组小鼠脑内Aβ水平比阳性对照组显著降低(P<0.05);CB-IgG IN组海马和皮层区的老年斑面积与阳性对照组相比分别减少了80%以上(P<0.05)。结论鼻腔给予CB-IgG的方式,在提高抗体入脑量、抑制痴呆鼠脑内Aβ纤维斑块形成等方面均优于其他途径和措施。

CYP46A1过表达对阿尔茨海默病转基因模型小鼠的认知改善和抗炎症作用

目的探讨细胞色素P450 46A1(CYP46A1)对阿尔茨海默病的影响。方法构建含人源CYP46A1的慢病毒载体,通过立体定位仪注射到3月龄的雄性5XFAD转基因小鼠双侧海马中,对照组在相应部位注射空载体。2个月后,通过Morris水迷宫和T迷宫实验检测小鼠的学习记忆能力,通过免疫组织化学染色和ELISA检测脑组织内β-淀粉样蛋白(Aβ)沉积情况和炎症水平。结果与对照组相比,CYP46A1过表达组小鼠海马中CYP46A1 mRNA和蛋白表达显著增加,学习记忆能力显著提高。小鼠脑组织海马区域的Aβ斑块面积和星形胶质细胞数量显著减少,β淀粉样蛋白40(Aβ_(40))、Aβ_(42)、白细胞介素-1β(IL-1β)和肿瘤坏死因子α(TNF-α)表达水平均显著下降。结论 CYP46A1过表达可改善5XFAD转基因小鼠的认知障碍及脑内炎症水平,提示CYP46A1具有抗阿尔茨海默病样的作用。

锁阳乙酸乙酯提取物对阿尔茨海默病小鼠肠道菌群紊乱的调节作用

目的:探究锁阳乙酸乙酯提取物(ethyl acetate extract of cynomorium songaricum, ECS)对阿尔茨海默病(alzheimer disease, AD)小鼠肠道菌群紊乱的调节作用。方法:选取8周龄野生型C57BL/6小鼠为对照组,8周龄5xFAD转基因小鼠16只,分为模型组和ECS组,每组8只。适应性饲养1周后,ECS组小鼠灌胃47 mg·kg;ECS溶液,对照组和模型组分别灌胃等量去离子水,每天1次,连续84 d。采用Morris水迷宫(Morris water maze, MWM)实验检测小鼠的空间学习记忆能力;跳台实验检测小鼠的记忆能力;取小鼠肠组织内粪便样本进行16S rDNA测序,检测各组小鼠肠道菌群结构。结果:行为学结果显示,与对照组比较,模型组小鼠逃避潜伏期显著延长(P<0.05),穿越平台次数显著减少(P<0.05),跳台潜伏期明显缩短且错误次数显著增加(P<0.05);与模型组比较,ECS组小鼠逃避潜伏期显著缩短(P<0.05),穿越平台次数显著增加(P<0.05),跳台潜伏期显著延长且错误次数明显减少(P<0.05)。菌群检测结果显示:与对照组比较,模型组小鼠的菌群多样性降低,拟杆菌门、拟杆菌目、丹毒丝菌目、拟杆菌目S24-7及普雷沃氏菌科UCG-001丰度降低,厚壁菌门、梭菌目、乳杆菌属、毛螺菌科NK4A136丰度增加;与模型组比较,ESC组小鼠菌群多样性升高,拟杆菌门、拟杆菌目、丹毒丝菌目、拟杆菌目S24-7及普雷沃氏菌科UCG-001丰度显著上升,厚壁菌门、梭菌目丰度下降。结论:ECS可显著改善AD模型小鼠的空间记忆与学习能力,调节粪便菌群紊乱。