幼年大鼠青霉素点燃后慢性认知功能缺陷的分子机制研究

在建立发育期大鼠青霉素点燃模型的基础上,探讨点燃后至成年期不同发育阶段空间学习记忆能力改变,以及对海马记忆分子钙/钙调蛋白依赖的蛋白激酶Ⅱα(CaMKⅡα)、突触可塑性相关基因3(PRG-3)、抗惊厥脑肠肽胆囊收缩素(CCK)、锌离子转运体1(ZnT-1)和3(ZnT-3)表达的远期影响.生后29天(P29)的SD大鼠随机分为青霉素点燃模型组(RS组,n=39)及生理盐水对照组(NS组,n=21).RS组隔日腹腔注射青霉素,按体重5.60×106U/kg,连续6次,NS组以同样方法腹腔注射生理盐水.于末次惊厥后1.5、3、6和12h透射电镜观察海马凋亡及自噬,于末次惊厥后1h进行脑电记录,于末次惊厥后24h原位末端标记凋亡法(TUNNEL)检测海马凋亡细胞.分别于P51～P56、P81～P84、P92～P95进行3次Morris水迷宫实验,检测大鼠的学习记忆能力.最后,采用Timm染色观察海马苔藓纤维发芽,实时定量RT-PCR测定海马CaMKⅡα、PRG-3、CCK、ZnT-1和ZnT-3的表达.结果如下:a.电镜显示末次惊厥后1.5～12h可见大鼠海马本部神经元内溶酶体被激活,自噬小体形成,12h自噬和凋亡同时存在;TUNNEL显示凋亡细胞明显增多(P<0.05).b.RS组末次惊厥后3～5min脑电图记录显示额叶丛集放电,棘波和尖波阵发.c.Morris水迷宫实验显示,第1次测试各组逃避潜伏期均呈逐渐下降趋势,但RS组第5天潜伏期明显高于NS组,具有显著性差异(P<0.05),RS组第2次水迷宫测试中第1天潜伏期明显高于NS组,具有统计学意义,第3次水迷宫第2天的潜伏期仍明显高于NS组,具有统计学意义.d.在Morris水迷宫搜寻策略分析中采用秩和检验,第1次水迷宫对照组在第4天和第5天成绩明显优于RS组,具有统计学意义(P<0.01),第2次和第3次水迷宫中对照组3天成绩均明显优于RS组,具有统计学意义(P<0.05).e.Morris记忆实验显示:3次记忆测试平台象限路径与总路径之比,RS组3次记忆测试均明显低于NS组,有显著性差异(P<0.05).f.Timm染色显示,RS组海马齿状回内分子层和CA3区锥体细胞层可见明显异常增生苔藓纤维,对照组未见发芽.g.在实时定量RT-PCR试验中,方差分析显示RS组海马CaMKⅡα和ZnT-1表达明显低于NS组(P<0.05),聚类分析和相关分析表明,NS组CaMKⅡα、PRG-3、CCK、ZnT-3这4个基因具有共聚特征,并且各个基因之间具有显著相关性,而RS组仅海马CaMKⅡα和ZnT-1具有明显的共聚现象且呈正相关.本研究表明,幼年大鼠青霉素点燃后不仅能够造成海马神经元早期损伤(包括自噬和凋亡增加),而且产生远期的学习和记忆功能损害,并可能与海马记忆分子CaMKⅡ及ZnT-1表达下调有关.