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目的:应用SAMP8小鼠为研究对象,通过对不同月龄SAMP8小鼠学习记忆能力、血清雌激素水平以及海马CA1区形态变化的观察,研究其在自然衰老过程中血清雌激素水平与学习记忆能力和学习记忆相关脑区形态学的增龄性改变之间的关系,为SAMP8小鼠老化特征及阿尔茨海默病的雌激素替代治疗补充新的实验数据。
方法:选取健康雌性3、6、9月龄的SAMP8小鼠各8只,(简称P8③组、P8⑥组、P8⑨组)。选取健康雌性3、6、9月龄的SAMR1小鼠各8只作同源对照组,(简称R1③组、R1⑥组、R1⑨组)。在正常条件下饲养。
1.Morris水迷宫实验:将小鼠在水迷宫实验室环境下饲养1天,以熟悉实验环境。从第2天开始进行实验。实验在每天上午进行。第2至第5天先进行定位航行实验:将Morris水迷宫均分为4个象限,平台放入其中1个象限中。小鼠自第一象限中点面向池壁入水,视频采集系统跟踪并记录找到平台所需的时间。第5天撤掉平台进行探索试验,记录小鼠120s内跨越平台的次数。
2.血清雌激素(E2)水平检测:在小鼠处于动情间期时给予6%水合氯醛腹腔注射麻醉,暴露胸腔,剪开右心耳收集血液。离心取上清,用放射免疫方法检测E2。
3.组织切片制备及观察:小鼠给予6%水合氯醛腹腔注射麻醉,暴露胸腔,将输液针刺入左心室,同时剪开右心耳,用生理盐水快速冲洗,4%多聚甲醛灌注。自上丘至视交叉节段取脑组织,制备石蜡切片两套。分别用于HE染色和抗Aβ免疫组化染色观察。
4.透射电镜标本制备及观察:小鼠给予6%水合氯醛腹腔注射麻醉,生理盐水快速冲洗,用3%多聚甲醛-1%戊二醛混合溶液灌注,取鼠脑,游离海马,置于4%预冷的戊二醛溶液中固定,将标本切成厚约1mm的横断薄片,1h后再次切成<1mm3的组织块,锇酸固定,脱水,树脂包埋,LKB-5超薄切片机切片,厚度50nm。醋酸铀一柠檬酸铅染色,透射电镜观察。
结果:
1.Morris水迷宫实验结果:定位航行试验:P8⑥组逃避潜伏期长于P8③组(P<0.05),P8⑨组逃避潜伏期长于P8⑥组(P<0.05);P8③组与同龄对照组R1③组相比差异无显著性(P>0.05),P8⑥组长于R1⑥组(P<0.05),P8⑨组明显长于R1⑨组(P<0.01)。穿越实验:P8⑥组跨越平台次数少于P8③组(P<0.05),P8⑨组次数少于P8⑥组(P<0.05);P8③组与同龄对照组R1③组相比差异无显著性(P>0.05),P8⑥组与R1⑥组相比差异亦无显著性(P>0.05),P8⑨组跨越次数明显少于R1⑨组(P<0.01)。
2.血清雌激素水平检测结果:P8⑥组低于P8③组(P<0.05),P8⑨组与P8⑥组相比明显下降(P<0.01);P8③组与R1③组E2水平相比无统计学意义(P>0.1),P8⑥组低于R1⑥组(P<0.05),P8⑨组与R1⑨组相比明显下降(P<0.01)。
3.HE染色观察结果:P8③组:CA1区锥体细胞层次排列整齐,细胞结构完整,核仁清晰。与对照组R1③组无明显区别;P8⑥组:CA1区锥体细胞较P8③组相对疏松,细胞数目有一定减少,但是结构尚完整;R1⑥组:与P8⑥组相比CA1区锥体细胞层次排列较整齐,细胞结构完整,核仁清晰;P8⑨组:CA1区细胞层次排列紊乱,细胞数目减少,大量锥体细胞浓染。R1⑨组:细胞数目有一定减少,排列稍显疏松,但较P8⑨组整齐,结构完整。
4.抗Aβ免疫组化染色结果:P8⑥组Aβ阳性神经元数目和吸光度大于P8③组(P<0.05),P8⑨组大于P8⑥组(P<0.05);P8③组与R1⑧组Aβ阳性神经元数目和吸光度无差别(P>0.05),P8⑥组大于R1⑥组(P<0.05),P8⑨组明显大于R1⑨组(P<0.01)。
5.透射电镜观察结果:P8③组:核仁完整,核膜清晰,染色质均匀,线粒体等各细胞器结构完好。P8⑥组:核仁明显,核膜双层结构稍显模糊,边缘欠光滑,染色质均匀,出现少量脂褐素,线粒体轻微肿胀。P8⑨组:核固缩,核膜结构模糊不清,染色质边集,大量脂褐素沉积,线粒体肿胀。R1③组和R1⑥组与P8③组情况基本一致。R1⑨组:核仁完整,核膜清晰,个别细胞出现染色质边集,细胞器结构完好。
结论:
1.6月龄和9月龄的SAMP8小鼠的血清雌激素水平与同月龄SAMR1小鼠相比明显下降。
2.SAMP8小鼠学习记忆能力呈增龄性下降,与血清雌激素水平下降趋势一致。
3.SAMP8小鼠随增龄海马CA1区β样淀粉蛋白沉积加重;神经元排列愈加紊乱疏松,细胞肿胀变性程度逐渐加深,细胞数目不断减少,凋亡数目增加,超微结构受损逐渐加重,推测与雌激素水平下降有关。