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血管性痴呆小鼠海马神经细胞钙稳态及石杉碱甲的影响

2011-08-24王伟斌

中国实用医药 2011年27期
关键词:去极化石杉静息

王伟斌

随着高龄人口和脑卒中存活率的增高,血管性痴呆(VD)的发病愈来愈多。由于生理浓度的钙离子作为神经细胞内第二信使,参与了学习和记忆过程;因此,神经细胞[Ca2+]i研究一直倍受人们关注。

1 材料与方法

1.1 动物模型制备与分组 实验动物选用2月龄雄性昆明小鼠。采用双侧颈总动脉结扎再灌注的方式制备VD模型;假手术组仅暴露双侧颈总动脉;治疗组先制备模型,术后第2天给予石杉碱甲0.05 μg/g/d 30 d。

1.2 学习、记忆成绩测试 跳台试验装置为被动回避反应箱,术后第29天测试学习成绩,记录动物反应时间、错误次数;24 h后测试记忆成绩(潜伏时间及错误次数)。

1.3 LSCM下观察神经细胞静息态[Ca2+]i及其去极化兴奋时的钙震荡 将小鼠断头处死,在低温下分离出海马组织,制备海马活细胞。滴加荧光探针Fluo-3(浓度1000 mM)1 μl,在Bio-Rad MRC-1024型LSCM下,对锥体细胞进行激光扫描观察,数据为细胞内荧光像素的相对值;观察静息态[Ca2+]i后,加入20 μl 50 mmol/L氯化钾溶液,观察神经细胞的钙震荡变化,记录其[Ca2+]i的上升时间、下降时间以及升高的峰值和幅度。

1.4 数据分析 采用单因素方差分析,运用SAS软件进行处理,并采用SNK法进行3组之间的两两比较。

2 结果

2.1 跳台试验 表1可见,模型组的学习成绩和记忆成绩均劣于假手术组,治疗组的学习成绩和记忆成绩均优于模型组。

2.2 海马神经细胞钙稳态变化 表2可见,模型组静息态[Ca2+]i显著高于假手术组、治疗组,并且去极化后海马神经细胞[Ca2+]i升高幅度明显降低,恢复时间明显延长。

表1 各组小鼠学习和记忆成绩比较

表2 海马神经细胞[Ca2+]i荧光像素相对值比较

2 讨论

VD是因脑血管疾病所致的认知功能障碍综合征。近几年来,对其发病机制及治疗的研究愈来愈多。本实验采用双侧颈总动脉线结法造成脑组织反复缺血-再灌注损伤,并且经行为学测试存在学习和记忆功能障碍,是比较理想的血管性痴呆动物模型。

VD小鼠海马神经细胞钙稳态失衡,表现为:静息态[Ca2+]i升高,去极化时升高幅度降低、恢复时间延长。与小鼠学习和记忆成绩降低相一致,可能参与了VD的分子生物学发病机制。静息态[Ca2+]i升高可以促进神经元凋亡或迟发性坏死,进而降低了海马参与学习和记忆的功能[1]。同时,海马神经细胞静息态[Ca2+]i过高可能升高了突触传递的阈值,易化突触的抑制,降低突触传导、神经递质释放、信号转导等,从而导致了学习记忆功能障碍。去极化时[Ca2+]i升高幅度降低反映了Ca2+内流减少,降低了突触后神经细胞内Ca2+引起的激酶激活及参与学习和记忆的基因转录,降低了神经递质和突触素的合成,导致LTP的诱导和维持障碍,出现学习和记忆功能受损[2]。并且,VD小鼠海马神经元受刺激后,[Ca2+]i持续升高,恢复到静息态水平的时间较长,从而使细胞凋亡基因的启动、突触传递的阈值升高、钙依赖性激酶的激活减少等进一步加重。至于石杉碱甲改善VD海马神经细胞钙稳态的机理尚在探讨中。有学者研究,石杉碱甲具有神经细胞NMDA受体拮抗作用,并且这种作用与其胆碱酯酶抑制作用无关系;其与非竞争性NMDA受体拮抗剂MK-801的作用没有明显差别[3]。Gordon等进一步研究,石杉碱甲通过NMDA受体拮抗作用减轻兴奋性氨基酸的毒性及继发的Ca2+内流,从而减轻缺血缺氧引起的神经元变性、坏死;这种作用对M型或N型乙酰胆碱受体及腺苷受体无影响[4]。

因此,我们认为:在石杉碱甲的治疗作用下,VD海马神经细胞钙稳态受缺血缺氧影响不明显,从而可以维持钙稳态于正常水平,使神经细胞及其生理功能免于损伤。

[1]Saski C,Kitagawa H.Temporal profile of cytochrome C and caspase-3 immunoreactives and TUNEL staining after permanent middle cerebral artery occlusion in rats.Neurol Res,2000,22(2):223-228.

[2]徐虹.韩太真与长时程增强相关的基因表达的研究进展生理科学进展,2001,32(2):174-176.

[3]hang YH,Chen XQ.Similar potency of the enantiomers of huperzine A in inhibition of[(3)H]dizocilpine(MK-801)binding in rat cerebral cortex.NeurosciLett,2000,295(3):116-118.

[4]gordon RK,Nigam SV.The NMDA receptor ion channel:a site for binding of Huperzine A.J ApplToxicol,2001,21(Suppl 1):47-51.

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