目的:(1)研究麦芽酚铝导致大鼠学习记忆损伤的剂量-效应关系。(2)研究c AMP-CREB-BDNF通路在麦芽酚铝致大鼠学习记忆损伤作用中的机制。方法:1.动物的喂养和染毒:(1)将33只SPF级(无特定病原体)健康雄性SD大鼠分为空白组、手术组、生理盐水组、麦芽酚铝浓度1 mmol/L组、2 mmol/L组、4 mmol/L组、8 mmol/L组、16 mmol/L组、32 mmol/L组、64 mmol/L组、128 mmol/L组,每组3只。空白组不做处理;手术组、生理盐水组、麦芽酚铝浓度1 mmol/L组、2 mmol/L组、4 mmol/L组、8 mmol/L组、16 mmol/L组、32 mmol/L组、64 mmol/L组、128 mmol/L组均进行侧脑室插管。生理盐水组侧脑室注射5μl的生理盐水,其余各组分别注射相应浓度的麦芽酚铝溶液5μl,分别连续染毒七天,研究麦芽酚铝导致大鼠学习记忆损伤的剂量-效应关系。(2)将30只SPF级健康雄性SD大鼠分为手术组,生理盐水组,低剂量组(4mmol/L麦芽酚铝),中剂量组(16 mmol/L麦芽酚铝),高剂量组(64 mmol/L麦芽酚铝),每组6只。手术组、生理盐水组、低剂量组、中剂量组和高剂量组均进行侧脑室插管。生理盐水组侧脑室注射5μl的生理盐水,低剂量组、中剂量组和高剂量组分别注射相应浓度的麦芽酚铝溶液5μl,分别连续染毒七天,建立铝染毒模型,研究c AMP-CREB-BDNF通路在麦芽酚铝致大鼠学习记忆损伤作用中的机制。2.染毒结束后,用电生理检测仪对各组大鼠海马进行长时程增强(Long-term potentiation,LTP)的检测。3.Western-blot法检测各组大鼠海马组织脑源性神经生长因子(brain-derived neurotrophic factor,BDNF)、酪氨酸蛋白激酶受体B(tyrosine receptor kinase B,Trk B)、蛋白激酶A催化亚基(catalytic subunit of protein kinase A,PKA-C)和环磷腺苷效应元件结合蛋白(c AMP-response element binding protein,CREB)蛋白的表达水平。4.RT-PCR法检测各组大鼠海马神经元中的BDNF和CREB基因的表达水平。5.ELISA法检测大鼠海马组织环磷酸腺苷(Cyclic Adenosine monophosphate,c AMP)表达量。结果:1.电生理实验结果(1)剂量-效应关系中结果显示,空白组和手术组的场兴奋性突触后电位(Field excitatory postsynaptic potential,f EPSP)振幅差别无统计学意义(P>0.05);而在染铝组中发现,大鼠f EPSP振幅刺激之后,在各组之间存在统计学差异(F=134.373,P<0.05),且麦芽酚铝和大鼠f EPSP振幅之间,存在剂量-效应关系,拟合曲线方程为:Y=1.966-0.013X-3.834*10-7*X3。(2)c AMP-CREB-BDNF通路研究中结果显示,染铝模型组中,大鼠f EPSP振幅在各组之间存在统计学差异(F=96.815,P<0.05)。各个时间点比较结果显示,与手术组相比,中剂量组和高剂量组的f EPSP振幅在各个时间点上差异均具有统计学意义(P<0.05)。2.Western-blot结果显示,大鼠海马组织中BDNF(F=3.039,P<0.05)、CREB(F=3.471,P<0.05)及PKA-C(F=3.124,P<0.05)蛋白的表达量,在各组之间差异均具有统计学意义。与手术组相比较,中剂量组PKA-C蛋白表达量明显减少至75.3%(P<0.05);且高剂量组BDNF、CREB和PKA-C蛋白表达量分别减少至68.9%(P<0.05)、56.7%(P<0.05)和67.0%(P<0.05)。而Trk B蛋白检测结果显示,随着染毒剂量的增加,Trk B蛋白的表达量呈减少趋势,但各组之间无统计学差异(F=0.835,P>0.05)。3.RT-PCR结果显示,大鼠海马神经元BDNF(F=5.393,P<0.05)和CREB(F=4.009,P<0.05)基因表达量,在各组之间的差别均具有统计学意义。与手术组比较,BDNF和CREB的基因表达量在高剂量组分别减少45.8%(P<0.05)和36.2%(P<0.05);且中剂量组中BDNF基因的表达量也减少27.3%(P<0.05)。4.ELISA结果显示,c AMP表达量在各组之间的差别有统计学意义(P<0.05)。与手术组比较,中剂量组和高剂量组c AMP表达量分别减少42.2%和49.8%(P<0.05)。结论:1.一定剂量的麦芽酚铝急性染毒可造成大鼠海马LTP抑制,且存在剂量-效应关系。2.一定剂量的麦芽酚铝可降低大鼠海马c AMP-CREB-BDNF通路相关物质及CREB和BDNF的基因表达量,进而造成大鼠学习与记忆能力损伤。
