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背景:阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD,老年性痴呆)是一种以进行性认知障碍、记忆能力减退为主要临床表现的中枢神经系统退行性疾病。其中海马结构与学习、记忆密切相关,是衰老性变化出现最显著的脑区之一。有众多研究表明,缺牙、咀嚼运动减少等因素与AD及海马神经元缺失之间有一定的联系,牙齿损害可以引起AD患者学习记忆能力及相关脑区的损害。那么,从牙齿损害到脑内损害,它们之间到底建立了什么样的联系?这自然让我们联想到它们之间有直接联系的三叉感觉神经传导通路。牙齿损害引起脑内损害是否有三叉感觉神经传导通路损害因素参与,这是一个值得探讨的问题。下牙槽神经是三叉神经传导通路重要神经,主要收集下颌牙齿、下颌骨及口裂以下皮肤的触觉、痛温觉及本体感觉,是咀嚼运动诱导的本体感觉传入刺激的主要传入神经。下牙槽神经在维持机体学习记忆能力上起到了怎样的作用?下牙槽神经损伤对AD及其模型的学习记忆能力及其相关脑区又有什么影响?本实验选用快速老化鼠(senescence accelerated mouse/prone 8,SAMP8)鼠分别于4月龄、7月龄施下牙槽神经横切术(inferior alveolar nerve transection,IANT),观察各组在11月龄时行为学及学习记忆相关脑区的变化,探讨下牙槽神经损伤对AD的影响。
材料和方法:SAMP8鼠40只,雌雄不限,随机分为四组:中年下牙槽神经横切组(IANT-4,满4月龄次日施下牙槽神经横切术)、中年对照组(Control-4,满4月龄次日施假手术)、老年下牙槽神经切除组(IANT-7,满7月龄次日施下牙槽神经横切术)、老年对照组(Control-7,满7月龄次日施假手术)。各组动物均在11月龄次日进行小鼠跳台、Y型迷宫及八臂迷宫行为学测试,然后处死取脑组织行冰冻切片(片厚20μm),分别进行尼氏染色、ChAT免疫组织化学实验、Ach酶组织化学实验、Gomori六胺银法染色。观察海马CA1区、CA3区锥体细胞层神经元的数量;基底前脑ChAT阳性神经元的形态与分布;海马CA1区、齿状回AChE阳性纤维的形态与分布;海马CA1区的六胺银法染色颗粒(MSSG)的形态和分布。所得数据结果均用(-x±s)表示,用SPSS统计软件的进行独立样本T检验,检测两个独立样本的总体均数是否有显著差异。
结果:
1.行为学测试,小鼠跳台实验的学习成绩(逃避潜伏期、5min内错误次数)和记忆成绩(逃避潜伏期),老年实验组分别与老年对照组和中年实验组相比,成绩明显增高,差异有显著性意义(P<0.05)。Y型迷宫实验中,老年实验组的学会总次数与老年对照组相比明显增高,差异有显著性意义(P<0.05)。八臂迷宫实验中,逃避潜伏期及24小时后逃避潜伏期,各组相比差异不明显(P>0.05)。以上实验中,中年实验组的各项指标与中年对照组相比差异不明显(P>0.05)。
2.海马锥体细胞层神经元,形态上可见老年实验组CA1区和CA3区的神经元排列紊乱,神经元数量上与老年对照组相比均明显减少,分别下降35.87%和24.70%,差异有显著性意义(P<0.01)。老年实验组CA1区和CA3区的神经元与中年实验组相比数量也明显减少,分别下降33.02%和23.35%,差异有显著性意义(P<0.01)。中年实验组CA1区和CA3区的锥体细胞层神经元与中年对照组相比差异均不明显(P>0.05)。
3.基底前脑部位的内侧隔核(MS)和斜角带垂直支(VDB)的ChAT阳性神经元,老年实验组与老年对照组相比数量均明显降低,分别下降77.74%和64.88%,差异有显著性意义(P<0.01);老年实验组基底前脑的内侧隔核(MS)和斜角带垂直支(VDB)的ChAT阳性神经元与中年实验组相比数量也明显降低,分别下降78.05%和66.72%,差异有显著性意义(P<0.01);中年实验组的基底前脑的内侧隔核(MS)和斜角带垂直支(VDB)的ChAT阳性神经元与中年对照组相比差异均不明显(P>0.05)。
4.海马CA1区和齿状回AChE阳性纤维,老年实验组与老年对照组相比数量均明显降低,分别下降8.91%和15.82%,差异有显著性意义(P<0.05);老年实验组海马CA1区和齿状回AChE阳性纤维与中年实验组相比数量也明显降低,分别下降8.93%和13.56%,差异有显著性意义(P<0.05);中年实验组的海马CA1区和齿状回AChE阳性纤维与中年对照组相比差异均不明显(P>0.05)。 5.海马CA1区MSSG的簇数、颗粒数、颗粒面积各组相比差异不明显(P>0.05)。
结论:
1.下牙槽神经损伤可引起老年SAMP8鼠学习记忆能力的降低。
2.下牙槽神经损伤可引起老年SAMP8鼠海马CA1和CA3区锥体细胞层的神经元数量的减少。
3.下牙槽神经损伤可引起老年SAMP8鼠基底前脑胆碱能神经元数量的减少。
4.下牙槽神经损伤可引起老年SAMP8鼠海马CA1区及齿状回AChE阳性纤维数量的减少。
5.下牙槽神经损伤对老年SAMP8鼠海马CA1区淀粉样颗粒的形成无明显影响。
6.下牙槽神经损伤对中年SAMP8鼠学习记忆能力及相关脑区均无明显影响。
因此,本实验提示下牙槽神经损伤对老年SAMP8鼠的学习记忆能力及相关脑区有损害作用,对中年SAMP8鼠影响不明显。