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第一部分有氧运动通过ErbB4信号调节成年神经发生,空间和非空间记忆
目的:本研究旨在探讨有氧运动锻炼对小鼠成年海马神经发生和记忆改善的分子机制。
方法:(1)使用药理学手段抑制ErbB信号,用westernblot评估总ErbB4和磷酸化ErbB4蛋白水平变化;使用旷场、T-迷宫,Morris水迷宫(MWM)实验等空间记忆;条件恐惧及恐惧场景区分记忆测试等非空间记忆分析认知改善;(2)使用Ki67,NeuN和BrdU免疫染色进行评估成年海马神经元的增殖和存活。
结果:(1)AG1478显著降低运动小鼠海马中磷酸化ErbB4蛋白水平;AG1478并不影响体重和总ErbB4蛋白水平变化;AG1478不影响旷场水平,但增加焦虑样行为,通过运动可以得到改善;AG1478显著削弱了有氧运动小鼠T迷宫和MWM(空间学习和记忆),情景条件恐惧和区别记忆范式(非空间工作和参考记忆)的记忆;(2)AG1478增强了神经发生的丧失,这些缺陷可以通过有氧运动逆转。
结论:综上所述,我们的研究表明有氧运动可以通过ErbB4信号增强记忆认知和神经发生。
第二部分有氧运动对精神分裂症样模型小鼠行为学表型的影响
目的:本研究旨在探讨有氧运动对精神分裂症(schizophrenia,SCZ)小鼠行为学的改善,为有氧运动预防或延缓SCZ疾病提供一定的实验室依据。
方法:(1)用MK801诱导SCZ样小鼠模型,通过旷场实验、PPI实验和T迷宫实验分别检测小鼠的自发活动能力、感觉运动门控功能和工作记忆。(2)由于ErbB4是SCZ的易感基因,在γ-氨基丁酸(Gamma Amino Acid Butyric Acid, GABA)能PV阳性神经元中敲除ErbB4能引起SCZ相关表型;因此我们运用PV-ErbB4?/?小鼠,继续检测有氧运动对上述三个表型的改善。
结果:(1)和vehicle+static小鼠相比,MK801+static小鼠自发活动距离显著增加,PPI受损,空间学习记忆能力下降;有氧运动减少MK801诱导的SCZ样模型小鼠这些行为学表型。(2)和ErbB4+/+小鼠相比,PV-ErbB4?/?小鼠自发活动距离显著增加,PPI受损,空间学习记忆能力下降;有氧运动减少PV-ErbB4?/?小鼠自发活动距离、增强PPI和工作记忆,显著改善这些行为学表型。
结论:综上所述,我们发现有氧运动能改善MK801诱导的SCZ样模型小鼠和PV-ErbB4-/-转基因小鼠的多动、受损的PPI和工作记忆,这些研究证实有氧运动在改善SCZ疾病中起着非常重要的作用。
第三部分有氧运动促进精神分裂症样模型小鼠成年神经发生
目的:本研究旨在探讨有氧运动对SCZ样小鼠中DG区新生神经元和模式分离的影响,为研究有氧运动改善SCZ提供相关实验依据。
方法:(1)运用免疫荧光及激光共聚焦技术,观察海马齿状回PV阳性神经元表达以及神经细胞的增殖(KI67),存活(NeuN+BrdU+)情况;(2)WesternBlot检测SCZ样模型小鼠各组海马PV和P-ErbB4蛋白表达;(3)模式分离实验检测SCZ样模型小鼠对相似场景的区分能力。
结果:(1)与静止WT小鼠相比,MK801诱导的SCZ样小鼠海马区ErbB4和PV表达明显下调,运动锻炼则显著上调了两者的表达;(2)与静止WT小鼠相比,MK801诱导的SCZ样小鼠DG区PV阳性细胞数量和KI67阳性细胞数量、NeuN+BrdU+数量显著减少,运动显著增加三者表达;(3)与静止WT小鼠相比,MK801诱导的SCZ样小鼠对相似场景区分能力显著降低,经过运动后得到显著改善。(4)ErbB4敲除显著减少DG区PV阳性细胞数量,显著增加KI67数目;经过有氧运动后PV阳性细胞数量和KI67阳性细胞数量显著增加。
结论:有氧运动显著改善MK801诱导的SCZ样模型小鼠和PV-ErbB4-/-转基因小鼠DG中的神经干细胞的增殖、存活,以及PV阳性中间神经元的表达;并显著改善对相似场景的区分能力。这些发现证实成年海马神经发生在介导运动改善SCZ的机制中起着非常重要的作用。
第四部分有氧运动通过PV中间神经元依赖的神经发生来挽救精神分裂症表型
目的:本文旨在探讨有氧运动对SCZ样模型小鼠的PV阳性中间神经元与增殖成神经细胞存在某种功能联系,为研究有氧运动改善SCZ相关机制提供靶点。
方法:(1)运用逆转录病毒标记新生神经元,结合免疫荧光技术,观察PV阳性神经元和海马齿状回神经发生之间的相互作用。(2)运用特异性凋亡病毒,结合免疫荧光技术以及行为学实验,观察SCZ样模型小鼠DG中PV阳性神经元对神经发生的作用。(3)应用转基因和化学遗传手段特异性激活DG中PV阳性神经元,观察PV阳性神经元对海马齿状回区新生神经元的调控作用。
结果:(1)与WT小鼠相比,SCZ样模型小鼠DG中PV阳性中间神经元显著减少,GFP+细胞显著降低,且靠近神经元胞体的分支数明显减少,运动增加了GFP+细胞数量及树突分支数目。(2)与对照组比,Casp3+static小鼠DG中PV中间神经元特异性凋亡,GFP+细胞和树突分支显著减少,有氧运动也不能增加三者的表达。(3)与对照组比,Casp3+static小鼠表现明显运动活动低下、PPI低下和工作记忆受损;有氧运动不能挽救这些缺陷性行为。(4)与对照vehicle组相比,CNO组特异性激活小鼠PV中间神经元,并伴随着KI67阳性细胞数量增加,以及降低自发活动距离,增加PPI和工作记忆。
结论:SCZ样模型小鼠在有氧运动后,DG中PV阳性中间神经元显著增加,并伴随着新生神经元增加;基因凋亡DG中PV中间神经元导致异常神经发生,并取消了运动对SCZ表型的拯救作用;通过化学遗传技术激活DG中的PV+神经元可以减少过度运动,改善PPI,改善工作记忆和神经发生。这些结果表明,PV中间神经元对新生细胞的维持起着至关重要的作用,DG中的PV中间神经元是挽救SCZ表型的良好靶点。
目的:本研究旨在探讨有氧运动锻炼对小鼠成年海马神经发生和记忆改善的分子机制。
方法:(1)使用药理学手段抑制ErbB信号,用westernblot评估总ErbB4和磷酸化ErbB4蛋白水平变化;使用旷场、T-迷宫,Morris水迷宫(MWM)实验等空间记忆;条件恐惧及恐惧场景区分记忆测试等非空间记忆分析认知改善;(2)使用Ki67,NeuN和BrdU免疫染色进行评估成年海马神经元的增殖和存活。
结果:(1)AG1478显著降低运动小鼠海马中磷酸化ErbB4蛋白水平;AG1478并不影响体重和总ErbB4蛋白水平变化;AG1478不影响旷场水平,但增加焦虑样行为,通过运动可以得到改善;AG1478显著削弱了有氧运动小鼠T迷宫和MWM(空间学习和记忆),情景条件恐惧和区别记忆范式(非空间工作和参考记忆)的记忆;(2)AG1478增强了神经发生的丧失,这些缺陷可以通过有氧运动逆转。
结论:综上所述,我们的研究表明有氧运动可以通过ErbB4信号增强记忆认知和神经发生。
第二部分有氧运动对精神分裂症样模型小鼠行为学表型的影响
目的:本研究旨在探讨有氧运动对精神分裂症(schizophrenia,SCZ)小鼠行为学的改善,为有氧运动预防或延缓SCZ疾病提供一定的实验室依据。
方法:(1)用MK801诱导SCZ样小鼠模型,通过旷场实验、PPI实验和T迷宫实验分别检测小鼠的自发活动能力、感觉运动门控功能和工作记忆。(2)由于ErbB4是SCZ的易感基因,在γ-氨基丁酸(Gamma Amino Acid Butyric Acid, GABA)能PV阳性神经元中敲除ErbB4能引起SCZ相关表型;因此我们运用PV-ErbB4?/?小鼠,继续检测有氧运动对上述三个表型的改善。
结果:(1)和vehicle+static小鼠相比,MK801+static小鼠自发活动距离显著增加,PPI受损,空间学习记忆能力下降;有氧运动减少MK801诱导的SCZ样模型小鼠这些行为学表型。(2)和ErbB4+/+小鼠相比,PV-ErbB4?/?小鼠自发活动距离显著增加,PPI受损,空间学习记忆能力下降;有氧运动减少PV-ErbB4?/?小鼠自发活动距离、增强PPI和工作记忆,显著改善这些行为学表型。
结论:综上所述,我们发现有氧运动能改善MK801诱导的SCZ样模型小鼠和PV-ErbB4-/-转基因小鼠的多动、受损的PPI和工作记忆,这些研究证实有氧运动在改善SCZ疾病中起着非常重要的作用。
第三部分有氧运动促进精神分裂症样模型小鼠成年神经发生
目的:本研究旨在探讨有氧运动对SCZ样小鼠中DG区新生神经元和模式分离的影响,为研究有氧运动改善SCZ提供相关实验依据。
方法:(1)运用免疫荧光及激光共聚焦技术,观察海马齿状回PV阳性神经元表达以及神经细胞的增殖(KI67),存活(NeuN+BrdU+)情况;(2)WesternBlot检测SCZ样模型小鼠各组海马PV和P-ErbB4蛋白表达;(3)模式分离实验检测SCZ样模型小鼠对相似场景的区分能力。
结果:(1)与静止WT小鼠相比,MK801诱导的SCZ样小鼠海马区ErbB4和PV表达明显下调,运动锻炼则显著上调了两者的表达;(2)与静止WT小鼠相比,MK801诱导的SCZ样小鼠DG区PV阳性细胞数量和KI67阳性细胞数量、NeuN+BrdU+数量显著减少,运动显著增加三者表达;(3)与静止WT小鼠相比,MK801诱导的SCZ样小鼠对相似场景区分能力显著降低,经过运动后得到显著改善。(4)ErbB4敲除显著减少DG区PV阳性细胞数量,显著增加KI67数目;经过有氧运动后PV阳性细胞数量和KI67阳性细胞数量显著增加。
结论:有氧运动显著改善MK801诱导的SCZ样模型小鼠和PV-ErbB4-/-转基因小鼠DG中的神经干细胞的增殖、存活,以及PV阳性中间神经元的表达;并显著改善对相似场景的区分能力。这些发现证实成年海马神经发生在介导运动改善SCZ的机制中起着非常重要的作用。
第四部分有氧运动通过PV中间神经元依赖的神经发生来挽救精神分裂症表型
目的:本文旨在探讨有氧运动对SCZ样模型小鼠的PV阳性中间神经元与增殖成神经细胞存在某种功能联系,为研究有氧运动改善SCZ相关机制提供靶点。
方法:(1)运用逆转录病毒标记新生神经元,结合免疫荧光技术,观察PV阳性神经元和海马齿状回神经发生之间的相互作用。(2)运用特异性凋亡病毒,结合免疫荧光技术以及行为学实验,观察SCZ样模型小鼠DG中PV阳性神经元对神经发生的作用。(3)应用转基因和化学遗传手段特异性激活DG中PV阳性神经元,观察PV阳性神经元对海马齿状回区新生神经元的调控作用。
结果:(1)与WT小鼠相比,SCZ样模型小鼠DG中PV阳性中间神经元显著减少,GFP+细胞显著降低,且靠近神经元胞体的分支数明显减少,运动增加了GFP+细胞数量及树突分支数目。(2)与对照组比,Casp3+static小鼠DG中PV中间神经元特异性凋亡,GFP+细胞和树突分支显著减少,有氧运动也不能增加三者的表达。(3)与对照组比,Casp3+static小鼠表现明显运动活动低下、PPI低下和工作记忆受损;有氧运动不能挽救这些缺陷性行为。(4)与对照vehicle组相比,CNO组特异性激活小鼠PV中间神经元,并伴随着KI67阳性细胞数量增加,以及降低自发活动距离,增加PPI和工作记忆。
结论:SCZ样模型小鼠在有氧运动后,DG中PV阳性中间神经元显著增加,并伴随着新生神经元增加;基因凋亡DG中PV中间神经元导致异常神经发生,并取消了运动对SCZ表型的拯救作用;通过化学遗传技术激活DG中的PV+神经元可以减少过度运动,改善PPI,改善工作记忆和神经发生。这些结果表明,PV中间神经元对新生细胞的维持起着至关重要的作用,DG中的PV中间神经元是挽救SCZ表型的良好靶点。