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慢性应激可改变海马结构和功能,导致学习和记忆的功能受损。慢性应激与阿尔茨海默症、抑郁症等神经疾病的发生发展密切相关。慢性束缚应激可损伤海马依赖的空间学习与记忆功能。Kv7通道参与了学习记忆过程,我们已经证实激活Kv7通道能改善大鼠急性高平台应激所致的空间记忆受损,并且以往的研究证实了Kv7通道开放剂flupirtine和retigabine具有神经保护作用,但是具体的机制尚不明确,因此,我们进一步研究Kv7通道开放剂对慢性应激所致的空间学习记忆损伤是否有保护作用以及其作用机制。我们采用慢性束缚应激(chronic restraint stress,CRS)模型来模拟慢性应激反应,成年健康雄性昆明小鼠束缚于长10.5cm,宽3.3cm,通风良好的有机玻璃管中,每天束缚6h(10:00-16:00),持续21天;束缚期间不给予水和食物。非应激小鼠在同样时间段也不给予水和食物,以排除这段时间剥夺水和食物的影响。造模期间,每天在束缚前30min,腹腔注射给予flupirtine(10mg/kg,25mg/kg),retigabine(10mg/kg)或溶剂(10%DMSO),注射剂量为10ml/kg,并每两天称量1次体重。造模结束后,采用 Morris水迷宫实验观察小鼠的空间学习记忆功能,HE染色观察海马神经细胞的形态,免疫组化检测海马组织中synaptophysin的表达,高尔基银染检测树突棘数目,Western Blot检测Bcl-2,Bax,p-Akt,p-GSK-3?和p-Erk1/2等蛋白的表达。主要研究结果如下: 1. Flupirtine不影响CRS小鼠体重增长率:CRS小鼠的体重增长率显著降低,flupirtine(10mg/kg,25mg/kg)不能抑制CRS所致的体重增长率的降低。 2. Flupirtine改善CRS小鼠的学习记忆功能障碍:应激小鼠在训练阶段第2、3、4天逃逸潜伏期显著延长,flupirtine(10mg/kg)显著缩短应激小鼠第4天的逃逸潜伏期,flupirtine(25mg/kg)明显缩短应激小鼠第3、4天的逃逸潜伏期;并且应激小鼠在目标象限停留的时间明显减少,flupirtine(25mg/kg)能增加应激小鼠在目标象限停留的时间,但是使非应激小鼠在目标象限停留的时间减少。 3. Retigabine改善CRS小鼠的记忆功能障碍:应激小鼠在目标象限停留的时间明显减少,retigabine(10mg/kg)增加应激小鼠在目标象限停留的时间。 4. Flupiritine改善CRS所致的神经细胞凋亡:HE染色结果显示应激小鼠海马CA1区退行性变性/凋亡的神经元明显增多,flupirtine(10mg/kg,25mg/kg)明显减轻慢性应激所致的神经细胞凋亡;Western Blot检测结果显示应激小鼠海马组织中的Bax表达增加,flupirtine(10mg/kg,25mg/kg)抑制慢性应激所致的Bax的上升。不同组别小鼠海马组织中的Bcl-2表达没有显著差异。 5. Flupirtine改善CRS所致树突棘的丢失和突触素的减少:高尔基染色和免疫组化结果显示慢性应激小鼠海马CA1区神经元树突棘密度和突触素(synaptophysin)的表达显著减少,flupirtine(25mg/kg)能增加应激小鼠CA1区树突棘密度和突触素的表达。 6. Flupirtine激活CRS小鼠海马的Akt/GSK-3β和Erk1/2信号通路:Western Blot检测结果显示慢性应激小鼠海马组织中的p-GSK-3β,p-Akt,p-Erk1/2水平降低,flupirtine(10mg/kg,25mg/kg)上调p-GSK-3β,p-Akt水平,flupirtine(25mg/kg)上调p-Erk1/2水平。 7. Retigabine激活慢性应激小鼠海马的Akt/GSK-3β信号通路:Western Blot检测结果显示慢性应激小鼠海马组织中的p-GSK-3β,p-Akt水平降低,retigabine(10mg/kg)上调p-GSK-3β,p-Akt水平;但是retigabine(10mg/kg)不能上调应激小鼠海马组织中p-Erk1/2水平。 结论: Flupirtine可能是通过激活Akt/GSK-3β和Erk1/2信号通路来改善慢性束缚应激所致的学习记忆障碍和海马神经元凋亡,retigabine可能通过激活Akt/GSK-3β信号通路来改善慢性应激所致的记忆障碍。我们的研究表明Kv7通道开放剂可能是潜在的保护慢性应激所致海马损伤的药物。