腺苷A2a受体在慢性间歇低氧小鼠认知功能损害中的作用

来源 :温州医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:flj3156
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目的:  儿童阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征(obstructive sleep apnea hyponea syndrome,OSAHS)是一种常见的临床病症,主要表现为睡眠过程中反复出现上呼吸道部分甚至完全梗阻,导致反复呼吸暂停、低通气及睡眠觉醒,破坏儿童睡眠中正常通气和睡眠结构,影响病理生理过程。OSAHS可引起儿童学习记忆等多方面的障碍,其夜间反复发生的慢性间歇低氧(chronic intermittent hypoxia, CIH)对缺氧敏感区脑组织的损害,可能是其病理基础。腺苷是中枢神经系统(central nervoas system,CNS)一种重要的神经调质,在调节中枢神经系统突触传递及神经元兴奋性方面发挥重要作用,在缺血缺氧、应激等条件下大量升高,可通过激活相应的腺苷受体发挥病理生理效应。大量证据表明腺苷 A2a受体与学习记忆等认知功能关系密切。因此本研究通过建立慢性间歇低氧小鼠模型模拟OSAHS的典型病理生理特征,通过应用腺苷A2a受体激动剂、拮抗剂、A2a受体基因敲除,建立腺苷 A2a受体激活、抑制、缺失小鼠模型,观察各模型小鼠行为学改变,神经细胞形态及凋亡程度,检测海马 CA3-CA1区长时程增强的形成情况及长时程增强形成的相关蛋白突触融合蛋白(Syntaxin),蛋白激酶 A-cα(protein kinase A-cα,PKA-cα)、脑源性神经营养因子(brain-derived neurotrophic factor,BDNF),凋亡相关蛋白半胱天冬蛋白酶-3(Caspase-3)、B淋巴细胞瘤-2(B-cell lymphoma2,Bcl-2)表达量的改变,探讨A2aR在间歇低氧所致小鼠认知功能损害中的作用。  方法:  将42只清洁级健康雄性C57BL/6小鼠,采用数字表法随机分为7组:空白对照组(A)、空气模拟对照组(AC)、慢性间歇低氧模型组(IH)、A2aR激动剂组(CGS21680)、A2aR拮抗剂组(SCH58261)、A2aR基因敲除小鼠组(A2a(-/-))及溶媒对照组(DMSO),每组6只。IH组、CGS21680组、SCH58261组、A2a(-/-)组及DMSO组小鼠均放入间歇性低氧舱内,通N2、O2,交替进行以模拟慢性间歇低氧环境,A组在同一室内氧舱外饲养,AC组在舱内通压缩空气,造模4周。腺苷A2a受体激动剂组(CGS21680)、腺苷A2a受体拮抗剂组(SCH58261)及溶媒对照组(DMSO)每天进氧舱前30分钟分别腹腔注射CGS21680(0.1mg/kg)、SCH58261(1mg/kg)、与药物等量的1%DMSO溶液。造模完成前7天开始进行八臂迷宫训练,造模结束当天进行八臂迷宫行为学测试。测试结束后立即断头,分离海马,制备厚300μm的海马脑片,膜片钳技术进行长时程增强(long-term potentiation,LTP)的测定,经苏木精-伊红染色(Hematoxylin-eosin,HE),原位末端标记技术(TUNEL)观察小鼠海马神经元病理学改变及凋亡变化,蛋白免疫印迹法(Western blotting)检测海马Syntaxin、PKA-cα、BDNF、Caspase-3、Bcl-2表达水平。  结果:  (1)行为学检测:八臂迷宫认知功能行为学测试检测各组小鼠WME、RME、TE均随训练日的增加而减少(P<0.05);与A组比较, IH组WME、RME、TE均升高(P<0.01),A组与AC组差异无统计学意义(P>0.05);与IH组比较,SCH58261组、A2a(-/-)组WME、RME、TE明显减少(P<0.05), CGS21680组WME、RME、TE增多(P<0.01),DMSO组与IH组差异无统计学意义(P>0.05)。(2)形态学观察:光镜下,与A组比较,IH组小鼠海马CA3-CA1区变性神经元增多,有明显凋亡(P<0.01),A组与AC组差异无统计学意义(P>0.05);与IH组比较,SCH58261组、A2a(-/-)组小鼠海马CA3-CA1区变性神经元减少,凋亡减少(P<0.01),CGS21680组小鼠海马CA3-CA1区变性神经元增多,凋亡增多(P<0.01),DMSO组与IH组差异无统计学意义(P>0.05)。(3)LTP检测:与A组比较,IH组LTP的斜率明显下降(P<0.01), A组与AC组差异无统计学意义(P>0.05);与IH组比较,SCH58261组、A2a(-/-)组LTP的斜率明显升高(P<0.05),CGS21680组LTP的斜率降低(P<0.05), DMSO组与IH组差异无统计学意义(P>0.05)。(4)Western blotting检测:与A组比较,IH组Syntaxin、Bcl-2表达水平明显下降(P<0.01),A组与AC组差异无统计学意义(P>0.05);与IH组比较,SCH58261组、A2a(-/-)组Syntaxin、Bcl-2表达水平明显升高(P<0.05),CGS21680组Syntaxin、Bcl-2表达水平降低(P<0.05),DMSO组与IH组差异无统计学意义(P>0.05)。与A组比较, IH组PKA-cα、BDNF、Caspase-3表达水平明显升高(P<0.01),A组与AC组差异无统计学意义(P>0.05);与IH组比较,CGS21680组PKA-cα、BDNF、Caspase-3表达水平升高(P<0.05),SCH58261组、A2a(-/-)组PKA-cα、BDNF、Caspase-3表达水平降低(P<0.01),DMSO组与IH组差异无统计学意义(P>0.05)。  结论:  1.慢性间歇低氧可通过激活腺苷A2a受体,导致海马CA3-CA1区神经元凋亡,损伤空间学习记忆功能。  2.慢性间歇低氧可通过激活腺苷A2a受体,加重脑区炎症反应,导致小鼠认知功能损害。  3.慢性间歇低氧可通过激活腺苷A2a受体,降低突触传递性,造成小鼠认知功能损伤。
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