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以往的研究表明,慢性口服三聚氰胺(melamine)会造成大鼠空间学习记忆功能和海马突触可塑性的损伤,而联合使用VC&VE可以缓解Melamine引起的损伤,其可能机制与氧化应激的降低有关。研究表明,氧化应激(oxidative stress,OS)在生物体内与细胞自噬(autophagy)关系密切。而自噬是进化上非常保守的自我降解的过程,可以清除细胞内产生的错误折叠蛋白以保持生物正常的生理功能。在神经系统内,除了饥饿条件外还有一些病理过程也可以激活自噬。例如缺血性海马神经元的损伤可以通过提高自噬来恢复。细胞学实验中,也发现了Melamine会使自噬升高,且进一步提高自噬会减缓Melamine对细胞的损伤。但是,在动物实验上,尚无证据显示Melamine的损伤是否和自噬相关,自噬的调控是否会影响到Melamine对大鼠神经认知的损伤,我们的研究即是围绕自噬会如何影响三聚氰胺对大鼠的神经认知的损伤进行的。实验方法:雄性Wistar大鼠随机分成三组:正常对照组(CON组,n=6),Melamine组(MEL,n=6)组,Melamine+Rapamycin组(MEL+RAP,n=6)。Melamine悬浊液采用口服方式给予大鼠,每日一次;Rapamycin(自噬激活剂)溶液同时每天腹腔注射。28天后,进行Morris水迷宫实验,检测三组大鼠的空间认知能力的水平,包括学习、记忆和再获取能力。应用in vivo电生理技术记录大鼠海马Schaffer侧枝到CA1区的突触传递可塑性,包括长时程增强(LTP)和去增益(DEP)。采用Western blot测定自噬和突触可塑性相关蛋白的表达水平。采用酶标法检测口服Melamine后大鼠海马内Melamine含量变化和海马氧化应激水平。实验结果:(1)Rapamycin显著地缩短了Melamine损伤大鼠在水迷宫定位航行阶段的逃避潜伏期,并增加了其在目标象限的停留时间百分比及平台穿越次数,说明Rapamycin明显改善了Melamine大鼠受损的空间学习与记忆功能。(2)Rapamycin显著地减少了Melamine损伤大鼠在水迷宫反向训练阶段的逃避潜伏期,并增加了其在新目标象限的停留时间百分比及平台穿越次数,说明Rapamycin明显改善Melamine大鼠的学习再获取能力。(3)与对照组比较,Melamine损伤的大鼠海马CA1区的LTP显著降低而DEP明显增加,给予Rapamycin之后LTP降低程度明显减缓,且DEP的损伤也有明显缓解,说明Rapamycin能显著改善受损的双向突触可塑性损伤。(4)与其对照组比较,Rapamycin明显地增加了海马NR2B及PSD-95的表达水平,表明Rapamycin改善了Melamine损伤大鼠海马区突触后异常的蛋白表达量,这与突触可塑性的改变相关。而SYP的表达量与对照组相比并没有差异,Rapamycin改善Melamine大鼠的突触可塑性的损伤与SYP无关,表明Rapamycin可能并未有效影响突触前相关蛋白。(5)与其对照组比较,发现Melamine使海马LC3及Beclin-1的表达水平明显增加,rapamycin进一步提高了海马LC3及Beclin-1的表达水平。(6)与其对照组比较,发现Rapamycin明显地增加了海马T-SOD水平,显著地降低了MDA水平,表明Rapamycin改善了Melamine大鼠海马中氧化应激水平。与其对照组比较,发现Rapamycin明显地降低了Caspase-3的水平,表明Rapamycin减缓了大鼠海马神经元的损伤。研究结论:(1)Rapamycin能够明显减缓Melamine损伤大鼠空间学习记忆和海马突触可塑性的损伤。(2)Rapamycin通过降低氧化应激从而有效减缓Melamine导致的认知功能损伤。