外周慢性感染对小鼠认知及神经胶质细胞功能的影响

论文摘要

随着社会老龄化渐趋严重,老年性神经退行性疾病的患病人数日益增多,如阿尔茨海默症、帕金森氏症、亨廷顿氏症等等,这些疾病已经成为老年人身体健康的巨大威胁,并有向中年人移行的趋势。阿尔茨海默症（Alzheimer’s disease, AD）是这些老年性疾病中发病率最高、患病人群最为广泛的一种。它主要的临床特征是记忆力的严重损伤和进行性认知功能障碍,并伴有行为异常和情绪改变。研究结果显示AD患者脑中产生的淀粉样斑块和神经纤维缠结是AD患者病理学上最重要的特征。至今为止,AD的发病机制还不太清楚,人们根据现有的研究成果对AD的成因提出了许多假说,其中包括：淀粉样蛋白级联沉积假说、溶酶体去功能化假说、氧化应激损伤假说等。随着对AD研究的不断深入,人们发现AD患者的脑中同样伴随着炎症的出现,严重的脑内炎症反应是否可以导致AD的产生成为现阶段研究的热点。神经胶质细胞特别是小胶质细胞在炎症反应中发挥着重要作用。在病理学状态下,例如神经退行性疾病、中风、机械损伤和肿瘤的侵润等,这些小胶质细胞将会被激活,并且迁移到损伤或死亡的细胞周围,清除这些区域内细胞的残骸碎片,发挥和外周免疫系统中巨噬细胞的吞噬作用类似的作用。除此以外,小胶质细胞被激活后将会释放大量前炎症反应调节因子,例如细胞因子、ROS、补体因子、分泌性神经毒素和NO,这些因子均能导致神经元的功能弱化最终引起神经元的死亡。本实验采用腹腔注射大剂量脂多糖（lipopolysaccharide, LPS）,造成小鼠全身慢性炎症,在炎症反应的产生期和恢复期分别检测小鼠体重变化、行为学认知能力、脑内海马CA1区和大脑皮层处小胶质细胞激活状况及细胞因子IL-6等表达状况,进而探讨外周慢性炎症对小鼠学习认知能力及脑内神经胶质细胞功能的影响。实验结果显示：1、检测实验过程中小鼠体重指标的结果显示,LPS腹腔注射后,与对照组相比,处理组小鼠体重下降明显（P<0.05）；在恢复期后,处理组和对照组相比无显著性差异。2、Morris水迷宫行为学检测结果显示,在炎症反应期LPS-10组和LPS-10-2组与对照组相比逃避潜伏期显著增长（P<0.05）,LPS-5组和对照组没有明显差异；在恢复期,LPS-10-2组在各检测点与对照组相比有显著性差异（P<0.05）。3、小胶质细胞和星形胶质细胞免疫组织化学检测结果显示,在海马CA1区,与对照组相比,处理组被激活的小胶质细胞数量显著性上升（P<0.01）,LPS-10组和LPS-10-2组被激活的星形胶质细胞数量显著上升（P<0.05）；恢复期,LPS-10-2组和对照组相比被激活的小胶质细胞数量有明显上升（P<0.05）,星形胶质细胞数目均无显著性差异。在大脑皮层处,与对照组相比,处理组被激活的小胶质细胞数量显著性上升（P<0.01）,星形胶质细胞数量无明显差异；恢复期,处理组小胶质细胞和星形胶质细胞激活数量和对照组相比均无显著性差异。4、Realtime-PCR和Western-blot结果显示,在海马CA1区,与对照组相比,所有处理组的IL-6和IL-1βmRNA和蛋白水平均明显上升（P<0.05）, GDNF的表达量显著性下降（P<0.05）；在恢复期,LPS-10组和LPS-10-2组与对照组相比IL-6和IL-1β水平显著性上升（P<0.05）, GDNF水平呈显著性上升（P<0.05）。在皮层,与对照组相比,所有处理组IL-6和IL-1p水平显著性上升（P<0.05）,GDNF的表达量明显下降（P<0.05）；在恢复期,LPS-10组和LPS-10-2组的IL-6水平较对照组显著上升（P<0.05）,所有处理组GDNF的表达量显著性上升（P<0.01）。结论：1、本实验通过腹腔注射脂多糖的方法造成小鼠全身性炎症模型,这种全身性炎症同样可以影响脑内,造成脑内小胶质细胞的激活并释放相应的细胞因子。2、不同程度的全身性炎症反应可以造成小鼠学习和认知能力的改变,高浓度、长时间、反复的炎症刺激可以造成小鼠认知能力障碍；在撤除炎症刺激后,这种严重的炎症下造成的认知障碍短期内不能恢复。3、脑内神经细胞营养因子GDNF在炎症刺激造成的损伤恢复期表达量明显升高,其可能参与到神经元损伤的恢复过程中,但具体的调节机制还不清楚。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 文献综述
• 第一部分 阿尔茨海默症的研究进展
• 1 阿尔茨海默症的主要临床病症与病理学特点
• 2 阿尔茨海默症的发病机制研究
• 2.1 遗传学和淀粉样级联反应沉积假说
• 2.2 大脑的老化和溶酶体的去功能化
• 2.3 氧化应激损伤
• 第二部分 脑内的神经胶质细胞和阿尔茨海默症
• 1 神经胶质细胞的分类和基本功能
• 1.1 星形胶质细胞
• 1.2 少突胶质细胞
• 1.3 NG2胶质细胞
• 1.4 小胶质细胞——脑内的监视系统
• 2 炎症和阿尔茨海默症的发生
• 2.1 炎症反应与脂多糖
• 2.2 胶质细胞在阿尔茨海默症中的作用
• 3 认知障碍的发生和其他相关因素
• 4 本研究的重要意义
• 引言
• 第一部分 腹腔注射LPS导致小鼠认知障碍的研究
• 1 实验材料及试剂
• 1.1 实验动物
• 1.2 实验药品
• 1.3 主要仪器
• 2 实验方法
• 2.1 动物处理
• 2.2 空间学习能力的检测
• 2.3 小鼠炎症损伤后的自我恢复
• 3 实验结果
• 3.1 外周炎症对小鼠体重的影响
• 3.2 不同剂量LPS对小鼠空间学习能力的影响
• 3.3 炎症损伤后小鼠恢复的结果
• 4 小结
• 第二部分 腹腔注射LPS对小鼠神经胶质细胞功能的影响
• 1 实验材料及试剂
• 1.1 实验动物
• 1.2 主要实验药品
• 1.3 主要溶液的配制
• 1.4 主要仪器设备
• 2 实验方法
• 2.1 免疫组织化学染色检测胶质细胞的形态
• 2.2 实时荧光定量PCR
• 2.3 Western blot检测小鼠脑组织相关蛋白表达的变化
• 3 实验结果
• 3.1 神经胶质细胞形态检测结果
• 3.2 炎症损伤对小鼠各脑区IL-1β、IL-6以及GDNF mRNA表达的影响
• 3.3 炎症损伤对小鼠各脑区IL-1β、IL-6以及GDNF蛋白表达的影响
• 讨论
• 结论
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 攻读学位期间取得的科研成果清单