三重脑震荡鼠认知行为障碍与脑多巴胺能神经元变化研究

论文摘要

目的：建立三重脑震荡（multiple cerebral concussion，MCC）大鼠模型，观察MCC大鼠脑多巴胺能神经元、神经纤维变化的规律，探讨与MCC大鼠认知行为障碍相关脑区的多巴胺能神经元变化，以了解三重脑震荡鼠认知行为障碍的神经生物学基础。方法：应用金属单摆打击装置复制大鼠MCC模型48只，大鼠随机分为1天、2天、4天、8天、16天和24天组共6个三重脑震荡组（n=8），另设一正常对照组（n=8）。Morris水迷宫（MWM）分别于伤后1～7天、8～14天、15～21天连续7天检测大鼠的学习记忆能力。用抗TH和抗DBH单克隆抗体行免疫组化S-P法，联合标记中脑黑质致密区、腹侧被盖区、前额叶皮质、前扣带皮质、尾壳核、伏隔核、嗅结节、额顶叶皮质、后扣带皮质和内嗅皮质多巴胺能神经。用光镜对大鼠中脑黑质致密区、腹侧被盖区的TH阳性细胞进行观察和计数，并对大脑前额叶皮质、前扣带皮质、尾壳核、伏隔核、嗅结节、额顶叶皮质、后扣带皮质和内嗅皮质的TH阳性纤维密度和强弱进行观察和半定量检测；用图像分析系统分别对上述脑区的TH阳性细胞和神经纤维进行定量分析。结果：（1）在Morris水迷宫测试中，MCC后16d组的第9、10、13、14天与对照组相比差异具有显著性（P＜0.05）：8d、24d组找到平台的时间与对照组相比有所延长，但差异无显著性（P＞0.05）。在无平台探测实验中，与对照组相比，MCC后8d、16d组大鼠在原有平台第三象限停留时间明显减少，差异具有显著性（P＜0.05）；MCC后24d组在原有平台第三象限停留时间稍有减少，差异无显著性（P＞0.05）。（2）MCC后脑黑质致密区和腹侧被盖区TH阳性细胞计数分析结果：在黑质致密区TH阳性细胞数以伤后1天开始升高，8天达到高峰，与对照组相比4天、8天组有显著性差异（p＜0.05）；与对照组相比，腹侧被盖区2天、4天、8天、16天组有显著性差异（p＜0.05），以4天组TH阳性细胞数达到高峰，24天组基本恢复。（3）MCC后脑黑质致密区和腹侧被盖区TH阳性细胞图像分析结果：TH免疫反应阳性表达在黑质致密区以伤后1天开始升高，4天达到高峰，与对照组相比有显著性差异（p＜0.01），8天开始减弱，与对照组相比仍有显著性差异（p＜0.05），24天组基本恢复。与对照组相比，腹侧被盖区2天、4天、8天、16天组有显著性差异（p＜0.05），以2天组阳性反应最强（p＜0.01），24天组基本恢复。（4）大鼠脑前额叶皮质、前扣带皮质、尾壳核、伏隔核、嗅结节、额顶叶皮质、后扣带皮质和内嗅皮质TH阳性纤维密度和强弱半定量分析结果：与对照组相比，伤后1天、4天、16天组伏隔核TH阳性纤维密度和强弱明显增强（p＜0.008）。嗅结节于伤后1天、8天组，TH免疫反应阳性纤维的密度和强弱高于对照组，差异具有显著性（p≤0.008）。内嗅皮质于伤后8天组，TH免疫反应阳性纤维的密度和强弱明显高于对照组（p＜0.008）。前额叶皮质、前扣带皮质、尾壳核、额顶叶皮质、后扣带皮质TH免疫反应阳性纤维的密度和强弱有不同程度的增强，但与对照组相比无显著差异（p＞0.008）。（5）MCC后不同脑区TH阳性纤维图像分析结果：伤后4天、8天组，前额叶皮质多巴胺能神经纤维免疫反应阳性显著高于对照组（p＜0.05），4天组反应达高峰，24天组仍高于对照组。与对照组相比，各损伤组前扣带皮质显著高于对照组（p≤0.01），16天组反应达高峰，24天组仍未恢复。伤后1天、4天、16天组，尾壳核TH阳性纤维显著高于对照组（p＜0.05），1天组反应达高峰，24天组仍高于对照组。与对照组相比，伏隔核TH阳性纤维于伤后4天、8天、16天、24天组显著增高（p＜0.01），8天组反应达高峰，24天组仍未恢复。嗅结节TH阳性纤维1天、8天组与对照组相比有显著差异（p＜0.05），8天组反应达高峰，24天组基本恢复。与对照组相比，各损伤组额顶叶皮质TH阳性纤维明显增高（p＜0.05），1天组反应达高峰，24天组仍未恢复。后扣带皮质TH阳性纤维于伤后1天、2天组与对照组相比有显著差异（p＜0.05），2天组反应达高峰，24天组基本恢复。内嗅皮质于伤后1天、2天、8天组明显高于对照组（p＜0.05），2天组反应达高峰，24天组仍未恢复。以上各部位免疫组化DBH反应均为阴性。结论：1．金属单摆式闭合性机械打击装置能成功建立三重脑震荡大鼠模型；2．三重脑震荡后大鼠出现中期学习记忆功能障碍；3．三重脑震荡后，大鼠大脑皮质、尾壳核、伏隔核、嗅结节、黑质致密区、腹侧被盖区TH阳性表达出现不同程度的增高。4．三重脑震荡后大鼠行为学测试结果在不同时间点的变化与TH阳性表达产物在不同时间点的变化趋势基本一致。5．三重脑震荡后大鼠认知行为障碍可能与伤后脑内多巴胺能神经元变化有一定关系。

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