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第一部分氟西汀对早期APP/PS1转基因模型小鼠行为学及海马内Aβ和磷酸化Tau蛋白的作用及其机制研究目的:研究氟西汀治疗对早期AD小鼠行为学改变的影响,以及对其海马内病理改变的作用及机制,为后续近一步研究氟西汀延缓早期AD认知功能下降作用的机制奠定一定的科学基础。方法:本研究采用8月龄(Morris水迷宫行为学改变以前)双转基因AD模型小鼠和同窝生野生型小鼠,随机分为四组,分别是WT+NS组,WT+FLX组,APP/PS1+NS组,APP/PS1+FLX组。APP/PS1+FLX组和WT+FLX组小鼠给与10周的腹腔注射氟西汀(10 mg/kg/d),APP/PS1+NS组和WT+NS组小鼠给与10周的腹腔注射同等体积的生理盐水。连续给予10周的氟西汀或者生理盐水注射后,在给药的最后2周,运用旷场实验检测小鼠的自主活动度,运用Moriss水迷宫实验检测小鼠的空间学习和记忆能力,运用Y迷宫实验检测小鼠的工作记忆功能。然后采用荧光半定量方法检测各组小鼠海马内Aβ淀粉样斑块和神经元5HT1A受体的改变,采用ELISA半定量方法检测各组小鼠磷酸化Tau蛋白以及GSK3β、p-ser9-GSK3β表达水平的改变。结果:旷场实验显示四组小鼠的活动度。APP/PS1+NS组小鼠总路程,平均速度,中央活动时间,中央活动路程,中央活动时间比,中央活动路程比与WT+NS组相比均未见显著性差异(p(29)0.05;p(29)0.05;p(29)0.05;p(29)0.05;p(29)0.05;p(29)0.05)。与APP/PS1+NS组相比,APP/PS1+FLX组小鼠总路程,平均速度,中央活动时间,中央活动路程,中央活动时间比,中央活动路程比均未见显著性差异(p(29)0.05;p(29)0.05;p(29)0.05;p(29)0.05;p(29)0.05;p(29)0.05)。Morris水迷宫结果提示:与WT+NS组相比,APP/PS1+NS组的潜伏期显著性增加(p<0.01)、平均穿台次数显著性降低(p<0.05);与APP/PS1+NS组相比,APP/PS1+FLX组的潜伏期显著性降低(p<0.01)、平均穿台次数显著性增多(p<0.05)。Y迷宫的结果显示:与WT+NS组相比,APP/PS1+NS组小鼠正确交替臂百分比显著性降低(p<0.01);与APP/PS1+NS组相比,APP/PS1+FLX组的正确交替臂百分比显著性增高(p<0.01)。Aβ淀粉样斑块免疫荧光数据显示,与WT+NS组相比,APP/PS1+NS组小鼠海马的DG区、CA1/2区淀粉样斑块显著性增多(p<0.01;p<0.01)。APP/PS1+FLX组小鼠海马的DG区、CA1/2区淀粉样斑块与APP/PS1+NS组相比显著性减少(p<0.01;p<0.01)。5HT1AR+/NeuN+细胞免疫荧光计数发现,与WT+NS组相比,APP/PS1+NS组小鼠海马的DG区、CA1/2区5HT1AR+/NeuN+细胞显著性下降(p<0.01;p<0.01);APP/PS1+FLX组小鼠海马的DG区、CA1/2区、CA3区5HT1AR+/NeuN+细胞与APP/PS1+NS组相比显著性增加(p<0.05;p<0.01;p<0.01)。ELISA结果显示,APP/PS1+FLX组小鼠海马的磷酸化Tau蛋白与APP/PS1+NS组相比显著性降低(p<0.05),而其GSK3β蛋白表达水平显著性下降(p<0.05),p-ser9-GSK3β水平显著性增高(p<0.05),Aβ40和Aβ42显著性降低(p<0.01;p<0.01)。结论:1.连续10周的氟西汀干预能够延缓早期AD小鼠空间学习记忆能力和工作记忆能力的下降,并对小鼠的自主活动度没有影响。2.氟西汀干预不仅能够显著减少早期AD小鼠海马内淀粉样斑块,减少Aβ40和Aβ42的产生,和减少磷酸化Tau蛋白和GSK3β的表达水平,而且还能够抑制GSK3β的活性。3.我们推测氟西汀干预后AD小鼠海马的上述改变可能与氟西汀治疗后海马神经元上5HT1A受体表达增加有关。第二部分氟西汀通过5-HT系统对早期AD小鼠海马各亚区神经元及齿状回新生神经元改变的作用及其机制的研究目的:探讨氟西汀对早期AD海马各亚区体积以及成熟神经元、新生神经元和神经元上5HT4受体的作用,以及氟西汀对早期AD海马齿状回未成熟神经元的影响,以期为进一步研究氟西汀改善早期AD认知功能的作用及其作用机制提供一定的科学依据。方法:本研究采用8月龄雄性双转基因AD模型小鼠和同窝生野生型小鼠,随机分为四组。APP/PS1+FLX组和WT+FLX组小鼠给与10周的腹腔注射氟西汀(10 mg/kg/d),APP/PS1+NS组和WT+NS组小鼠给与10周的腹腔注射同等体积的生理盐水。从干预的第五周开始,连续腹腔注射一周的Brd U(50 mg/kg)。氟西汀治疗10周后从四组小鼠中每组分别随机抽取6只小鼠灌注固定,解剖出小鼠大脑组织,然后运用冰冻切片机将随机选取的一侧大脑沿冠状面连续切片,切片为50μm厚。根据体视学原则进行抽样,使用甲苯胺蓝化学染色法对四组小鼠海马切片进行染色,并应用体视学方法对四组小鼠海马DG区、CA1/2区和CA3亚区的体积及其内的神经元进行精确定量研究。然后采用免疫组织化学技术和甲酚紫尼氏染色法对四组小鼠海马齿状回内未成熟神经元进行染色,并应用体视学方法对四组小鼠海马齿状回未成熟神经元数量进行精确定量研究。用免疫荧光法对四组小鼠海马DG区、CA1/2区和CA3亚区内的新生成熟神经元和5HT4R+/Neu N+细胞进行定量研究。结果:10月龄的APP/PS1+NS组小鼠海马DG区、CA1/2区体积(p<0.05;p<0.01)和神经元数量(p<0.01;p<0.01)与同龄WT+NS组小鼠相比均存在显著性下降。与WT+NS组小鼠相比,10月龄的APP/PS1+NS组小鼠海马DG区、CA1/2区、CA3区新生成熟神经元(p<0.01;p<0.01;p<0.01)和5HT4R+/Neu N+细胞也存在显著性减少(p<0.01;p<0.05;p<0.01)。10周的FLX干预后,APP/PS1+FLX组海马DG区、CA1/2区的体积与APP/PS1+NS组小鼠相比显著性增高(p<0.01;p<0.05)。10周的FLX干预后,APP/PS1+FLX组海马DG区、CA1/2区和CA3区神经元(p<0.05;p<0.01;p<0.05)、新生成熟神经元(p<0.01;p<0.01;p<0.01)和5HT4R+/Neu N+(p<0.01;p<0.01;p<0.01)细胞数量与APP/PS1+NS组小鼠相比显著性增多。APP/PS1+FLX组小鼠海马DG区未成熟神经元数量与APP/PS1+NS组小鼠相比显著性增高(p<0.05)。结论:1.10周的氟西汀干预能够延缓早期AD小鼠海马DG区、CA1/2区的体积萎缩。2.氟西汀干预能够延缓早期AD小鼠海马DG区、CA1/2区神经元的丢失,并且能显著增加海马DG区、CA1/2区和CA3区新生成熟神经元的数量。3.氟西汀干预能够显著增加早期AD小鼠海马DG区新生未成熟神经元数量。4.氟西汀干预能够显著增加早期AD小鼠海马DG区、CA1/2区和CA3区内的5HT4R+/Neu N+细胞。5.本实验结果进一步表明海马新生神经元改变可能参与早期AD发病机制,而氟西汀对海马神经元、新生神经元的保护作用和促进未成熟神经元的增殖可能是氟西汀改善AD认知功能的重要结构基础之一。我们推测氟西汀对AD海马神经元的作用可能与氟西汀治疗后海马神经元上5HT4受体表达增加有关。第三部分氟西汀通过5-HT系统对早期AD小鼠海马各亚区树突棘作用及其机制的研究目的:探讨氟西汀治疗对早期AD小鼠海马各亚区内树突棘和PSD95的作用,以及氟西汀治疗对早期AD小鼠海马脑内SYP和BDNF的影响,以期为探讨氟西汀对早期AD认知功能作用的机制提供进一步的形态学依据。方法:本研究采用8月龄雄性双转基因AD模型小鼠和同窝生野生型小鼠,随机分为四组。APP/PS1+FLX组和WT+FLX组小鼠进行10周的腹腔注射氟西汀(10 mg/kg/d),APP/PS1+NS组和WT+NS组小鼠进行10周的腹腔注射同等体积的生理盐水。10周FLX干预后,从四组小鼠中每组分别随机抽取6只小鼠灌注固定,解剖出小鼠大脑,然后运用冰冻切片机将随机选取的一侧大脑沿冠状面连续切片,切片为50μm厚。根据体视学原则进行抽样,使用免疫组织化学技术和体视学方法结合对四组小鼠海马DG区、CA1/2区和CA3区内的树突棘进行精确定量。用免疫荧光染色技术观察四组实验小鼠的海马DG区、CA1/2区和CA3区内PSD95的分布及密度。用ELISA方法对四组实验小鼠的海马SYP和BDNF蛋白表达水平进行测量。结果:10月龄APP/PS1+NS组小鼠大脑海马DG、CA1/2、CA3亚区的树突棘数量与WT+NS组小鼠相比均显著性减少(p<0.01;p<0.05;p<0.01)10月龄的APP/PS1+NS组小鼠海马DG、CA1/2和CA3亚区内PSD95的密度也明显降低。同时,10月龄的APP/PS1+NS组小鼠海马SYP和BDNF的蛋白表达水平较WT+NS组小鼠显著下降(p<0.05;p<0.05)。10周的氟西汀治疗后,APP/PS1+FLX组小鼠海马DG、CA1/2和CA3亚区内树突棘数量较APP/PS1+NS组小鼠显著性增加(p<0.01;p<0.01;p<0.05),免疫荧光观察发现,APP/PS1+FLX组海马DG、CA1/2和CA3亚区内PSD95的密度增高。此外,APP/PS1+FLX组小鼠海马内SYP和BDNF的蛋白表达水平较APP/PS1+NS组小鼠显著增高(p<0.05;p<0.05)。结论:1.10月龄的APP/PS1小鼠海马DG区、CA1/2区和CA3区树突棘出现大量丢失,提示海马各亚区内树突棘的改变可能与早期AD认知功能下降有关。2.10周的氟西汀干预能够延缓早期AD小鼠大脑海马内DG、CA1/2和CA3亚区树突棘的丢失,也能增加小鼠海马DG、CA1/2和CA3亚区PSD95的密度和提高小鼠海马SYP的表达水平。3.10周的氟西汀治疗能够延缓早期AD小鼠海马BDNF表达水平的下降。4.上述结果进一步表明海马各亚区树突棘改变是早期AD海马重要病理改变之一,而氟西汀治疗能够延缓早期AD海马树突棘的丢失。这些研究结果为进一步研究氟西汀对早期AD的作用机制提供了一定的科学依据。