不同的运动模式—主动运动、非自主运动及强制运动对脑缺血大鼠认知功能的NMDAR1-pGluR1-pCaMKⅡ通的机制研究

摘要

目的：功能性电刺激可以诱导产生运动,临床上常用来治疗神经支配完整,但失去中枢神经系统调控的疾病,如脊髓损伤,脑损伤等.已有大量研究证实,运动可以促进认知功能.在功能性电刺激治疗下诱导的运动,能否用于改善认知功能,其改善认知的机制是否和脑内NMDAR1,GluR1,CaMKII通路相关. 方法：实验选用清洁级(SPF级)成年雄性Wistar大鼠,体重250-300g,以10％水合氯醛按350mg/kg体重剂量行腹腔注射麻醉,应用改良的Pulsinelli's四血管夹闭法模型制作全脑缺血模型.成功模型大鼠于双侧前臂行功能性电刺激治疗电极植入,采用随机数字法分为假手术组、空白对照组(安慰刺激组),主动运动组,电刺激诱导运动组和强制运动组治疗14天后,应用Morris水迷宫进行行为学测试,免疫组化和尼氏染色检测海马齿状回(DG区)的完整神经元和新生神经元的数目,应用Western方法测定GluR1,pGluR1,NMDAR1,CaMKⅡ,pCaMKⅡ的含量,应用Bcl-2和Bax检测海马区细胞凋亡的数目.采用计算机图像分析系统软件(Image-Pro Plus Version6.0,IPP6.0)对western图片进行合成处理,计算各时间点平均灰度值; 结果：治疗14天后,低频电刺激组诱导的非自主运动组,主动运动组,强制运动组的水迷宫测试显示逃避潜伏期缩短,空间探索时间增加,均与安慰刺激组有明显差异;LTP结果显示三种运动组的LTP较安慰刺激组升高;海马齿状回区尼氏染色显示三种运动组的完整神经元数目较安慰刺激组明显升高,DCX染色显示三种运动组的神经元再生较安慰刺激组明显升高;海马区的Western Blot结果显示GluR1,pGluR1,NMDAR1,CaMKⅡ,pCaMKⅡ蛋白含量与安慰刺激组相比,含量明显升高;海马区的Bcl-2和Bax检测显示三种运动组的海马区细胞凋亡的数目较安慰刺激组明显减少,各指标的差异有显著性意义(P＜0.05). 结论：低频率电刺激引起的可塑性变化,上调GluR1,pGluR1,NMDAR1蛋白表达,显著上调可塑性经典通路NMDAR1-pGluR1-pCaMKⅡ通路上的相关蛋白(NMDAR,pCaMKⅡ,pGluR1)的表达,增加学习和记忆,减少海马区细胞的凋亡,促进神经再生,增高LTP的表达.