强制转轮运动改善放射性认知功能障碍及相关的脑源性神经营养因子信号通路的研究

摘要

目的:放射治疗是头颈部原发与继发肿瘤重要的甚至是唯一的治疗方法,现代放疗技术运用中脑白质坏死已经不常发生,但是认知功能障碍却严重影响患者的生活质量,至今仍没有任何长期有效的治疗或预防放射性认知功能障碍的策略。研究表明运动能够提高认知功能,而脑源性神经营养因子在其中发挥着重要作用,为此本课题中将研究运动对放射性认知功能障碍的改善及相关的脑源性神经营养因子信号通路的变化。
　　方法:64只健康的2月龄雄性SD大鼠被随机分为对照组、低运动量组、中运动量组、高运动量组,每组16只,各运动组大鼠进行每天上下午各30 min,每周5天,总共3周的强制转轮运动训练,训练结束后进行开放场、Morris水迷宫认知功能检测,开放场实验检测中记录大鼠10分钟内的总路程及中央活动路程,Morris水迷宫实验包括定向航行和空间探索,分别记录大鼠找到隐匿平台的潜伏期和在目标象限所在时间百分比。64只健康的1月龄雄性SD大鼠被随机分为假照组、假照运动组、照射组、照射运动组,每组16只大鼠,大鼠给予3.6％水合氯醛腹腔注射麻醉后,照射组用直线加速器产生的4 MeV电子线进行单次20 Gy全脑照射,假照组给予0 Gy全脑照射。照射2个月后进行开放场、Morris水迷宫认知功能检测,假照运动组、照射运动组在认知功能检测前进行每天上下午各30 min,每周5天,总共3周的强制转轮运动训练,认知功能检测结束后,采用免疫荧光染色观察各组大鼠海马神经发生情况, Western blot分析脑源性神经营养因子(BDNF)表达情况和其受体(TrkB)及下游信号分子(Akt、ERK、CaMKII、CREB)磷酸化水平。
　　结果:三种运动量组大鼠与对照组大鼠相比,开放场实验中活动的总路程及中央路程相似;Morris水迷宫定向航行实验中,平均潜伏期均有所缩短,但只有中等运动量组达到了统计学差异,空间探索实验中各组之间无显著差异。假照组、假照运动组、照射组、照射运动组开放场实验各组之间无显著差异;Morris水迷宫定向航行实验中,20 Gy全脑照射引起了的大鼠的平均潜伏期显著延长,强制转轮运动不仅显著缩短了照射组大鼠的潜伏期,而且使假照组大鼠的平均潜伏期得到了明显降低,空间探索实验中各组之间无显著差异;海马神经发生的检测中,20 Gy全脑照射显著降低了海马幼稚神经元(DCX+)的数量(P<0.001),与假照组、照射组相比,假照运动组、照射运动组分别提高幼稚神经元数量到159％(P=0.001)和211％(P<0.001),20 Gy全脑照射引起了82％(P<0.001)的新生成熟神经元(BrdU+/NeuN+)数量的下降,假照运动组、照射运动组分别提高新生成熟神经元的数量到189％(P<0.001)和226％(P<0.001);与假照组相比,20 Gy全脑照射分别使BDNF的表达,及TrkB、Akt、ERK、CaMKII、CREB的磷酸化水平降低至62％(P=0.001)、46％(P<0.001)、66％(P=0.001)、85％(P=0.036)、70％(P=0.001)、71％(P=0.012),假照运动组分别使它们升高至175％(P<0.001)、128％(P=0.005)、164％(P<0.001)、179％(P<0.001)、196％(P<0.001)、130％(P=0.02),与照射组相比,照射运动组分别使它们升高至假照组的90％(P=0.016)、80％(P<0.001)、91％(P<0.001)、136％(P<0.001)、126％(P=0.001)、98％(P=0.024)。
　　结论:本实验条件下,中等强度的转轮运动显著提高了SD大鼠的空间学习和记忆能力。强制转轮运动可以改善20 Gy的全脑照射在照射后2个月引起的大鼠认知功能障碍,其可能的潜在机制是运动通过促进脑源性神经营养因子信号通路的表达增加了海马神经发生从而提高认知功能的表现。

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第一部分 序 言

一、研究意义

二、放射性认知功能障碍的防治

三、研究目标与假设

参考文献

第二部分 强制转轮运动提高认知功能模型的建立

研究背景与目的

材料与方法

结果

讨论

参考文献

第三部分 强制转轮运动改善放射性认知功能障碍

研究背景与目的

材料与方法

结果

讨论

参考文献

全文结论

综述

参考文献

中英文对照缩略词表

攻读硕士学位期间科研经历及发表的论文

本研究课题受以下4项基金资助：

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