骨髓间充质干细胞移植对血管性痴呆大鼠学习记忆障碍的影响机制

摘要

目的: 本研究通过将骨髓间充质干细胞(bonemarrowmesenchymalstemcells，BMSCs)移植到血管性痴呆(vasculardementia，VD)大鼠，从行为学、形态学和自由基等不同层面观察BMSCs移植对VD大鼠学习记忆障碍的影响，探讨其作用机制。 方法: 将雄性Wistar大鼠20只随机分为以3组：①假手术组6只②VD模型组6只③BMSCs移植组8只。VD模型组、BMSCs移植组均采用两血管阻断法(2-VO)制备VD模型。 造模后1周，将标记了荧光素的BMSCs经鼠尾静脉移植到BMSCs移植组大鼠。各组术后4周开始6d的Morris水迷宫行为学测试，记录1～5d每天的平均逃避路程、平均逃避潜伏期、平均逃避速度。第6d测试120s内穿越原平台次数和原平台象限停留时间。水迷宫测试结束后各组大鼠断头取脑，应用HE染色光镜观察各组大鼠海马CA1、CA3、齿状回(dentategyrus，DG)区细胞形态；应用免疫组织化学方法检测海马CA1、CA3、DG区的突触素(SYN)蛋白表达情况；应用TUNEL法染色观察海马区细胞凋亡情况；应用Westernblot检测海马CA1区NMDAR1表达情况；应用透射电镜观察各组大鼠海马CA1区突触形态等超微结构；应用分光光度法检测过氧化氢酶(CAT)、过氧化脂质(MDA)。 结果: 1.造模4w后，经冰冻切片观察到BMSCs移植组大鼠海马区有绿色的荧光物质存在，证明经鼠尾静脉移植BMSCs成功。 2.Morris水迷宫测试结果：水迷宫实验1～5d，VD模型组、BMSCs移植组的平均逃避路程和平均逃避潜伏期长于假手术组(p<0.05)，BMSCs移植组的平均逃避路程和平均逃避潜伏期比VD模型组缩短(p<0.05)。假手术组、BMSCs移植组的平均逃避速度与VD模型组比较差异无统计学意义(p>0.05)。第6d120s内穿越原平台位置次数，VD模型组、BMSCs移植组的次数少于假手术组(p<0.05)；BMSCs移植组次数多于VD模型组(p<0.05)。第6d原平台象限停留时间，VD模型组、BMSCs移植组的停留时间少于假手术组(p<0.05)；BMSCs移植组的停留时间多于VD模型组(p<0.05)。 3.HE染色：VD模型组海马CA1区细胞核染色加深，体积明显缩小，间隙扩大，数量减少，排列疏松，胞核固缩、破裂，细胞界限不清。BMSCs移植组CA1区细胞部小分胞核深染，细胞体积稍微缩小，数量减少，可见间隙，细胞排列保持原有的规则，界限较为清楚，有少量核固缩、破裂，有少量细胞可见核仁。VD模型组CA3区可见少量的细胞胞体缩小，胞核染色略加深；细胞间隙加大，有些细胞发生皱缩，损伤仍明显，细胞排列基本保持原有规则，DG区细胞核染色略加深，细胞间隙加大。DG区细胞数量仍基本正常，细胞排列基本保持原有规则。BMSCs移植组海马细胞CA3区和DG区的细胞中，CA3区有少量胞体缩小、胞核染色略加深，细胞排列基本保持原有规则，DG区少量胞体缩小，细胞数量仍基本正常。 4.免疫组化染色结果：VD模型组大鼠海马CA1区、CA3区、DG区SYN蛋白表达低于假手术组大鼠(p<0.05)，BMSCs移植组海马CA1区、CA3区、DG区SYN蛋白表达量高于VD模型组，低于假手术组(p<0.05)。 5.TUNEL染色结果：假手术组海马CA1区可见淡染的细胞轮廓，未见TUNEL染色阳性细胞：VD模型组海马CA1区可见较为集中的凋亡阳性细胞。BMSCs移植组海马CA1区可见极少量凋亡阳性细胞。 6.电镜结果：VD模型组突触体积明显减小，形态改变，为长形或不规则形；突触前区变形，突触小泡减少并聚集，线粒体变性，突触前后膜增厚，融合，突触间隙消失，失去其正常形态。BMSCs移植组的突触体积增大，突触小泡增多，部分突触前后膜略见增厚，接近于正常，突触间隙可辨认，仍有线粒体变性。 7.Westernblot结果：VD模型组海马区CA1区NMDAR1蛋白表达水平明显低于假手术组，BMSCs移植组大鼠海马CA1区NMDAR1蛋白表达水平高于VD模型组，仍于假手术组。 8.CAT检测结果：VD模型组的CAT活性明显低于假手术组(p<0.05)，BMSCs移植组CAT活性明显高于VD模型组(p<0.05)，但仍低于假手术组。 9.MDA检测结果：VD模型组MDA含量明显高于假手术组(p<0.05)；BMSCs移植组MDA含量低于VD模型组(p<0.05)，但仍高于假手术组。 结论: 1.从行为学、形态学及自由基等不同层面，通过对VD大鼠海马CA1区、CA3区、DG区的SYN表达：CA1区的NMDAR1蛋白的表达情况分析，结果表明SYN、NMDAR1蛋白表达的增高有利于VD大鼠学习记忆能力的恢复。 2.BMSCs有向神经元和神经胶质细胞分化的潜能，分化神经细胞替代受损的神经细胞，并上调表达bFGF、NGF、BDNF、GFAP，增加神经生长因子分泌、抑制细胞凋亡、提高抗氧化能力、刺激内源性神经细胞再生、突触连接的修复建立。BMSCs可以促进突触的的再建、提高突触再建的效能。使大鼠海马突触数量和突触传递功能得以恢复，减少神经元和顶树突丢失，抑制细胞凋亡的过程，改善和恢复VD大鼠的学习和空间记忆能力。

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文摘

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论文说明：符号说明

声明

一、骨髓间充质干细胞移植对血管性痴呆大鼠空间学习记忆能力的影响

1.1前言

1.2材料与方法

1.3结果

1.4讨论

1.5小结

二、骨髓间充质干细胞移植对血管性痴呆大鼠海马结构、突触素及超微结构的影响

2.1前言

2.2材料与方法

2.3结果

2.4讨论

2.5小结

三、骨髓间充质干细胞移植血管性痴呆大鼠后NMDAR1、CAT、MDA的变化

3.1前言

3.2材料与方法

3.3结果

3.4讨论

3.5小结

结论

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

综述 血管性痴呆动物模型实验研究进展

致谢