HCN1/2通道亚型在慢性脑缺血所致认知障碍中的作用及药物干预研究

摘要

本文从以下几方面进行论述：
　　第一部分：大鼠慢性脑缺血不同时间点引起的空间学习记忆障碍与海马CA1区HCN1/HCN2膜表达动态变化特征。
　　目的：慢性脑缺血（Chronic cerebral hypoperfusion，CCH）是临床上常见的一种病理状态，其引起认知损伤的机制特别是随时间变化的机制目前还不清楚。本实验旨在研究大鼠慢性脑缺血后其认知表现与海马CA1区HCN1/HCN2之间的动态变化特征，为缺血后认知损伤的干预提供一个新的作用靶点。
　　方法：大鼠双侧颈总动脉结扎（Two-vessel occlusion，2VO）建立慢性脑缺血模型。实验分为假手术4W，8W及12W组，缺血4W，8W及12W组。各组大鼠的空间学习记忆功能用水迷宫（Morris water maze，MWM）实验评价，电生理长时程增强（Long-term potentiation，LTP）阐明其突触机制。NeuN，HCN1及HCN2的表达采用免疫组化和Western bloting进行分析评价。
　　结果：慢性脑缺血能引起稳定的空间学习记忆损伤，其损伤程度与缺血时间无明显相关性。慢性脑缺血后神经元丢失只出现在缺血4W，随着缺血时间的延长（8W和12W）其神经元的丢失得到恢复。在慢性脑缺血4W时，海马CA1区HCN1的膜表达出现下调，HCN2的膜表达出现上调。但在缺血的延长期（8W和12W）只出现HCN2的膜表达上调。
　　结论：大鼠慢性脑缺血后海马CA1区HCN1/HCN2的膜表达紊乱是造成其空间学习记忆损伤的一个重要原因。并且在缺血的延长期（8W和12W）其空间学习记忆损伤主要由HCN2的膜表达上调所致。
　　第二部分：氟西汀通过下调海马CA1区HCN2的膜表达从而改善大鼠慢性脑缺血引起的认知障碍。
　　目的：我们之前的研究发现在慢性脑缺血的延长期，海马CA1区HCN2的膜表达上调是造成大鼠出现认知障碍的一个主要原因。所以本实验旨在探讨氟西汀干预后能否改善大鼠慢性脑缺血引起的认知障碍，以及其所涉及的机制是否与 HCN2有关。
　　方法：2VO手术建立慢性脑缺血模型。实验分为假手术组，缺血模型组，缺血+氟西汀给药组。在造模后第2周开始给予氟西汀（30mg/kg,ig），持续给药6周。在造模后第8周时各组大鼠的认知功能由水迷宫实验和新事物认知（novel objects recognition，NOR）实验评价。电生理LTP的记录阐明其学习记忆的突触机制。Western bloting评价大鼠海马CA1区HCN2的蛋白水平。
　　结果：氟西汀能显著改善慢性脑缺血引起的认知障碍，并逆转由缺血引起的海马CA1区HCN2的膜表达上调。
　　结论：氟西汀能通过下调海马CA1区HCN2的膜表达，从而改善慢性脑缺血所致的认知障碍。
　　第三部分：巴氯芬通过上调前额皮层HCN2的表达从而改善由慢性脑缺血引起的空间工作记忆损伤。
　　目的：慢性脑缺血能导致学习记忆损伤并通过多种生物学途径增加血管性痴呆的患病风险。然而，慢性脑缺血能否导致前额皮层（prefrontal cortex，PFC）依赖性的空间工作记忆损伤以及GABAB受体激动剂巴氯芬能否改善这种损伤，目前还不清楚。因此，本研究旨在探讨巴氯芬能否改善慢性脑缺血后的空间工作记忆障碍以及其涉及的机制。
　　方法：采用2VO手段建立慢性脑缺血模型。在缺血后两周给予巴氯酚（25mg/kg，i.p.），持续给药三周。空间工作记忆采用改进的水迷宫实验，即一种延迟位置匹配（delayed matching-to-place, DMP）方法来评价。Western bloting以及免疫荧光分别评价蛋白水平与蛋白定位。
　　结果：慢性脑缺血能导致显著的空间工作记忆损伤，同时伴随着PFC中HCN2的表达下调，但HCN1没有发生变化。并且在慢性脑缺血后，PFC中神经元特异性标记物蛋白基因产物9.5（protein gene product9.5，PGP9.5），星形胶质细胞（glial fibrillary acidic protein，GFAP），突触素（synaptophysin，SYP），脑源性营养因子（brain-derived neurotrophic factor，BNNF），以及小清蛋白（parvalbumin，PV）阳性中间神经元的表达也没有发生改变。给予巴氯酚后能显著改善由慢性脑缺血引起的空间工作记忆损伤，同时能逆转HCN2表达的下调。此外，结果还显示在PFC中HCN2与PV阳性中间神经元存在共表达。
　　结论：慢性脑缺血能引起空间工作记忆损伤，给予巴氯酚后能通过逆转PFC中HCN2的下调从而改善这种损伤。HCN2可能通过作用于抑制性中间神经元而参与了空间工作记忆的形成过程。

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英文摘要

第一部分 大鼠慢性脑缺血不同时间点引起的空间学习记忆障碍与海马CA1区HCN1/HCN2膜表达动态变化特征

前言

材料和方法

实验结果

讨论

参考文献

第二部分 氟西汀通过下调海马CA1区HCN2的膜表达从而改善大鼠慢性脑缺血引起的认知障碍

前言

材料与方法

实验结果

讨论

参考文献

第三部分 巴氯芬通过上调前额皮层HCN2的表达从而改善由慢性脑缺血引起的空间工作记忆损伤

前言

材料和方法

实验结果

讨论

参考文献

全文总结及创新点

文献综述: HCN通道在认知功能中的作用

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