海马神经元细胞内钙超载对慢性间歇低氧小鼠认知功能的损伤及盐酸美金刚的保护作用

摘要

目的观察慢性间歇低氧对小鼠神经行为和学习记忆能力的影响, 探讨海马神经元细胞内钙超载在其中发挥的作用, 以及盐酸美金刚的干预效果。方法 ICR雄性小鼠45只, 按照随机数字表法分为常氧对照组（对照组）、慢性间歇低氧组（CIH组）和慢性间歇低氧+盐酸美金刚干预组（干预组）, 每组15只。将CIH组和干预组置于间歇低氧环境中（8 h/d, 共4周）, 对照组置于常氧环境中, 干预组每日间歇低氧前15 min腹腔注射盐酸美金刚, 剂量5 mg/kg, 对照组和CIH组腹腔注射等体积生理盐水。利用旷场实验和Morris水迷宫评价各组小鼠的行为和学习记忆能力, 流式细胞术检测小鼠海马神经元内游离钙离子浓度（[Ca2+]i）, Western blot检测小鼠海马组织凋亡蛋白活化型半胱氨酸天冬氨酰蛋白酶-3（caspase-3）及N-甲基-D-天冬氨酸受体下游信号通路蛋白细胞外信号调节激酶（ERK） 1/2的表达水平。结果 CIH组小鼠海马神经元内[Ca2+]i荧光强度（155±12）明显高于对照组（92±8, P＆0.01）;而干预组小鼠海马神经元内[Ca2+]i荧光强度（90±8）明显低于CIH组（P＆0.01）, 但与对照组比较差异无统计学意义（P＆0.05）。CIH组小鼠海马组织活化型caspase-3表达量较对照组明显升高（P＆0.01）, 而pERK1/2表达量降低（P＆0.05）;干预组海马组织活化型caspase-3表达量较CIH组明显降低（P＆0.01）, pERK1/2表达量有所升高（P＆0.05）, 而两种蛋白表达与对照组比较均无统计学差异。旷场实验结果显示CIH组小鼠自发活动度高于对照组, 干预组小鼠自发活动度较CIH组小鼠降低（均P＆0.05）, 但与对照组比较差异无统计学意义。水迷宫实验中, CIH组小鼠学习记忆能力明显受损, 其中逃避潜伏期长于对照组（P＆0.05）, 目的象限时间百分率及穿越平台次数少于对照组（均P＆0.01）;干预组小鼠学习记忆能力明显优于CIH组（均P＆0.01）, 而与对照组差异无统计学意义（P＆0.05）。结论慢性间歇低氧可引起小鼠海马神经元钙超载, 介导细胞凋亡并抑制NMDA受体下游蛋白ERK1/2的磷酸化, 可能是慢性间歇低氧诱导小鼠认知障碍的机制之一, 而盐酸美金刚具有一定的神经保护作用。