APP/PS1小鼠不同时期灰质体积变化与Aβ沉积和学习记忆功能的相关性分析

摘要

目的:分析阿尔兹海默病(AD)双转基因APP/PS1模型小鼠大脑灰质体积变化与其学习记忆能力和相关脑区β-淀粉样蛋白(Aβ)沉积的相关性,以期为探明AD动物模型的病理特征提供可靠的行为学和影像学依据.方法:共纳入野生组(WT)和APP/PS1组2组小鼠,每组36只.WT组小鼠选用C57-BL/6小鼠,APP/PS1组选用APP/PS1双转基因小鼠,2组均分别由2、6、12不同月龄小鼠组成,每组每个月龄小鼠12只.通过Morris水迷宫测试(定位航行实验和空间探索实验)检测2组小鼠空间记忆学习能力和空间记忆提取能力;采用磁共振T2加权成像(MRI T2WI)扫描检测小鼠大脑双侧内嗅皮质和海马的灰质体积变化情况;分离和制备2组不同月龄小鼠大脑石蜡切片,采用Thioflavine-s (Th-s)荧光染色检测2组小鼠大脑双侧内嗅皮质和海马的Aβ沉积情况;采用Pearson相关分析法分析2组小鼠不同时期的灰质体积变化与其学习记忆能力和对应脑区Aβ沉积的相关性.结果:①Morris水迷宫测试结果:与WT组比较,APP/PS1组2月龄小鼠行为学结果无明显区别,差异无统计学意义(P＞0.05);APP/PS1组6、12月龄小鼠逃避潜伏期明显增加、穿越平台次数明显减少,差异具有统计学意义(P＜0.05).②MRI T2WI扫描结果:与WT组比较,APP/PS1组2月龄小鼠灰质体积无明显变化,差异无统计学意义(P＞0.05);APP/PS1组6月龄小鼠内嗅皮质体积明显缩小,APP/PS1组12月龄小鼠内嗅皮质和海马体积均明显缩小,差异具有统计学意义(P＜0.05).③Th-s荧光染色检测结果:WT组、APP/PS1组2月龄小鼠均未检测出Aβ沉积;与WT组比较,APP/PS1组小鼠6月龄内嗅皮质和海马可检测到少量Aβ沉积,而12月龄时内嗅皮质和海马则可检测出大量致密Aβ斑块,差异具有统计学意义(P＜0.05).④相关性分析结果:APP/PS1组小鼠内嗅皮质和海马体积变化与逃避潜伏期呈明显负相关关系(r=-0.729,P＜0.001;r=-0.643,P＜0.001);APP/PS1组小鼠内嗅皮质和海马体积变化与穿越平台次数呈明显正相关关系(r=0.705,P＜0.001;r=0.719,P＜ 0.001);APP/PS1组小鼠内嗅皮质和海马体积变化与Aβ沉积呈明显负相关关系(r=-0.865,P＜0.001;r=-0.885,P＜0.001).结论:APP/PS1转基因小鼠可能于6月龄时就发生学习记忆功能障碍,且随时间渐进性加重;这种学习记忆功能障碍可能与大脑内嗅皮质和海马体积萎缩有关;而Aβ过度沉积可能是导致大脑灰质体积萎缩的因素之一.