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康復訓練對學習記憶和精神行為的影響

豐富康復訓練對快速老化小鼠（SAM）學習記憶和精神行為的影響及其神經(jīng)機制
目的：阿爾茨海默病(Alzheimer's disease，AD)又稱老年性癡呆，是一與年齡老化相關、以認知功能減退為主要臨床表現(xiàn)的神經(jīng)系統(tǒng)退行性**。我們選擇SAMP8小鼠為研究對象、SAMR1小鼠為正常對照，探討豐富康復訓練對SAMP8學習記憶能力和精神行為的影響及其機制，為應用豐富環(huán)境及康復訓練預防、延緩AD的發(fā)生提供理論依據(jù)。方法: 雄性3月齡SAMP8和SAMR1各40只，隨機分為豐富環(huán)境組(EE)、標準環(huán)境組(SE)、豐富環(huán)境結(jié)合跑籠運動組(ER-1)、豐富環(huán)境結(jié)合技巧運動組(ER-2)。
2個月后進行行為學評測：學習記憶評測采用Morris水迷宮(Morris water maze，MWM)實驗和跳臺(step down)實驗，精神行為評測采用自主活動測試和高架十字迷宮(Elevated-plus maze，EPM)實驗。**組化方法檢測海馬β-淀粉樣蛋白(Ap)、突觸素(Syp)、腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子(BDNF)、神經(jīng)元型一氧化氮和酶(nNOS)**陽性表達。RT-PCR方法檢測海馬β-淀粉樣蛋白前體蛋白(APP)mRNA和腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子(BDNF)mRNA表達。放射**學方法檢測血漿促腎上腺皮質(zhì)**(ACTH)和血清皮質(zhì)醇(Cor)含量。上海欣軟信息科技有限公司生產(chǎn)提供高架十字迷宮儀器，型號為XR-XG201.
結(jié)果:
1. 豐富康復訓練增強SAMP8小鼠學習記憶能力
1.1 SAMP8和SAMRl小鼠SE組Moms水迷宮和跳臺實驗比較: Moms水迷宮顯示：SAMP8小鼠平均逃避潛伏期較SAMR1顯著延長(F=83.364，p<0.001)，但從第2天開始，每天較前1天有進步(F=129.79，P<0.001)。SAMP8穿越平臺的次數(shù)較SAMR1明顯減少(Z=3.293，P<0.01)。跳臺實驗顯示：SAMP8**天學習成績較SAMRl無明顯降低(Z=0.207，P>0.05)，而**天記憶成績較SAMRl顯著下降(Z=2.796，P<0.01)。
1.2 SAMP8小鼠ER組(ER-1、ER-2)與SE組Morris水迷宮和跳臺實驗比較: Morris水迷宮顯示：ER-1、ER-2組平均逃避潛伏期較SE組顯著縮短(P<0.05)；穿越平臺次數(shù)ER-2組顯著增多(P<0.05)，ER-1組增多但無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。跳臺實驗顯示：ER-1組**天學習成績和**天記憶成績較SE組顯著改善(P<0.05)；而ER-2組**天學習成績改善但無統(tǒng)計學意義(P>0.05)，**天記憶成績顯著改善(P<0.05)。
1.3 SAMP8小鼠EE組與SE組Moms水迷宮和跳臺實驗比較: Morris水迷宮顯示：EE組平均逃避潛伏期較SE組顯著縮短(P<0.05)；穿越平臺次數(shù)較SE組增加(EE組平均秩次56.95，SE組平均秩次34.80)但無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。跳臺實驗顯示：EE組**天學習成績提高(P<0.05)，**天記憶成績無改善(P>0.05)。
2. 豐富康復訓練改善SAMP8小鼠的精神行為
2.1 SAMP8和SAMR1小鼠SE組自主活動和高架十字迷宮實驗比較: 自主活動測試顯示：SAMP8小鼠自主活動次數(shù)較SAMR1減少，但無統(tǒng)計學意義(SAMP8平均秩次47.34，SAMR1平均秩次53.66，Z=1.089，p>0.05)。高架十字迷宮顯示：SAMP8小鼠開放臂停留時間較SAMR1顯著縮短(SAMP8平均秩次40.76，SAMR1平均秩次60.24，Z=3.358，P<0.05)。
2.2 SAMP8小鼠ER組(ER-1、ER-2)與SE組自主活動和高架十字迷宮實驗比較: 自主活動測試顯示：自主活動次數(shù)ER-1組較SE組顯著增多(P<0.05)，ER-2組較SE組增多但無統(tǒng)計學意義(P>0.05)；高架十字迷宮顯示：開放臂停留時間ER-2組較SE組顯著延長(P<0.05)；ER-1組較SE組延長但無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。
2.3 SAMP8小鼠EE組與SE組自主活動和高架十字迷宮實驗比較: 自主活動測試和高架十字迷宮顯示：EE組較SE組自主活動次數(shù)增多、開放臂停留時間延長，但均無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。
3. 豐富康復訓練降低SAMP8小鼠海馬Aβ、Syp蛋白表達及海馬APPmRNA表達
3.1 SAMP8和SAMR1小鼠SE組海馬神經(jīng)元HE染色和**組化染色: HE染色可見SAMP8小鼠海馬部分神經(jīng)元細胞變性、死亡，多表現(xiàn)為核濃縮，空泡變性：SAMR1小鼠海馬神經(jīng)元形態(tài)正常。**組化染色可見SAMP8和SAMR1小鼠海馬Aβ和Syp陽性反應物呈棕黃色顆粒，分布于神經(jīng)元胞膜和胞漿。Aβ**陽性產(chǎn)物以海馬CA3、CA1區(qū)明顯，Syp**陽性產(chǎn)物以海馬CA3、CA4區(qū)明顯。
3.2 SAMP8和SAMR1小鼠SE組海馬CA3區(qū)Aβ、Syp**陽性表達及海馬APP mRNA表達比較: Aβ**陽性表達SAMP8(0.274±0.017)較SAMR1(0.193±0.015)顯著增高(P<0.01)；Syp**陽性表達SAMP8(0.156±0.008)較SAMR1(0.199±0.014)顯著減少(P<0.01)；APP mRNA表達SAMP8(0.867±0.068)較SAMR1(0.469±0.062)顯著增高p<0.05)。
3.3 SAMP8小鼠ER組(ER-1、ER-2)與SE組海馬CA3區(qū)Aβ、Syp**陽性表達及海馬APP mRNA表達比較: Aβ**陽性表達ER-1、ER-2組(0.192±0.018，0.198±0.014)較SE組(0.274±0.017)顯著減少(P<0.05)；Syp**陽性表達ER-1、ER-2組(0.227±0.019，0.225±0.019)較SE組(0.156±0.008)顯著增多(P<0.05)；APP mRNA表達ER-1、ER-2組(O.574±0.059，0.692±0.031)較SE組(0.867±0.068)減少但無統(tǒng)計學意義(P>0.05)?？祻陀柧殞W習記憶和精神行為的影響
3.4 SAMP8小鼠EE組與SE組海馬CA3區(qū)Aβ、Syp**陽性表達及海馬APPmRNA表達比較: Aβ**陽性表達EE組(0.202±0.014)較SE組(0.274±0.017)顯著減少(P<0.05)；Syp**陽性表達EE組(0.202±0.004)較SE組(0.156±0.008)顯著增多(P<0.05)；APP mRNA表達EE組(0.715±0.117)較SE組(0.867±0.068)減少但無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。
4. 豐富康復訓練增強SAMP8小鼠海馬BDNF、nNOS蛋白表達及海馬BDNF mRNA表達
4.1 SAMP8和SAMR1小鼠SE組海馬神經(jīng)元**組化染色。
4.2 SAMP8和SAMR1小鼠SE組海馬CA1區(qū)BDNF、CA4區(qū)nNOS**陽性表達及海馬BDNF mRNA表達比較。
4.3 SAMP8小鼠ER組(ER-1、ER-2)與SE組海馬CA1區(qū)BDNF、CA4區(qū)nNOS**陽性表達及海馬BDNF mRNA表達比較。 4.4 SAMP8小鼠EE組與SE組海馬CA1區(qū)BDNF、CA4區(qū)nNOS**陽性表達及海馬BDNF mRNA表達比較。
5. 豐富康復訓練增加SAMP8小鼠血漿ACTH和血清Cor水平
5.1 SAMP8和SAMR1小鼠SE組血漿ACTH和血清Cor水平比較。
5.2 SAMP8小鼠ER組(ER-1、ER-2)與SE組血漿ACTH和血清Cor水平比較。
5.3 SAMP8小鼠EE組與SE組血漿ACTH和血清Cor水平比較。
結(jié)論:
1. 5月齡SAMP8小鼠表現(xiàn)出明顯的學習記憶能力受損，尤其是記憶能力下降明顯。豐富康復訓練可顯著改善SAMP8的學習記憶能力，以改善學習能力為著。豐富康復訓練后SAMP8空間學習記憶能力與同齡SAMR1接近。豐富環(huán)境結(jié)合跑籠運動對SAMP8空間學習記憶能力的改善優(yōu)于豐富環(huán)境結(jié)合技巧運動?？祻陀柧殞W習記憶和精神行為的影響
2. 5月齡SAMP8小鼠有抑郁、焦慮情緒，表現(xiàn)為自主活動次數(shù)顯著減少、高架十字迷宮開放臂停留時間顯著縮短。豐富康復訓練2月后，SAMP8小鼠自主活動次數(shù)顯著增加、開放臂停留時間顯著延長。我們認為豐富康復訓練可改善SAMP8小鼠的精神行為。
3. 5月齡SAMP8小鼠海馬部分神經(jīng)元細胞變性、死亡。海馬Aβ和APP表達增高、Syp表達減少可能是SAMP8小鼠學習記憶能力減退的主要原因。而豐富康復訓練可通過減少海馬Aβ沉積和增加Syp表達改善SAMP8的學習記憶能力。
4. SAMP8小鼠學習記憶能力下降還可能與海馬BDNF、nNOS表達減少有關。海馬BDNF表達下降介導了nNOS表達減少，進而影響LTP的形成。豐富康復訓練通過增加海馬BDNF、nNOS表達改善SAMP8的學習記憶能力。
5. SAMP8小鼠血漿ACTH和血清皮質(zhì)醇水平是值得進一步探討的問題。我們發(fā)現(xiàn)，5月齡SAMP8血漿ACTH和血清皮質(zhì)醇水平較SAMR1顯著減低。豐富康復訓練可提高SAMP8血漿ACTH和血清皮質(zhì)醇水平，改善HPA軸的功能，提高其學習記憶能力、減緩抑郁和焦慮情緒。上海欣軟信息科技有限公司生產(chǎn)提供高架十字迷宮儀器，型號為XR-XG201.

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