有氧运动对大鼠衰老海马突触可塑性及CREB基因表达的影响
详细信息 查看官网全文
摘要
研究目的:本实验通过成功建立D-半乳糖衰老动物模型,并在建模前和建模过程中对大鼠进行中等负荷有氧运动,探讨不同时期有氧运动对衰老大鼠海马突触可塑性、cAMP反应元件结合蛋白(CREB)基因表达及DNA甲基化水平的影响,分析这些指标变化之间的相互关系及可能作用机制,探寻延缓脑衰老的最佳运动干预时期,为进一步揭示有氧运动延缓脑衰老提供理论依据和实验资料。研究方法:3月龄雄性SPF级SD大鼠60只(400±10g)。适应性喂养一周后随机分为4组(n=15):对照组(C组)、衰老模型组(A组)、建模前运动组(E1组)、建模中运动组(E2组)。除C组外,其余三组大鼠均采用"腹腔注射D-半乳糖法"建立亚急性衰老动物模型。E1组、E2组分别在建模前、建模过程中进行中等负荷的游泳运动干预。动物实验结束后断头处死,迅速剥离海马并投入液氮保存备用。尼氏染色观察大鼠海马齿状回神经元形态结构变化;免疫荧光检测大鼠海马DG区突触素(Syp)、代谢型谷氨酸受体1(mGluR1)的数量和密度的变化;Real-time PCR及Westem Blotting检测大鼠海马CREB mRNA及蛋白的表达。研究结果:(1)尼氏染色结果:C组大鼠海马神经元排列整齐,细胞核呈椭圆形,胞体和树突中尼氏体着色均匀,细胞结构完整;A组排列紊乱,数量明显减少,细胞间距增大,细胞核固缩,部分神经元细胞核模糊不清,胞体和树突中尼氏体着色变浅,细胞结构不完整;E1组、E2组情况分别与A组、C组接近。(2)免疫荧光染色结果:Syp的IOD值:A组和E1组均非常显著性低于C组(P<0.01),E1组显著高于A组(P<0.05),E2组非常显著性高于A组、E1组(P<0.01);mGluR1的IOD值:A组非常显著性低于C组(P<0.01),E1组显著性低于C组(P<0.05),且显著高于A组(P<0.05),E2组非常显著性高于A组、E1组(P<0.01);(3)CREB mRNA及蛋白表达结果:各组海马CREB蛋白含量及mRNA表达变化基本保持一致,A组均非常显著性低于其他各组(P<0.01);C组和E2组均非常显著性高于E1组(P<0.01);C组和E2组之间差异无统计学意义。研究结论:(1)有氧运动可修复海马神经元的形态结构,使Syp和mGluR1数量和密度保持在一定的水平上,以维持突触可塑性的能力,改善脑功能,延缓脑衰老;(2)有氧运动可上调CREB蛋白和mRNA的表达,使该转录因子恢复其正常的调节和转录功能。推测这是有氧运动可以维持突触可塑性能力、修复海马神经元的形态结构,进而延缓脑衰老的可能机制。(3)不同时期有运动对脑衰老的干预效果不同,在衰老过程中进行有氧运动干预效果相对较好,提示:有氧运动需要持续才能更好地发挥其作用。
引文