纳洛酮对铝致学习记忆减退大鼠海马锥体细胞凋亡的影响*

孙石磊 陈 晨

郑州大学第一附属医院 1)神经内科 2)老年病科 郑州 450052

铝的神经毒性与许多神经退行性病变有关。铝的过量接触和体内蓄积是导致Alzheimer's病(AD)的病因之一。明显的、进行性的学习记忆能力减退是痴呆患者的重要临床表现之一。神经细胞的凋亡参与了Alzheimer's病等一系列与学习记忆有关的疾病的发生、发展。我们在已观察到纳洛酮能够改善铝致学习记忆减退大鼠空间学习记忆能力的基础上[1],进一步检测纳洛酮对铝致学习记忆减退大鼠海马锥体细胞凋亡的影响。

1 材料与方法

1.1动物分组及模型的建立SD大鼠,雌雄不拘。随机分为3个组:纳洛酮治疗组(n=9),模型组(n=9),正常对照组(n=9)。每天给予治疗组和模型组大鼠60 mg/100g体质量的氯化铝溶液灌胃,连续3个月,建立铝诱导学习记忆减退大鼠模型,对照组同时给予等量蒸馏水灌胃。纳洛酮治疗组大鼠腹腔注射纳洛酮0.8 mg·kg-1,连续7 d,模型组和正常组动物注射等剂量生理盐水。

1.2药品与仪器用 FACS-420流式细胞仪检测海马匀浆,采用M odfit分析软件对亚单倍体细胞数占被检细胞总量的百分率进行统计。采用脱氧核苷酸末端转移酶介导的脱氧尿苷酸-生物素切口末端标记法,原位检测凋亡细胞,按试剂盒(德国宝灵曼公司)程序进行。采用CMIA病理图像分析系统(4.0)凋亡分析模块,量化凋亡细胞。

1.3统计学分析所有数据运用SPSS11.0软件包进行处理。统计学方法采用单因素方差分析(one-way ANOVA),如果组间因素有显著意义,再采用再采用Dunnett's test和Tukey's test。P＜0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

纳洛酮组大鼠海马锥体细胞的凋亡率为(6.4±1.6)%,模型组(9.6±1.9)%,差异有统计学意义(P＜0.05);纳洛酮组大鼠凋亡细胞数为(7.5±1.9),模型组(12.8±2.2),差异有统计学意义(P＜0.05)。说明纳洛酮能够明显减少铝致学习记忆减退大鼠海马锥体细胞的凋亡。见表1。

表1 3组大鼠海马锥体细胞凋亡比较 (Mean±SD,n=9)

3 讨论

海马是大脑一个重要结构,极易受损并极具可塑性。海马CA1区锥体细胞与学习记忆密切相关,神经细胞的凋亡参与了Alzheimer's病等一系列与学习记忆有关的疾病的发生、发展。铝中毒可导致神经细胞的凋亡和退变[2]。

内源性阿片系统,包括阿片及阿片受体在动物的学习记忆及调节神经细胞的发育、成熟方面起了重要作用。Barriti发现阿片受体拮抗剂纳络酮明显改善小鼠的记忆[3],但其具体机制尚不清楚。为此我们用TUNEL及流式细胞仪等方法,观察纳洛酮对铝致学习记忆减退大鼠海马锥体细胞凋亡的影响。

本实验结果显示,纳洛酮治疗组大鼠的海马CA1区锥体细胞凋亡率及凋亡细胞数较模型组明显减少,说明纳洛酮能减少铝致学习记忆减退大鼠海马锥体细胞的凋亡。

阿片肽和神经细胞的凋亡有密切联系,阿片肽神经毒性之一就是促进神经细胞的凋亡[4]。吗啡可促进培养的胎儿神经元细胞的凋亡,而该作用可被纳洛酮阻断[5]。

纳洛酮是阿片受体拮抗剂,对μ型受体的拮抗作用最强,剂量增大时也作用于κ、δ受体。纳洛酮的阿片受体拮抗作用是其改善铝致学习记忆减退大鼠海马锥体凋亡的机制之一。

另外,纳洛酮本身还具有广谱的药理作用,及明确的神经保护作用,减少病理状态下神经细胞凋亡[6]。纳洛酮可能通过以下途径减少铝致学习记忆减退大鼠海马锥体细胞的凋亡:纳洛酮可改善脑代谢;具有抗氧化酶活性而减少自由基的产生[7];降低小胶质细胞产生的超氧化物,稳定细胞膜,减少细胞内钙超载。

我们的其它研究发现纳洛酮可明显减少铝致学习记忆减退大鼠海马CA1区锥体神经元细胞的丢失并改善其超微结构,提高锥体细胞的DNA含量。纳洛酮可能通过减少铝致学习记忆减退大鼠海马锥体细胞凋亡改善学习记忆。

本实验为解释纳洛酮提高铝致学习记忆减退大鼠的学习记忆能力的生物学机制提供了重要线索。

[1]Sun Shilei,M a Guangyu,Li Hua,et al.Effect of Naloxone on aluminum-induced learning and memory impairment in rats[J].Neuro India,2005,53:79.

[2]Shaw CA,Petrik MS.Aluminum hy droxide injections lead to moto r deficits and motor neuron degeneration[J].J Inorg Biochem,2009,103(11):1 555-1 562.

[3]Baratti CM,Introini IB,Huygens P.Possible interaction between central cholinergic muscarinic and opioid peptidergic systems during memory consolidation in mice[J].Behavior Neural Biol,1984,40:155.

[4]Li Y,Li H,Zhang Y,et al.T oll-like receptor 2 is required for opioids-induced neuronal apoptosis[J].Biochem Biophy s Res Commun,2010,391(1):426-430.

[5]Hu S,Sheng WS,Lokensgard JR,et al.Morphine induces apoptosis of human microglia and neurons[J].Neuropharmacology,2002,42:829-836.

[6]Song Y,Shen H,Ding AS,et al.Effects of naloxone on rat cortical neuron apoptosis induced by anoxia[J].Zhongguo Wei Zhong Bing Ji Jiu Yi Xue,2003,15(9):553-556.

[7]Liu B,Du L,Hong JS.Naloxone protects rat dopaminergic neurons against inflammatory damage through inhibition of microglia activation and superoxide generation[J].J Pharmacol Exp Ther,2000,293(2):607-617.