不同水平血尿酸对大鼠学习记忆能力的影响

刘睿，王伟，殷小平

(1南昌大学玛丽女王学院，南昌 330006；2南昌大学第一临床医学院；3南昌大学第二附属医院)

不同水平血尿酸对大鼠学习记忆能力的影响

刘睿1，王伟2，殷小平3

(1南昌大学玛丽女王学院，南昌 330006；2南昌大学第一临床医学院；3南昌大学第二附属医院)

目的 观察不同水平血尿酸对大鼠学习记忆能力的影响。方法 将48只大鼠随机分为对照组、轻度组、中度组、重度组各12只，后三组采用腹腔注射氧嗪酸钾盐的方法制备不同水平的高尿酸血症(HUA)动物模型，对照组大鼠腹腔注射等量生理盐水，均连续注射给药28 d。采用Morris水迷宫试验观察各组大鼠的学习记忆能力，化学发光法检测大鼠血清超氧化物歧化酶(SOD)，免疫组织化学法、酶联免疫吸附试验观察大鼠海马区β-淀粉样蛋白1-42(Aβ1-42)表达情况。结果 对照组、轻度组、中度组、重度组大鼠潜伏期分别为(19.6±5.7)、(39.1±6.5)、(36.2±5.6)、(33.7±8.2)s，穿越平台次数分别为(3.2±0.8)、(2.0±0.6)、(2.1±0.4)、(2.3±0.5)次，轻度组、中度组、重度组与对照组相比，P均<0.01。对照组、轻度组、中度组、重度组大鼠血清SOD活性分别为(403.9±16.3)、(356.9±22.0)、(372.9±15.7)、(382.1±16.2)U/mL，海马组织Aβ1-42表达阳性细胞数分别为(8.5±2.3)、(70.6±20.5)、(47.5±11.2)、(30.7±7.9)个，海马组织Aβ1-42相对表达量分别为(11.1±3.1)、(46.9±6.3)、(40.8±5.3)、(35.6±5.6)pg/mg，两两相比，P均<0.05。结论 高于正常的不同水平血尿酸均可导致大鼠学习记忆能力下降，但随着血尿酸水平的升高大鼠学习记忆能力下降程度减轻，其机制可能与尿酸的抗氧化及促氧化双重特性有关。

尿酸；学习记忆能力；β-淀粉样蛋白；超氧化物歧化酶

高尿酸血症(HUA)是代谢性疾病、心脑血管疾病的重要危险因素[1,2]。Schretlen等[3]研究发现，生理范围内高水平的血尿酸也可能增加老年人认知功能障碍的风险，降低尿酸水平会减少认知障碍的发生。而Al-khateeb等[4]研究发现，低水平血尿酸与阿尔茨海默病(AD)的认知功能有关，低水平血尿酸可能对AD的发生发展起一定作用。因此，尿酸对于AD是保护性因素还是危险因素目前仍不明确[5]，尿酸水平对于认知障碍的影响及其机制需要进一步研究。β-淀粉样蛋白1-42(Aβ1-42)异常沉积是AD病理改变的中心环节，是形成老年斑的主要成分，其含量高低与学习记忆能力密切相关[6]。超氧化物歧化酶(SOD)是人体内重要的抗氧化剂，可反映体内应激状态[7]。2015年7月～2016年10月，本实验拟建立不同浓度的持续性HUA大鼠模型，观察不同水平血尿酸对大鼠海马区Aβ1-42表达、学习记忆及血清抗氧化功能的影响，探讨水平血尿酸与学习记忆功能的关系及机制。

1 材料与方法

1.1 实验动物、试剂 南昌大学动物实验中心提供的清洁级健康雄性Wistar大鼠48只，体质量(220±10)g，实验条件下自然饮水、饮食，适应性饲养1周后进行实验。氧嗪酸钾盐购于山东中科泰斗化学有限公司，Aβ1-42抗体购于北京博奥森生物技术有限公司，尿酸、SOD检测试剂盒购于南京建成生物工程研究所。

1.2 动物分组与HUA模型的建立 将所有大鼠随机分为对照组、轻度组、中度组、重度组各12只。参考孟笑玮等[8]的方法用蒸馏水配制氧嗪酸钾，轻、中、重度组大鼠分别给予150、300、450 mg/kg的氧嗪酸钾腹腔注射，制备不同水平的HUA模型，对照组大鼠腹腔注射等量生理盐水，均连续注射给药28 d。各组大鼠在实验条件下自然饮水、饮食。对照组、轻度组、中度组、重度组大鼠血尿酸水平分别为(47.7±6.7)、(248.7±16.9)、(274.3±21.1)、(300.1±16.7)μmmol/L，各组间两两相比P均<0.05，HUA大鼠模型制备成功。

1.3 大鼠学习记忆能力观察 造模后第28天采用Morris水迷宫试验进行空间记忆能力测定。实验每天分上下午2个时间段，每天训练4次，每次训练随机找入水点，将大鼠面向池壁放入水池，所有大鼠每次训练取同一入水点。记录大鼠90 s内从入水找到平台的时间即逃避潜伏期,在平台上停留超过2 s表示寻台成功。寻台失败则逃避潜伏期记作90 s。第5天进行空间探索试验，移除平台，任选一个入水点，记录其在90 s内穿越原平台的次数。

1.4 大鼠血清SOD检测 各组大鼠于学习记忆能力检测结束后应用断尾采血法采集大鼠血液3 mL,经室温自然凝血、离心分离提取上清液,置于-30 ℃待测。采用化学发光法检测大鼠血清SOD，检测方法按照试剂盒说明进行。

1.5 大鼠海马组织Aβ1-42检测 ①免疫组织化学检测。行为学检测结束后常规灌注取材，常规脱水、二甲苯透明、石蜡包埋、连续冠状切片，片厚5 μm。免疫组织化学染色用SP法，按照说明书进行操作。DAB显色，镜下观察显色情况。结果评定：海马组织Aβ1-42阳性表达表现为细胞膜及胞质呈棕黄色颗粒。每只大鼠选取相似平面切片5张，应用网格目镜测试，在40×10倍光镜下计数单位面积内Aβ1-42阳性表达的细胞数目，每张切片分别选取双侧海马视野各2个，其均数作为Aβ1-42阳性细胞的数目。②酶联免疫吸附试验(ELISA)测定。冰上迅速取出脑组织分离海马，以生理盐水制成10%的脑组织匀浆，用低温离心机离心后，吸取上清液，按试剂盒要求测定大鼠脑组织Aβ1-42表达。

2 结果

2.1 各组大鼠学习记忆能力比较 见表1。

表1 各组大鼠学习记忆能力比较

注：与对照组相比，*P<0.01。

2.2 各组大鼠血清SOD活性比较 对照组、轻度组、中度组、重度组大鼠血清SOD活性分别为(403.9±16.3)、(356.9±22.0)、(372.9±15.7)、(382.1±16.2)U/mL，两两相比，P均<0.05。

2.3 各组大鼠海马组织Aβ1-42表达比较 对照组、轻度组、中度组、重度组大鼠海马组织Aβ1-42表达阳性细胞数分别为(8.5±2.3)、(70.6±20.5)、(47.5±11.2)、(30.7±7.9)个，两两相比P均<0.05。对照组、轻度组、中度组、重度组大鼠海马组织Aβ1-42相对表达量分别为(11.1±3.1)、(46.9±6.3)、(40.8±5.3)、(35.6±5.6)pg/mg，两两相比P均<0.05。

3 讨论

HUA是一种由体内嘌呤代谢紊乱引起的疾病，主要临床表现为血清尿酸水平的升高，该病与遗传、生活方式、饮食习惯及经济水平密切相关。《无症状高尿酸血症合并心血管疾病诊治建议中国专家共识》指出，HUA是心脑血管病的独立危险因素之一。近年来研究发现，尿酸水平与认知障碍密切相关，但HUA对认知功能影响的研究结果并不一致[9]。Vannorsdall等[10]研究结果发现，高水平血尿酸与操作记忆、运算速度和语言流畅性记忆有关，缺血性脑白质损害在血尿酸和认知功能障碍之间起重要作用，高水平血尿酸可间接导致海马缺血缺氧而导致认知功能损害。尿酸是一种重要的生理性的天然抗氧化剂，具有抗氧化应激和保护多巴胺能神经元的作用，还可以增强SOD活性，防止细胞过氧化，延长其生存[11]。临床研究发现AD和轻度认知障碍患者血尿酸处于较低水平，高尿酸水平轻度认知障碍患者进展为AD的速度减慢[12]。动物实验发现，尿酸具有改善AD大鼠空间学习记忆能力作用，一定的尿酸水平能够保护认知功能，其机制与抗氧化应激有关[13]。但也有动物实验发现，在维持高尿酸后，大鼠海马SOD等氧化应激指标活性增强，但对认知功能无明显影响[11]。尿酸在体内是作为还原剂保护细胞还是作为氧化剂介导细胞损伤目前尚无定论。

Morris水迷宫试验可检测动物对空间位置觉和方向觉的学习记忆能力，平均逃避潜伏期越短学习能力越强，跨越平台次数越多记忆能力越强。氧化损伤在AD的发生和发展中发挥重要作用，目前认为记忆减退的重要原因包括抗氧化酶活性的降低，自由基的积累及由此导致的氧化应激损伤。SOD活性高低间接反映了机体清除自由基的能力。海马被认为是构成学习记忆能力的关键部位。Aβ1-42是AD细胞核中老年斑的始动因子和主要成分，海马Aβ1-42增多与认知功能密切相关[13,14]。本研究结果表明，与对照组相比，轻度组、中度组、重度组大鼠血清SOD活性降低、海马组织中Aβ1-42表达上调、学习记忆能力下降，随着血清尿酸水平的进一步升高，SOD活性上升、海马组织中Aβ1-42的表达下降，学习记忆能力也有所提高，但轻、中、重度组大鼠学习记忆能力比较无统计学差异。可见，血尿酸水平与学习记忆能力密切相关，高于正常水平的血尿酸可能为AD的危险因素，但随着血尿酸水平的进一步升高，又可以降低AD的危险性。其机制可能与尿酸的抗氧化及促氧化双重特性有关。本研究为AD的预防和治疗提供了新的依据。

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殷小平(E-mail: xiaopingbuxiao@126.com)

10.3969/j.issn.1002-266X.2017.22.011

R338.64

A

1002-266X(2017)22-0033-03

2016-12-10)