关键词:
阿尔茨海默病
昼夜节律
转基因小鼠
per1
per2
摘要:
目的:观察不同月龄雌雄PS1M146V/APPSwe/tau P301L三转基因阿尔茨海默病小鼠(triple-transgenic model mice,3xTg-AD mice)昼夜节律变化的行为特点和下丘脑视交叉上核(suprachiasmatic nucleus,SCN)中节律基因per1、per2基因表达特征的改变,从而为初步阐明AD病程中昼夜节律紊乱的具体特征及机制提供一定的实验依据。方法:将3月龄、6月龄、9月龄雌雄3xTg-AD小鼠和相应月龄的雌雄C57BL/6小鼠分别放入跑轮装置,在12 h光照12 h黑暗(Light-Dark,LD)环境活动7天后转入持续黑暗(Constant darkness,DD)环境继续活动12天,通过Vital View数据收集系统及Acti View生物节律分析系统检测小鼠跑轮运动的自由运转周期、运动活性和昼夜振幅,从而确定其昼夜节律变化的特点。行为学结束后,小鼠转到LD环境下适应至少7天后,于授时时间(zeitgeber time,ZT)ZT 0、ZT 4、ZT 8、ZT 12、ZT 16、ZT 20六个时间点分别提取雌雄3xTg-AD模型组和C57BL/6小鼠对照组的SCN组织,通过Real-time PCR实验检测per1基因及per2基因的变化情况。结果:(1)3xTg-AD小鼠随月龄增加内源性和外源性昼夜节律紊乱逐渐出现并加重。3月龄3xTg-AD小鼠在LD环境中表现为夜晚运动活跃而白天几乎不活动,具有明显的昼夜节律;6月龄时关灯后的跑轮活动虽然迅速增加但变得较分散,同时开灯后的活动有所增加,表现出一定程度的昼夜节律紊乱;9月龄时则出现明显的白天活动增加以及夜晚活动分散,表现出外源性昼夜节律的明显紊乱。在DD环境下,3月龄3xTg-AD小鼠的活动主要集中在主观夜晚,雄性和雌性小鼠的自由运转周期分别为(23.2±0.1)h和(23.3±0.1)h,短于同性别同月龄C57BL/6小鼠的(23.5±0.1)h和(23.5±0.1)h;6月龄时,3xTg-AD小鼠的跑轮活动变得分散,雌性小鼠尚可测得自由运转周期为(23.3±0.2)h,雄性小鼠的活动相与休息相则难以区分,也无法计算自由运转周期,表现出明显的内源性昼夜节律紊乱;9月龄的雌雄3xTg-AD小鼠均无法区分活动相与休息相,也无法计算自由运转周期。(2)3xTg-AD小鼠在LD和DD环境中的运动活性和运动分布的昼夜节律性均随月龄增加而下降,且存在性别差异。在LD环境中,3月龄3xTg-AD小鼠在黑暗环境ZT12-ZT24的平均活动量均明显高于明亮环境ZT0-ZT12(P<0.001),其活动均存在明显的昼夜节律性;6月龄时,虽然3xTg-AD小鼠在ZT12-ZT24的平均活动量也明显高于ZT0-ZT12(P<0.001),但雌雄3xTg-AD小鼠在ZT12-ZT24的平均活动量均明显低于同性别C57BL/6小鼠(P<0.001),且雄性3xTg-AD小鼠在ZT0-ZT12的平均活动量较雌性小鼠有所增加(P<0.01),而在ZT12-ZT24则有所下降(P<0.05)。9月龄时,与同性别C57BL/6小鼠相比,雄性3xTg-AD小鼠的平均活动量在ZT0-ZT12明显增加(P<0.01),在ZT12-ZT24则明显降低(P<0.001);雌性3xTg-AD小鼠的平均活动量在ZT0-ZT12无明显改变,但在ZT12-ZT24明显降低(P<0.001);且雌雄3xTg-AD小鼠在明亮和黑暗环境中的平均活动量均无统计学差异(P>0.05)。在DD环境中,3月龄雌性3xTg-AD小鼠在主观夜晚近日时间(circadian time,CT)CT12-CT24的平均活动量明显高于主观白天CT0-CT12(P<0.01),但雄性3xTg-AD小鼠在主观白天和主观夜晚的平均活动量无统计学差异(P>0.05)。6月龄时,雌性3xTg-AD小鼠在CT0-CT12和CT12-CT24的平均活动量均较雌性C57BL/6小鼠降低(P<0.001);雄性3xTg-AD小鼠在CT0-CT12的平均活动量与雌性3xTg-AD小鼠及同性别C57BL/6小鼠无明显差异(P>0.05),但在CT12-CT24的平均活动量明显降低(P<0.01)。9月龄时,雌雄3xTg-AD小鼠在主观白天和主观夜晚的平均活动量均明显低于同性别C57BL/6小鼠(P<0.05),且雌雄3xTg-AD小鼠的平均活动量在各时间段均无统计学差异。(3)3xTg-AD小鼠在LD和DD环境中均随月龄增加出现振幅明显降低,且存在性别差异。在LD环境中,3月龄、6月龄、9月龄雄性和雌性3xTg-AD小鼠的昼夜振幅分别为(87.0±13.4)圈/5min、(25.9±2.2)圈/5min、(14.