关键词:
阿尔茨海默病
老年性痴呆
中枢神经系统退变性疾病
神经干细胞
脑源性神经生长因子
神经元纤维缠结
弥漫性大脑皮质萎缩
老年斑
组织胚胎学
摘要:
阿尔茨海默病(Alzheimer'sdisease,AD),又称老年性痴呆,是一种以进行性认知功能障碍和学习记忆能力损害为主的中枢神经系统(centralnervoussystem,CNS)退变性疾病,伴有不同程度的语言、运动及人格方面的异常。AD的发病率随着人口年龄的增大而增高。目前,我国正步入老年社会,老年人口不断增多,AD患者大幅度增加。由于病程长,又缺乏有效的治疗方法,AD病人给家庭和社会带来严重的经济和精神负担。因此,寻找有效的AD治疗方法已成为迫切的研究课题。
AD脑病理特征是大量神经元纤维缠结(neurofibrillarytangles,NFTs),老年斑(senileplaque,SP)和弥漫性大脑皮质萎缩(corticalatrophy),AD病人颞叶小于正常老人,海马区域的萎缩性改变尤为明显。海马结构总体积与认知功能有关。大量神经元溃变,其中以基底前脑胆碱能神经元丢失最为严重,同时也伴有γ-氨基丁酸(GABA)能、去甲肾上腺能和5-羟色胺能(5-HT)神经元丢失。
AD病因及发病机制还不完全清楚,高龄和痴呆家族史是两个主要的危险因素。当前仍缺乏有效的治疗方法,现有的治疗策略有:一般治疗(主要有脑血液循环促进剂、脑细胞代谢激活剂)、神经递质的替代治疗(脑内相应的递质浓度增高)、病理干预治疗(如抗炎和抗氧化物等)、神经细胞替代疗法(主要有脑组织移植和神经干细胞移植)、神经营养因子治疗(神经生长因子、脑源性神经营养因子等)、基因治疗(主要采用基因修饰法)等。研究表明,这些治疗方法均只能缓解AD患者的部分症状,而且经常会产生严重的副作用。神经干细胞在中枢神经系统的存在并体外培养成功,尤其是神经干细胞系的建立,解决了脑细胞供体不足的难题,成为细胞移植的理想供体。神经营养因子(neurotrophicfactors,NTFs)是一组靶细胞分泌的特异性蛋白分子,有促进和维持神经细胞生长、存活、分化和执行功能的作用,对神经元有一定的特异性。脑源性神经营养因子(brain-derivedneurotrophicfactor,BDNF)能支持胆碱能神经元的生存,能调控神经元再生所需要的微环境。近年来研究发现,BDNF对胆碱能神经元胞体的早期生长发育作用较明显,亦有刺激突起生长的作用。体外分离培养的神经干细胞,加入适量的BDNF可诱导其向胆碱能神经元分化。
鉴于BDNF在促进神经干细胞向胆碱能神经元分化及保护退变神经元两方面的功能,本实验研究以神经干细胞移植与BDNF侧脑室注射联合治疗AD模型鼠,以BDNF促进移植的神经干细胞分化成新的胆碱能神经元,同时保护溃变胆碱能神经元,支持其存活和功能恢复。
实验部分神经干细胞移植与BDNF注射联合治疗AD模型鼠
一、材料和方法: 1、取新生Sptague-Dawley(SD)鼠海马,机械分离,加入胰蛋白酶和DNA酶消化分散,制成单细胞悬液,加入含B27、表皮生长因子(EGF)和碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)(终浓度均为10ng/ml)的DMEM/F12无血清培养基的培养瓶中,放置在37℃、5%CO2培养箱内培养。每天观察,将原代培养约5-7天形成的细胞球离心,按上述条件半量换液,吹打成单细胞悬液;以后每5-7天传代一次,方法同前。用免疫组织化学法,行Nestin染色,鉴定培养的细胞为神经干细胞。
2、成年雄性SD鼠30只,体重280-300克,随机分成4组,分别为正常组6只、损伤组6只、移植组10只和联合组6只。损伤组单侧(左侧)切断穹隆海马伞(fimbria-fornix,FF),制成隔-海马通路损伤的AD模型鼠。将传至第3或4代的神经干细胞球吹打制成单细胞悬液,调整细胞浓度至1×104/μl备用;移植组和联合组鼠建立模型(同损伤组),即行同侧基底前脑神经干细胞移植。用10μl微量注射器取5μl细胞悬液,取坐标:前囟前0.6mm、左旁开0.6mm,进针深5.5mm,20分钟内注射完毕。移植组鼠分开饲养一个月,其中4只鼠分别饲养1-4周后行脑切片Nestin检测。联合组鼠移植后再行侧脑室BDNF注射,按坐标:前囟后0.8mm、左侧旁开1.5mm,用7号针头将颅骨钻一孔,以微量注射器取BDNF溶液(0.1μg/μl)5μl,20分钟内注射完毕。以后每三天在同一针孔注射一次,共一个月。各组动物一个月后行Y-迷宫学习、记忆能力测试。测试后动物经灌注、固定、取脑、蔗糖渗透,冰冻切片。基底前脑切片行一氧化氮合酶(nitricoxidesynthase,NOS)组化染色,内侧隔核(medialseptum,MS)、斜角带垂直支(verticaldiagonalband,VDB)的NOS阳性神经元进行计数和形态学参数的测定;海马切片行胆