慢性间歇低氧对海马神经元兴奋性突触传递的影响在诱导小鼠认知障碍中的作用  

Modulation of hippocampal synaptic transmission in a mouse model of chronic intermittent hypoxia ：implications for neurocognitive impairments

作　　者：琚静美 陈锐[1] 李婷婷[1] 王婧[1] 肖颖[2] 刘春风[3] 

机构地区：[1]苏州大学附属第二医院呼吸科睡眠中心,215004 [2]苏州大学神经科学研究所 [3]苏州大学附属第二医院神经内科

出　　处：《中华医学杂志》2016年第8期610-614,共5页National Medical Journal of China

基　　金：基金项目：国家自然科学基金（81170070,81270147）;卫生部科研基金（2012W4）

摘　　要：目的探讨慢性间歇低氧（CIH）对海马神经元兴奋性突触传递的影响在诱导小鼠认知障碍中的作用。 方法ICR雄性小鼠30只，按随机数字表法随机分为常氧对照＋生理盐水组（UC＋VEH组）、慢性间歇低氧＋生理盐水组（CIH＋VEH组）和慢性间歇低氧＋盐酸美金刚干预组（CIH＋MEM组）各10只，其中5只用于电生理记录，5只用于Western印迹实验。CIH＋VEH组和CIH＋MEM组予间歇低氧环境中（8 h/d，共2周），UC＋VEH组予常氧环境中；CIH＋MEM组每日间歇低氧前15 min，腹腔注射盐酸美金刚溶液（浓度为1 mg/ml）5 ml/kg，UC＋VEH组和CIH＋VEH组以等量生理盐水代替。造模结束后立即采用脑片全细胞膜片钳技术观察CIH对海马神经元自发兴奋性突触后电流（sEPSC）的频率和幅度以及神经元兴奋性等电生理特性的影响，Western印迹法检检测小鼠海马组织谷氨酸受体N－甲基－D－天冬氨酸（NMDA）受体亚基2B（NR2B）、脑源性神经营养因子（BDNF）表达水平。 结果CIH＋VEH组海马CA1区神经元的动作电位阈值均显著高于UC＋VEH组、CIH＋MEM组[（－40.4±3.5）比（－43.3±3.7）、（－44.7±5.4）mV，均P〈0.05]；而UC＋VEH组与CIH＋MEM组间差异无统计学意义（P〉0.05）。CIH＋VEH组海马CA1区神经元sEPSC频率及振幅均显著高于UC＋VEH组、CIH＋MEM组[（6.7±4.6）比（3.6±1.7）、（3.2±1.4）Hz及（18.4±11.6）比（13.0±2.5）、（12.4±2.7）pA，均P〈0.05]；而UC＋VEH组与CIH＋MEM组间差异均无统计学意义（均P〉0.05）。CIH＋VEH组海马组织NR2B相对表达量均显著高于UC＋VEH组、CIH＋MEM组（1.46±0.14比0.93±0.07、0.95±0.10，均P〈0.01），而BDNF相对表达量均显著低于UC＋VEH组、CIH＋MEM组（0.44±0.16比0.86±0.08、0.73±0.06，均P〈0.05）；而UC＋VEH组与CIH＋MEM组间差异均无统计学意义（均P〉0.05）。 结论慢性间歇低氧导致海马CA1区神经元兴奋性突ObjectiveTo investigate the effects of chronic intermittent hypoxia （CIH） on neuronal excitatory synaptic transmission in mice and explore their role in CIH-induced neurocognitive impairments. MethodsThree-week old ICR male mice were randomly divided into three experimental groups, the unhandled control ＋ vehicle group （UC＋ VEH group）, CIH exposure ＋ vehicle group （CIH＋ VEH group） and CIH exposure ＋ memantine pretreatment group （CIH＋ MEM group） （n=10 each）, wherein 5 for electrophysiological recordings, 5 for Western blot. The CIH＋ VEH and CIH＋ MEM groups were exposed to intermittent hypoxia while UC＋ VEH mice to room air for 8 hours per day for 2 weeks. Mice in the CIH＋ MEM group were pretreated with intraperitoneal injection of memantine solution 5 ml/kg （concentration of 1 mg/ml） approximately 15 minutes prior to starting daily CIH exposure, and the other two groups were treated with equal saline as vehicle. Using the whole cell patch clamp technique to evaluate the amplitude and frequency of hippocampal neuronal spontaneous excitatory postsynaptic currents （sEPSC） and the electrophysiological characteristics, the western blotting method to measure the expression of N-methyl-D-aspartic acid receptor （NMDAR） subunit 2B （NR2B） and brain derived neurotrophic factor （BDNF） in hippocampus. ResultsThe neuronal spike threshold in CIH＋ VEH group was depolarized compared to the UC＋ VEH and CIH＋ MEM groups （（-40.4±3.5） vs （-43.3±3.7）, （-44.7±5.4） mV, both P〈0.05）. Furthermore, the frequency and amplitude of sEPSC in hippocampal CA1 neurons in CIH＋ VEH group were significantly greater than the UC＋ VEH and CIH＋ MEM groups （（6.7±4.6） vs （3.6±1.7）, （3.2±1.4） Hz, and （18.4±11.6） vs （13.0±2.5）, （12.4±2.7） pA, both P〈0.05）. The expressions of NR2B increased significantly in CIH＋ VEH group compared to UC＋ VEH and CIH＋ MEM groups （1.46±0.14 vs 0.93±0.07, 0.95±0.10, both P〈0.01）, wh

关 键 词：细胞低氧 认知障碍 突触传递 兴奋性 小鼠 

分 类 号：R749.1[医药卫生—神经病学与精神病学]