论文摘要
衰老是人类生命过程的必然规律,而脑是受衰老影响最大的器官之一。众多流行病学资料和实验研究均提示:运动对老龄脑具有神经保护作用,能够延缓衰老引起的学习记忆能力衰退、调节情绪,改善认知功能等,是一种健康可行且有效的抗衰老方式;运动也可以预防或延迟神经退行性疾病的发生,因此,运动对老龄脑的神经保护作用,以及其生物学机制有深入研究的科学价值和现实意义。研究目的:本研究着眼于海马突触结构和功能的可塑性变化,选择环磷酸腺苷（cyclic adenosine monophosphate,cAMP）的唯一降解酶磷酸二酯酶（Phosphodiesterase,PDEs）为研究靶点,从分子水平探究PDE4在运动影响突触可塑性信号通路c AMP/PKA/CREB的关键作用,并从行为学角度验证运动影响老龄大鼠脑学习记忆能力的作用,为运动抗衰老提供新的研究思路和靶点。研究方法:将40只雄性12月龄SD大鼠随机分为5组,每组大鼠8只,分别为:空白对照组（C组,n=8）,空白+生理盐水组（N组,n=8）,PDE4抑制剂组（R组,n=8）,单纯运动组（E组,n=8）,运动+PDE4抑制剂组（ER组,n=8）)。C组进行自然喂养;N组和R组进行为期2周的自然喂养,N组大鼠每天注射生理盐水（生理盐水0.3mg/kg/天,共2周）,R组大鼠每天注射PDE4抑制剂（Rolipram 0.3mg/kg/天,共2周）;E组和ER组进行为期2周的跑台训练,速度为12 m/min（60%-65%VO2max）,且每天运动60分钟,同时ER组在每天运动前2小时腹腔注射PDE4抑制剂（Rolipram0.3mg/kg/天,共2周）。造模结束后,采用Morris水迷宫系统进行实验,包括"定位航行实验"和"空间探索实验",对大鼠的空间学习和记忆能力进行检测;采用免疫荧光检测大鼠海马DG区Syp和m Glu R1的表达;采用Western blot检测大鼠海马组织里BDNF、PDE4以及c AMP/PKA/CREB信号通路中关键蛋白的含量。用SPSS17.0统计软件中的t检验、秩和检验;三组间比较用One-WayANOVA检验;用Bonferroni方法进行两两比较;P<0.05表示有统计学意义。研究结果:免疫荧光结果显示,可观察到海马DG区Syp和m GluR1的表达,R组、E组和ER组海马DG区Syp和m Glu R1的含量显著高于C组和N组（P<0.05）,且R组、E组和ER组组间无显著性差异（P>0.05）;Westernblot结果显示,大鼠海马组织中R组、E组、ER组较C组和N组的BDNF表达量均显著性增加（P<0.05）,且R组、E组和ER组组间无显著性差异（P>0.05）,以上结果表明运动和PDE4抑制剂均改变了海马的突触可塑性。Western blot结果显示,大鼠海马组织中R组、E组、ER组较C组和N组的PKA、CREB表达量均显著性增加（P<0.05）,且R组、E组和ER组组间无显著性差异（P>0.05）;同时R组、E组、ER组较C组和N组的PDE4表达量均显著性减少（P<0.05）,且R组、E组和ER组组间无显著性差异（P>0.05）,以上结果表明运动和PDE4抑制剂均可通过抑制海马组织PDE4表达,激活c AMP/PKA/CREB信号通路,且无叠加效应。Morris水迷宫行为学实验结果显示:R组、E组和ER组的空间学习记忆能力显著优于C组和N组（P<0.05）,表现为R组、E组和ER组大鼠逃避潜伏期在第3天显著降低,且空间探索穿越平台次数显著增加,R组、E组和ER组组间无显著性差异（P>0.05）。研究结论:1.运动可以增加海马区突触可塑性相关因子（BDNF、Syp和m GluR1）的表达,从而增强海马的突触可塑性,影响空间学习记忆能力;2.运动对海马PDE4的抑制效应和PDE4抑制剂效果相一致,ER组且无叠加现象,表明运动对海马PDE4的抑制效应靶向性且唯一性地调节c AMP/PKA/CREB信号通路;3.运动主要通过抑制海马区PDE4的表达,激活cAMP/PKA/CREB信号通路,改善海马突触可塑性,从而促进其学习记忆,延缓脑衰老;4.PDE4表达的改变是运动影响老龄脑学习记忆能力的一个关键靶点。
论文目录
文章来源
类型: 国内会议
作者: 王璐,李雪,张业廷,魏翠兰,吕莹盈,郭欢,高萌
关键词: 运动,衰老,学习记忆,突触可塑性
来源: 第十一届全国体育科学大会 2019-11-01
年度: 2019
分类: 基础科学,社会科学Ⅱ辑
专业: 生物学,体育
单位: 成都体育学院
分类号: G804.2
DOI: 10.26914/c.cnkihy.2019.032381
页码: 7483-7484
总页数: 2
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