海马组织MAD2B过表达对小鼠学习记忆能力影响及机制研究

论文摘要

目的:认知功能障碍（cognitive disorder,CD）可见于衰老及病理情况下,表现为空间学习、工作记忆等相关能力出现障碍,极大地影响人们的日常生活及生存质量。海马是记忆储存的中心,其结构及功能完整对学习及记忆的巩固十分重要。海马受损与认知功能障碍的发生密切相关,但机制尚待阐明。有研究表明,有丝分裂阻滞缺陷蛋白（Mitotic arrest deficient-like2,MAD2B）在小鼠海马中广泛表达。在高糖刺激的原代神经元中MAD2B表达升高,敲低MAD2B可逆转高糖导致的神经元损伤。另外,MAD2B与唐氏综合征关键位点基因Single-minded 2（Sim2）相互作用,影响突触的可塑性。这些研究提示MAD2B在调控神经元功能中发挥重要作用。但是,在动物水平上,MAD2B过表达是否影响学习记忆能力仍未可知。因此,本研究拟探讨MAD2B过表达对小鼠学习记忆能力的影响及分子机制,以期阐明其在认知功能中的作用。方法:将44只成年雄性C57BL/6J小鼠随机分为对照组和实验组,每组各22只,分别于海马组织注射等量且滴度一致的对照腺相关病毒（adeno-associated virus,AAV）及表达MAD2B的AAV。AAV注射3周后每组各留取8只小鼠的海马组织,分别利用免疫荧光、Western Blot和qRT-PCR验证注射位置是否准确、过表达MAD2B是否成功。其余小鼠依次进行旷场、疲劳转棒实验、高架十字迷宫、悬尾实验、强迫游泳、Morris水迷宫及场景恐惧实验,评估MAD2B过表达对小鼠运动能力、焦虑抑郁情绪、学习记忆能力的影响。并进一步使用RNA测序的方法探讨相关分子机制。结果:1.免疫荧光、Western Blot及qRT-PCR证实小鼠海马组织注射位置准确,并且与对照组相比,MAD2B在注射AAV-MAD2B病毒的海马中表达显著升高。2.与对照组相比,MAD2B过表达小鼠在旷场实验中运动路程及平均速度无差异,疲劳转棒实验中两组小鼠停留时间无差异,这提示MAD2B过表达可能对小鼠的运动能力无影响。3.与对照组相比,MAD2B过表达小鼠在旷场实验中于中央区及周围区的停留时间没有差异,同时,MAD2B过表达小鼠在高架十字迷宫中进入开臂和闭臂的次数、在开臂和闭臂停留时间有表现出差异,这表明MAD2B过表达对小鼠的焦虑可能没有影响。4.在悬尾实验、强迫游泳实验中,MAD2B过表达组小鼠相较对照组小鼠其不动时间没有差异,这提示MAD2B过表达可能对小鼠的抑郁情绪没有影响。5.在Morris水迷宫中,MAD2B过表达小鼠在训练阶段找到平台位置的潜伏期与对照组相比没有差异,同时在训练后的探查阶段,两组小鼠在目标象限的停留时间没有差异。但在反转学习阶段MAD2B过表达小鼠找到平台的潜伏期明显增加,在反转学习后的探查测试期间,MAD2B小鼠在目标区域运动路程、时间以及穿越目标象限次数显著降低;在场景恐惧实验中,MAD2B过表达小鼠相较对照组小鼠在恐惧箱中僵直时间更短。这提示MAD2B过表达可能导致小鼠学习记忆能力下降。6.RNA测序结果显示,MAD2B调节134个基因的表达,GO（Gene Ontology）富集分析及KEGG（Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes）分析显示,这些基因与多种生物过程有关。结论:海马组织中过表达的MAD2B可能通过调控多种基因的表达以及生物过程导致小鼠学习记忆能力下降,这提示其可能在调控认知功能中发挥重要作用。

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文章来源

类型: 硕士论文

作者: 陈晓禾

导师: 孟宪芳

关键词: 认知功能障碍,海马,行为学

来源: 华中科技大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 生物学

单位: 华中科技大学

分类号: Q42

DOI: 10.27157/d.cnki.ghzku.2019.002644

总页数: 67

文件大小: 1974K

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