尼莫地平改善高钙所致记忆障碍的脑内突触机制.pdf
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心 理 学 报 2 0 0 6 , 3 8 ( 3 ) : 4 3 6— 4 4 1
Ac t a P s y c h o l o g i c a S i n i c a
尼莫地平改善高钙所致记忆障碍的脑 内突触机制木
章子贵 徐晓虹
( 浙江师范大学化学与生命科学学院, 金华 3 2 1 0 0 4 )
摘 要 海马内微量注射高钙造成小鼠记忆障碍后, 观察了尼莫地平( 腹腔注射) 对记忆障碍的改善作用, 并用透
射电镜和图像分析仪对海马 C A 区G r a y I 型突触界面结构参数进行了观测和定量分析, 进一步探讨尼莫地平改善
高钙所致记忆障碍的脑内突触机制。结果表明, 尼莫地平确能改善高钙所致记忆障碍, 并能显著逆转高钙所致的
小鼠海马 C A 区突触间隙宽度显著增大 , P S D极显著变薄, 平坦型突触显著增多, 凹型和穿孔型突触显著减少等一
系列突触界面结构的病理性变化。提示海马C A , 区G r a y I 型突触界面结构参数的逆转可能是钙拈抗剂尼莫地平改
善高钙所致记忆障碍的形态学基础。
关键词 尼莫地平 , 小鼠, 氯化钙, 记忆障碍, 突触。
分类号 B 8 4 5 ; R 9 6 5
1 前言
C a 是神经细胞信息传递的重要第二信使, 神
经细胞内钙稳态失衡将严重影响神经细胞正常代谢
与功能。近年来 , 脑细胞内 C a 失衡学说以及细胞
内C a 超载在脑损伤和脑缺血的继发性损伤过程
以及衰老性记忆障碍中的作用 日益受到重视¨叫J 。
据此应用 C a ¨拮抗剂改善 C a 超载所致神经系统
疾病是当前令人关注的课题。尼莫地平 ( N i m o d i p —
i n e ) 为 1 、 4二氢吡啶衍生物, 是继异搏定( V e r a p a m —
i l ) 、 硝苯吡啶( N i f e d i p i n e ) 之后的第二代钙通道阻断
剂。电生理研究已发现, 细胞膜上至少有三类电压
依赖性 C a “ 门控通 道 ( V o l t a g e s e n s i t i v e c a l c i u m
c h a n n e l V S C C) , 即L、 N及 T型, 尼莫地平选择性与
L型 C a ¨通道结合, 具有较高脂溶性, 极易透过血
脑屏障, 在脑中较其他 C a 通道阻断剂有较大的容
积分布和较强的受体亲和力, 能有效地调节脑细胞
内钙离子浓度, 使脑细胞保持正常的生理功能。自
上世纪6 O年代以来, 尼莫地平作为血管扩张药主要
用于心脑血管和内分泌等疾病的临床治疗。近些年
来, 尼莫地平已“ 老药新用”, 作为钙通道阻断剂对
中枢神经系统的保护作用已有不少研究报道。如有
研究表明, 尼莫地平能显著地减轻大鼠脑出血继发
收稿 1 3 期: 2 0 0 5— 0 7—2 9
十国家 自然科学基金( 3 9 3 7 0 3 4 7 ) 资助项目。
通讯作者: 章子贵, E—m a i l : z z g @z j n u . e n ; 电话: 0 5 7 9— 2 2 9 1 1 8 9
43 6
性所致脑细胞的病理性变化, 并能使脑细胞内 C a ¨
颗粒明显减少¨ ; 管林初等发现尼莫地平能改善樟
叶碱所致的小鼠记忆障碍 ; 李柱一等较为深入地
探讨了尼莫地平对实验陛阿尔茨海默病大鼠记忆障
碍的作用及机制 , 其结果表明: 尼莫地平对 A t 3所致
学习记忆障碍有明显改善作用, 其可能机制是抑制
C a n内流_ 6 j 。最近的研究报道也表明, 小鼠腹腔内
注射尼莫地平能显著改善高钙所致的小鼠学习障
碍 J , 但其改善记忆功能的机制尚待进一步阐明。
鉴于结构是功能的基础, 海马是记忆的关键脑区, 突
触是神经信息传递的关键, 因此 , 本研究在以往工作
的基础上, 以氯化钙( C a C 1 ) 为工具药, 进行海马内
微量注射, 造成小鼠化学性记忆障碍, 然后观测腹腔
内注射尼莫地平对高钙所致脑海马内突触界面主要
结构参数变化的影响, 进一步探讨尼莫地平改善高
钙所致记忆障碍的脑内突触机制。
2 材料与方法
2 . 1 实验动物
1 月龄昆明品系雄性小鼠, 体重 2 0士2 g , 购自南
京药物研究所。
2 . 2 药品
尼莫地平由山东新华制药厂生产。
维普资讯 http://www.cqvip.com 3期 章子贵 等: 尼莫地平改善高钙所致记忆障碍的脑内突触机制 4 3 7
2 . 3 海马内定位微量注射、 腹腔注射和学习、 记忆
能力的检测
参照王革平等 的方法对 1 月龄小鼠海马内注
射生理盐水( 对照组) , C a C 1 以及 C a C 1 海马注射的
同时腹腔注射尼莫地平, 共计 3组。用一次被动回
避反应模型 检测小鼠的记忆保持力( m e mo r y r e —
t e n t i o n ) 。实验开始前, 将鼠尾朝暗箱洞口, 把小鼠
放在通道上, 由于趋暗习性, 小鼠很快进入暗箱, 记
录其在 通道停 留的时 间, 即步 入潜 伏期 ( S t e p
T h r o u g h L a t e n c e , S T L ) , 如此反复三次。次F I 进行正
式实验, 当小鼠进入暗箱后, 立即给予电击( 电击参
数为0 . 3 m A, 5 0 H z , 5 s ) , 电击后训练后按实验分组
立即给药 , C a C 1 的用药量为 2 . 9 n g / ( u / 只) , N i m的
用药量为2 u g / ( u / 只) ( 腹腔注射) , 以电击2 4 h后的
S T L作为记忆保持指标 ( 实验观察以 3 0 0 s为限) ,S T L越长, 说明小鼠的记忆保持力越好。
2 . 4 脑区取材和海马 C A 区突触界面结构参数的
观测和定量分析
记忆行为检测结束后, 分别从生理盐水对照组、C a C 1 , 组和 C a C 1 , +尼莫地平组各随机取 4只小鼠,迅速取其全脑固定于 5 %的戊二醛中, 在4 ~ C的冰箱
中放置 2 4 h , 待脑块稍变硬后, 参照系统解剖图取海
马 C A 区。按常规方法制备超薄切片, 用 J E M一
1 0 0 S电镜拍摄 G r a y I 突触照片。参照罗兰等的研
究方法¨ , 每组随机各选取 5 0张左右的电镜照片
进行测量和统计( 由于电镜照片放大倍数达5 0, 0 0 0
倍, 每张电镜照片一般只有 1个 G r a y I 突触, 每组测
量、 分析和统计 5 0个左右突触需要随机取 5 O张左
右的电镜照片) 。再参照文献报道的方法 J , 用 X Y
一
生物医学图像分析仪对突触界面曲率、 突触间隙
宽度、 突触后致密物质厚度( p o s t —s y n a p t i c d e n s i t y ,P S D) 和突触活性区长度进行定量分析, 并统计了凹
型、 平坦型和凸型三种类型突触以及穿孔性突触的
百分比。本实验的观察和测量采用双盲法进行。
2 . 5 数据处理
小鼠记忆保持 的检测结果以中位数表示, 按
Ma n n—Wh i t n e y非参数等级检验法进行统计; 突触
界面结构参数的观测结果用 t 检验法进行统计
处理 ......
Ac t a P s y c h o l o g i c a S i n i c a
尼莫地平改善高钙所致记忆障碍的脑 内突触机制木
章子贵 徐晓虹
( 浙江师范大学化学与生命科学学院, 金华 3 2 1 0 0 4 )
摘 要 海马内微量注射高钙造成小鼠记忆障碍后, 观察了尼莫地平( 腹腔注射) 对记忆障碍的改善作用, 并用透
射电镜和图像分析仪对海马 C A 区G r a y I 型突触界面结构参数进行了观测和定量分析, 进一步探讨尼莫地平改善
高钙所致记忆障碍的脑内突触机制。结果表明, 尼莫地平确能改善高钙所致记忆障碍, 并能显著逆转高钙所致的
小鼠海马 C A 区突触间隙宽度显著增大 , P S D极显著变薄, 平坦型突触显著增多, 凹型和穿孔型突触显著减少等一
系列突触界面结构的病理性变化。提示海马C A , 区G r a y I 型突触界面结构参数的逆转可能是钙拈抗剂尼莫地平改
善高钙所致记忆障碍的形态学基础。
关键词 尼莫地平 , 小鼠, 氯化钙, 记忆障碍, 突触。
分类号 B 8 4 5 ; R 9 6 5
1 前言
C a 是神经细胞信息传递的重要第二信使, 神
经细胞内钙稳态失衡将严重影响神经细胞正常代谢
与功能。近年来 , 脑细胞内 C a 失衡学说以及细胞
内C a 超载在脑损伤和脑缺血的继发性损伤过程
以及衰老性记忆障碍中的作用 日益受到重视¨叫J 。
据此应用 C a ¨拮抗剂改善 C a 超载所致神经系统
疾病是当前令人关注的课题。尼莫地平 ( N i m o d i p —
i n e ) 为 1 、 4二氢吡啶衍生物, 是继异搏定( V e r a p a m —
i l ) 、 硝苯吡啶( N i f e d i p i n e ) 之后的第二代钙通道阻断
剂。电生理研究已发现, 细胞膜上至少有三类电压
依赖性 C a “ 门控通 道 ( V o l t a g e s e n s i t i v e c a l c i u m
c h a n n e l V S C C) , 即L、 N及 T型, 尼莫地平选择性与
L型 C a ¨通道结合, 具有较高脂溶性, 极易透过血
脑屏障, 在脑中较其他 C a 通道阻断剂有较大的容
积分布和较强的受体亲和力, 能有效地调节脑细胞
内钙离子浓度, 使脑细胞保持正常的生理功能。自
上世纪6 O年代以来, 尼莫地平作为血管扩张药主要
用于心脑血管和内分泌等疾病的临床治疗。近些年
来, 尼莫地平已“ 老药新用”, 作为钙通道阻断剂对
中枢神经系统的保护作用已有不少研究报道。如有
研究表明, 尼莫地平能显著地减轻大鼠脑出血继发
收稿 1 3 期: 2 0 0 5— 0 7—2 9
十国家 自然科学基金( 3 9 3 7 0 3 4 7 ) 资助项目。
通讯作者: 章子贵, E—m a i l : z z g @z j n u . e n ; 电话: 0 5 7 9— 2 2 9 1 1 8 9
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性所致脑细胞的病理性变化, 并能使脑细胞内 C a ¨
颗粒明显减少¨ ; 管林初等发现尼莫地平能改善樟
叶碱所致的小鼠记忆障碍 ; 李柱一等较为深入地
探讨了尼莫地平对实验陛阿尔茨海默病大鼠记忆障
碍的作用及机制 , 其结果表明: 尼莫地平对 A t 3所致
学习记忆障碍有明显改善作用, 其可能机制是抑制
C a n内流_ 6 j 。最近的研究报道也表明, 小鼠腹腔内
注射尼莫地平能显著改善高钙所致的小鼠学习障
碍 J , 但其改善记忆功能的机制尚待进一步阐明。
鉴于结构是功能的基础, 海马是记忆的关键脑区, 突
触是神经信息传递的关键, 因此 , 本研究在以往工作
的基础上, 以氯化钙( C a C 1 ) 为工具药, 进行海马内
微量注射, 造成小鼠化学性记忆障碍, 然后观测腹腔
内注射尼莫地平对高钙所致脑海马内突触界面主要
结构参数变化的影响, 进一步探讨尼莫地平改善高
钙所致记忆障碍的脑内突触机制。
2 材料与方法
2 . 1 实验动物
1 月龄昆明品系雄性小鼠, 体重 2 0士2 g , 购自南
京药物研究所。
2 . 2 药品
尼莫地平由山东新华制药厂生产。
维普资讯 http://www.cqvip.com 3期 章子贵 等: 尼莫地平改善高钙所致记忆障碍的脑内突触机制 4 3 7
2 . 3 海马内定位微量注射、 腹腔注射和学习、 记忆
能力的检测
参照王革平等 的方法对 1 月龄小鼠海马内注
射生理盐水( 对照组) , C a C 1 以及 C a C 1 海马注射的
同时腹腔注射尼莫地平, 共计 3组。用一次被动回
避反应模型 检测小鼠的记忆保持力( m e mo r y r e —
t e n t i o n ) 。实验开始前, 将鼠尾朝暗箱洞口, 把小鼠
放在通道上, 由于趋暗习性, 小鼠很快进入暗箱, 记
录其在 通道停 留的时 间, 即步 入潜 伏期 ( S t e p
T h r o u g h L a t e n c e , S T L ) , 如此反复三次。次F I 进行正
式实验, 当小鼠进入暗箱后, 立即给予电击( 电击参
数为0 . 3 m A, 5 0 H z , 5 s ) , 电击后训练后按实验分组
立即给药 , C a C 1 的用药量为 2 . 9 n g / ( u / 只) , N i m的
用药量为2 u g / ( u / 只) ( 腹腔注射) , 以电击2 4 h后的
S T L作为记忆保持指标 ( 实验观察以 3 0 0 s为限) ,S T L越长, 说明小鼠的记忆保持力越好。
2 . 4 脑区取材和海马 C A 区突触界面结构参数的
观测和定量分析
记忆行为检测结束后, 分别从生理盐水对照组、C a C 1 , 组和 C a C 1 , +尼莫地平组各随机取 4只小鼠,迅速取其全脑固定于 5 %的戊二醛中, 在4 ~ C的冰箱
中放置 2 4 h , 待脑块稍变硬后, 参照系统解剖图取海
马 C A 区。按常规方法制备超薄切片, 用 J E M一
1 0 0 S电镜拍摄 G r a y I 突触照片。参照罗兰等的研
究方法¨ , 每组随机各选取 5 0张左右的电镜照片
进行测量和统计( 由于电镜照片放大倍数达5 0, 0 0 0
倍, 每张电镜照片一般只有 1个 G r a y I 突触, 每组测
量、 分析和统计 5 0个左右突触需要随机取 5 O张左
右的电镜照片) 。再参照文献报道的方法 J , 用 X Y
一
生物医学图像分析仪对突触界面曲率、 突触间隙
宽度、 突触后致密物质厚度( p o s t —s y n a p t i c d e n s i t y ,P S D) 和突触活性区长度进行定量分析, 并统计了凹
型、 平坦型和凸型三种类型突触以及穿孔性突触的
百分比。本实验的观察和测量采用双盲法进行。
2 . 5 数据处理
小鼠记忆保持 的检测结果以中位数表示, 按
Ma n n—Wh i t n e y非参数等级检验法进行统计; 突触
界面结构参数的观测结果用 t 检验法进行统计
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