直立行走对SD大鼠认知的影响及机制研究

作     者：骆洁 

作者单位：中南大学 

学位级别：硕士

导师姓名：徐克前

授予年度：2023年

学科分类：0710[理学-生物学] 07[理学] 071006[理学-神经生物学] 

主      题：SD大鼠 直立行走 认知 肌肉因子 鸢尾素 组织蛋白酶B 

摘      要：目的:建立一种SD大鼠直立行走训练模型,研究直立行走对SD大鼠认知的影响及分子机制。方法:(1)基于人-动物互动作用(human-animal interaction,HAI)建立一种新型动物直行走模型。(2)将雄性SD大鼠分成笼养组(Sed)、四足行走组(Quad)和直立行走组(Bip)。(3)蔗糖偏好实验检测SD大鼠抑郁样情绪;旷场实验、高架“0迷宫检测大鼠焦虑情绪。(4)Morris水迷宫检测大鼠认知变化。(5)Nissl染色观察大脑形态学变化。(6)qPCR检测大鼠大脑皮质和海马组织中脑源性神经营养因子(brain derived neurotrophic factor,BDNF)、双皮质激素(doublecortin,DCX)的mRNA水平以及腓肠肌中过氧化物酶体增殖物激活受体-γ共激活因子-1α(peroxisome proliferator-activated receptor gamma coactivator 1α,PGC1α)、骨骼肌细胞膜Ⅲ型纤连蛋白结构域5(fibronectin type Ⅲ domain containing protein 5,FNDC5)、组织蛋白酶B(cathepsin B,CTSB)的mRNA水平。(7)Western Blot检测大鼠大脑皮质和海马组织的BDNF、DCX的蛋白水平以及腓肠肌的PGC1α、FNDC5蛋白水平。(8)ELISA检测大鼠血液鸢尾素、组织蛋白酶B的浓度。结果:(1)蔗糖偏好实验中大鼠未表现出抑郁样行为;旷场实验、高架“0迷宫中大鼠未表现出焦虑样行为。(2)Morris水迷宫结果显示,Bip组大鼠空间学习和记忆能力显著高于Sed组和Quad组(P0.001,P0.05)。(3)Bip组大鼠大脑相对重量显著高于Sed组和Quad组(P0.001,P0.05);Bip组大鼠大脑皮质厚度显著高于Sed组(P0.01)。(4)Bip组大鼠海马BDNF mRNA和蛋白水平显著高于Sed组(P0.01,P0.01);Bip组大鼠皮质BDNF和DCX mRNA水平高于Sed组和Quad组,差异有统计学意义。(5)Bip组大鼠腓肠肌PGC1α、FNDC5和CTSB的mRNA水平高于Sed组和Quad组,差异有统计学意义。(6)Bip组大鼠腓肠肌PGC1α和FNDC5蛋白表达高于Sed组和Quad组,差异有统计学意义。(7)Bip大鼠血液中鸢尾素、CTSB浓度高于Sed组和Quad组,差异均有统计学意义。(8)Bip组大鼠血液鸢尾素浓度与有效直立行走时长正相关(P0.05,r=0.8415)。Bip大鼠血液中CTSB浓度与有效直立行走时长正相关(P0.01,r=0.8802)。结论:(1)本研究基于人-动物互动作用成功建立SD大鼠直立行走模型。(2)直立行走可促进SD大鼠空间学习和工作记忆提升,促进大脑体积增大。(3)直立行走后认知提升与肌肉因子水平或分布变化相关。图19幅,表9个,参考文献63篇