阿爾茲海默癥和晝夜節(jié)律的相關(guān)性研究(2)
目前的研究表明,阿爾茨海默?。?/span>AD)除了認(rèn)知能力下降外,通常發(fā)生在傍晚或晚上還具有躁動(dòng)活動(dòng)和睡眠中斷的特征。越來(lái)越多的研究證據(jù)表明,這些癥狀反映了患者產(chǎn)生了晝夜節(jié)律的變化。
Olaide Oyegbami, Hilary M. Collins等人在“Abnormal Clock Gene Expression and Locomotor Activity Rhythms in Two Month-old Female APPSwe/PS1dE9 Mice ”中就對(duì)比和分析了AD相關(guān)的轉(zhuǎn)基因小鼠模型(APPswe/PS1dE9)和野生型(WT)同窩小鼠運(yùn)動(dòng)活動(dòng)和晝夜節(jié)律的不同表現(xiàn)。
他們做了如下的實(shí)驗(yàn):將8只2月齡APPSwe/PS1dE9轉(zhuǎn)基因雌性小鼠和6只野生型(WT)同窩小鼠做對(duì)照實(shí)驗(yàn)。先將小鼠放入處于12h光照: 12h黑暗周期 (07:00 開(kāi)燈,19:00 關(guān)燈)的環(huán)境中,記錄運(yùn)動(dòng)活動(dòng)6天(8640分鐘),隨后立即在DD(全黑環(huán)境)中運(yùn)用相同的方法記錄24天的運(yùn)動(dòng)活動(dòng)情況。
LD條件下:
1. 在12L:12D條件下(圖1A),APPSwe/PS1dE9小鼠(圖中的“APPswe”)明顯比WT小鼠更活躍[F(1,12)=6.369,p=0.027].它們?cè)谝归g也比WT小鼠更活躍[F(1,12)=8.107,p=0.015],而且與野生WT小鼠相比,夜間的活動(dòng)比例更大[F(1,12)=19.575,p=0.001]。
2. 在探索24小時(shí)活動(dòng)模式中,APPSwe/PS1dE9小鼠與WT老鼠相比,在開(kāi)燈時(shí)的前面2小時(shí)活動(dòng)明顯減少(F(1,12)=10.225 p=0 .008],在開(kāi)燈的最后2小時(shí)也是一樣的結(jié)論(F(1,12)=4.936 p=0.046](圖2A-2B)。在關(guān)燈期,APPSwe/PS1dE9小鼠在前2小時(shí)的活性高于WT小鼠[F(1,12)=17.975 p=0.001],而在黑暗期的最后2小時(shí)活動(dòng)性明顯低于WT小鼠[F=(1,12)=20.392 p=0.001]。圖2C-2D)。
3.與野生型對(duì)照組相比,APPSwe小鼠的穩(wěn)健性顯著升高[F(1,12)=8.53 p=0.013](圖3A),而節(jié)律性指數(shù)沒(méi)有改變[F(1,12)=0.397,p=0.541](圖3B)。APPSwe/PS1dE9小鼠的活性峰值時(shí)間(峰期)發(fā)生的時(shí)間比野生型對(duì)照組更早[F(1,12)=7.723 p=0.017]。圖3C)。APPSwe/PS1dE9小鼠的相對(duì)振幅也顯著較高[F(1,12)=19.723,p=0.001](圖3D)。周期長(zhǎng)度APPSwe/PS1dE9小鼠的與WT小鼠沒(méi)有顯著差異[F(1,12)=0.094,p=0.764](圖4)。
在DD條件下
1. 在DD條件下,APPSwe/PS1dE9小鼠也明顯比WT小鼠更活躍[F(1,12)=8.689,p=0.012](圖1B).同樣與LD條件下相同,APPSwe/PS1dE9小鼠表現(xiàn)出顯著更高的穩(wěn)健性[F(1,12)=5.457,p=0.038](圖3A)。而節(jié)律性指數(shù)保持不變[F(1,12)=1.397,p=0.260](圖3B)。在 APPSwe/PS1dE9小鼠中可見(jiàn)較高的相對(duì)振幅[F(1,12)= 7.768,p=0.016](圖3D)。而AppSwe/Ps1dE9小鼠的活性偏移明顯更早[F1,12=16.01,P<0.001](圖3E),而活性持續(xù)時(shí)間兩個(gè)對(duì)照組無(wú)顯著性差異(圖3F)。同樣與LD條件相似,APPSwe/PS1dE9小鼠的活性峰值時(shí)間(頂期)在APPSwe/PS1dE9小鼠中明顯更早[F(1,12)=16.648 p=0.002]。3C)。
2.APPSwe/PS1dE9小鼠的自由活動(dòng)周期長(zhǎng)度明顯縮短[F(5,7)=5.36,p<0.05](圖4B)。平均周期長(zhǎng)度的平均誤差和標(biāo)準(zhǔn)誤差:WT(24.37 ± 0.07),APPSwe/PS1dE9(24.2±0.02)。
比較LD和DD條件
光照條件(LD vs DD)對(duì)穩(wěn)健性、節(jié)律性指數(shù)和峰值均有顯著影響。與LD相比,DD小鼠的活動(dòng)節(jié)律健壯性明顯減弱[F(1,12)=15.351,p=0.002](圖3A)。而DD條件下的節(jié)律性指數(shù)顯著升高[F(1,12)=27.511,p=0.000](圖3B)。與LD條件相比,DD的活性峰值時(shí)間(峰期)時(shí)間也顯著更早[F(1,12)=56.153, p=0.000] (圖3C)
這些數(shù)據(jù)表明,APPSwe/PS1dE9小鼠表現(xiàn)出運(yùn)動(dòng)能力的過(guò)度活躍,這一發(fā)現(xiàn)與之前的一些研究結(jié)果一致。這種過(guò)度活躍在夜間尤其明顯,正如所預(yù)期的那樣在夜間,在LD和自由運(yùn)行(DD)條件下均觀察到APPSwe/PS1dE9相對(duì)于WT對(duì)照組的過(guò)度活躍。
值得注意的是,APPSwe/Ps1dE9小鼠表現(xiàn)出更短的周期長(zhǎng)度,增加的穩(wěn)健性,更早的峰值期。當(dāng)小鼠從LD條件切換到DD條件時(shí),WT小鼠的平均活動(dòng)開(kāi)始延遲了約2.5小時(shí),而APPSwe/PS1dE9小鼠的平均活動(dòng)開(kāi)始時(shí)間保持不變。在WT小鼠中也觀察到平均活動(dòng)偏移的延遲(約4小時(shí)),而在
APPSwe/PS1dE9小鼠中沒(méi)有觀察到?;顒?dòng)期的開(kāi)始時(shí)間和相位偏移與光照密切一致,當(dāng)小鼠從LD條件切換到DD條件時(shí),WT小鼠表現(xiàn)出明顯的相位延遲,而APPSwe/PS1dE9小鼠保持其先前的節(jié)律。這可能與APPSwe/PS1dE9小鼠較短的周期長(zhǎng)度有關(guān)(APPSwe/PS1dE9的周期長(zhǎng)度大約比WT小鼠短0.1-0.15小時(shí))。因此,實(shí)驗(yàn)25天后的DD環(huán)境中,兩組之間的活動(dòng)開(kāi)始時(shí)間至少有2.5小時(shí)的差
異。恒定的環(huán)境條件下的周期長(zhǎng)度(DD)是晝夜節(jié)律計(jì)時(shí)系統(tǒng)的一個(gè)基本參數(shù),APPSwe/PS1dE9小鼠的周期更接近24小時(shí)(它們的DD節(jié)律仍然更接近原始的LD周期)。
綜合此次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)看雌性APPSwe/PS1dE9小鼠早期(2月齡)運(yùn)動(dòng)活動(dòng)和晝夜節(jié)律與WT小鼠相比明顯異常。根據(jù)一些研究結(jié)論:節(jié)律周期長(zhǎng)度隨著年齡的增長(zhǎng)而縮短,這與APPSwe/PS1dE9小鼠的加速衰老效應(yīng)也是相一致的。
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