二甲双胍改善慢性脑低灌注大鼠认知功能障碍的作用和机制

(整期优先)网络出版时间:2023-03-15
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摘要目的探讨二甲双胍(metformin)改善慢性脑低灌注大鼠认知功能障碍的作用和机制。方法82只3~4月龄SPF级雄性SD大鼠按照随机数字表法分为假手术对照组(Con组,n=15)、假手术二甲双胍给药组(Met组,n=20)、双侧颈总动脉结扎(2-vessel occlusion,2VO)组(2VO组,n=22)、双侧颈总动脉结扎+二甲双胍给药组(2VO+Met组,n=25),采用双侧颈总动脉结扎法建立慢性脑低灌注模型,假手术组只分离血管,不接扎。建模后按照每天100 mg/kg剂量连续4周给予二甲双胍溶液饮用水。二甲双胍干预4周后,Morris水迷宫实验检测大鼠的空间认知功能,在体电生理技术检测大鼠的长时程增强,酶联免疫吸附实验(ELISA)检测海马组织的炎性因子肿瘤坏死因子α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)、白介素-1β(interleukin-1β,IL-1β)和白介素-6(interleukin-6,IL-6)浓度水平,同时采用高尔基染色观察海马神经元树突棘的密度,透射电镜观察海马神经元的突触结构,尤其是囊泡密度。采用SPSS 16.0进行统计分析,水迷宫7 d重复学习训练的逃避潜伏期数据采用重复测量方差分析,其余数据多组间比较采用单因素方差分析,进一步两两比较采用Dunnett's t检验。结果Morris水迷宫结果显示,在7 d的学习训练中,4组大鼠逃避潜伏期的时间和组别交互作用不显著(F=0.93,P>0.05),但是时间主效应(F=25.90,P<0.05)和组别主效应(F=13.20,P<0.05)显著;在第3~7天的平台位置学习中,2VO组大鼠逃避潜伏期显著长于Con组和2VO+Met组(均P<0.05)。休息1 d后检测大鼠短期记忆,结果显示:2VO组大鼠逃避潜伏期显著长于Con组和2VO+Met组(P<0.01),同时2VO大鼠的平台区域滞留时间和穿梭次数均少于Con组(P<0.01)和2VO+Met组(P<0.01)。电生理结果显示:高频刺激后,2VO组相对兴奋性突触后场电位斜率[(1.29±0.09)]显著低于Con组[(2.07±0.09)]和2VO+Met组[(1.69±0.08)](P<0.01)。ELISA结果显示:2VO组海马组织TNF-α含量水平显著高于Con组和2VO+Met组;2VO组海马组织IL-1β和IL-6含量水平显著高于Con组和2VO+Met组。2VO组海马神经元树突棘密度显著低于Con组和2VO+Met组。2VO组海马神经元不成熟树突棘密度和比例显著高于Con组和2VO+Met组。2VO组海马CA1区神经元的突触囊泡密度[(230.29±19.44)个/μm2]显著低于Con组[(414.52±13.17)个/μm2]和2VO+Met组[(313.19±12.42)个/μm2](均P<0.05)。结论二甲双胍能够降低慢性脑低灌注海马组织神经炎性反应,同时能够改善突触可塑性和认知功能障碍,在治疗血管性认知功能障碍方面可能具有潜在的应用价值。