Ca2+信号通路在间歇低氧诱导OSAS认知功能障碍中的作用

阻塞性睡眠呼吸暂停综合征（OSAS）可造成认知功能损害，甚至导致痴呆发生，而其发病机制尚不明确。OSAS病理生理的核心机制是体内长期存在的间歇低氧环境。本课题在建立间歇低氧小鼠模型基础上，采用Morris水迷宫测试小鼠空间学习记忆能力的改变；激光共聚焦、Western blot等方法研究海马CA1区超微结构的损伤、凋亡和自噬（autophagy）相关基因的表达，并探讨两者的相关性；采用电生理手段检测海马脑片LTP、细胞内[Ca2+]变化，以及钙信号通道中NMDA受体、CaMKⅡ和PKC等蛋白激酶的改变，分析其与神经元损伤之间的效应；同时间歇低氧后予以复氧干预，观察以上结构、功能损害的逆转情况以及钙通道中基因、蛋白表达的变化。用以探讨与学习记忆密切相关的钙通道，在间歇低氧引起的OSAS认知障碍中的作用地位，为临床OSAS患者认知损害提出一值得关注的新靶点，为寻找相应的防治手段提供实验依据。

本课题设计并制作了小鼠间歇低氧装置，建立模拟阻塞性睡眠呼吸暂停综合征（OSAS）病理损害特点的间歇低氧（CIH）模型，每60s做一次缺氧/再氧合循环，氧浓度在6-8%和20-21%之间。60只ICR雄性幼鼠，随机分为常氧对照组（UC组）和间歇低氧组(CIH组)，各组根据低氧造模时间分为3天（A组）、1周（B组）、2周（C组）、4周（E组）、6周（F组）和造模结束后，常氧饲养1月的10周组（G组），每组5只。将CIH组小鼠置间歇低氧舱内，每天8小时。在CIH3天、1周、2周及6周终点，采用Morris水迷宫测定空间学习记忆功能的变化；在CIH6周终点，电镜观察海马CA1区超微结构的变化；各组小鼠在其造模结束点，断头分离海马CA1区，采用RT-PCR和Western blot法测N-甲基-D-天冬氨酸受体(N-methyl-D-Aspartic acid receptor，NMDAR)亚单位1（NR1）、钙/钙调素依赖性蛋白激酶Ⅱ(calmodulin-dependent protein kinaseⅡ，CaMKⅡ) mRNA和蛋白的变化。 .结果发现：1. 水迷宫行为学检测显示，CIH组小鼠在间歇低氧3天时，逃避潜伏期较对照组有所延长，随着间歇低氧时间的延长，自CIH的1周始，逃避潜伏期较对照组逐渐延长（P <0.05, 或P <0.01）；低氧6周后，CIH组穿越平台次数较对照组明显减少（P <0.01）。2. 透射电镜观察显示，CIH组小鼠海马CA1区神经元线粒体肿胀、嵴稀疏、空泡变；细胞核膜模糊，核异染色质浓缩、边集，呈早期凋亡改变，以及存在局灶性髓鞘崩解。3. CIH组B、C、E、F及G组，NR1、CaMKⅡ蛋白表达均降低(p<0.05，或p<0.01)，C、E组降至最低水平(p<0.01)；A组NR1、CaMKⅡ蛋白表达较其对照组有升高迹象；复氧1月后的G组NR1、CaMKⅡ蛋白仍较对照组降低，NR1蛋白表达与其F组相仿，CaMKⅡ则略高于F组。各组NR1、CaMKⅡmRNA表达量变化趋势与其蛋白水平相似，但差异不显著。.CIH诱导小鼠空间学习记忆障碍，且随低氧暴露时间延长学习记忆功能损害加重。CIH引起小鼠海马神经元钙通道相关分子NR1、CaMKⅡmRNA及蛋白表达水平的下调，海马神经元出现早期凋亡现象，这可能是CIH引起认知障碍的分子机制之一。