NP65在认知功能及轻度认知障碍中的作用与机制的研究

The incidence of Alzheimer disease (AD) is rapidly increased, being characterized as cognitive impairment, which accompany with aging of the population in the world. Up to now, there is no early diagnostic measures of AD focusing on the mild cognitive impairmnet(MCI). Mild cognitive impairment is often an aura of AD. However, the mechanisms of MCI are uncertain. The connection of nerve fiber networks is the basis of cognitive function. The changes of nerve fiber networks may provide the benefit for early diagnosis of AD. Cell adhesion regulates provides functional basis for the formation and maintenence of complex fiber network. Meanwhile, cell adhesion molecules (CAMs) regulate these processes. Neuroplastin 65 is a cell adhesion molecule widely expressed in cortex and hippocampus. We found in our early experiments that cultured hippocampal neurons from NP65 knock out mice have shorter and more primary neurites compared with wild type mice, and Morris water maze showed that NP65 knock out mouse searched preferentially in the trained quadrant and crossed over the previous platform location compared to wild type mouse, suggesting invovlement of NP65 in the cognitive activity. So,in order to figure out whether NP65 is invovled in recognitive function and the related MCI, this program is designed to study the chages of memory abilities of NP65 knock out mouse with different ages, and the thickness of and the founctional connections and neural fiber connections of cortex and hippocampus of NP65 knock out mouse with different ages by MRI and DTI, fMRI. Finally, it is designed to investigate whether NP65 contributes to the mechanisms of MCI by preparing for MCI model with NP65 knock out mouse.These results will provide new clue for early diagnosis and therapy of AD.

轻度认知障碍(MCI)常为老年性痴呆(AD)的先兆, 其机制不清。构成认知基础的脑结构、神经网络和脑内信号活动可能有助于阐明其机制。细胞粘附分子调节神经网络的形成和维持。NP65是广泛表达于皮质和海马的细胞粘附分子，而海马和皮质是记忆的形成区和AD的病变区。我们前期实验发现，与野生型相比，NP65敲除小鼠其体外培养海马神经元初级突起的数量多、长度短；海马区细胞密度大；水迷宫实验NP65敲除小鼠穿越平台次数多，提示NP65可能与海马构筑及记忆功能有关。为此，本研究利用NP65敲除小鼠，研究不同年龄小鼠记忆能力；利用神经影像技术研究不同年龄皮层与海马厚度及神经网络、脑功能活动变化；制备MCI模型，利用水迷宫实验、组织染色、共聚焦、膜片钳和神经影像等技术从行为、脑结构与神经网络、脑功能活动整合研究NP65在MCI中的作用及机制。本研究可能为AD早期诊断与治疗提供新线索。

轻度认知障碍(MCI)常为老年性痴呆(AD)的先兆, 其机制不清。细胞粘附分子调节神经网络的形成和维持。NP65是广泛表达于皮质和海马的细胞粘附分子，而海马和皮质是记忆的形成区和AD的病变区。 本项目制备NP65qq基因敲除小鼠（KO）, 研究了NP65 在认知中的作用；并用NP65 KO 小鼠与APP/PSI 的转基因小鼠 杂交的获得NP65KOAD的小鼠，研究NP65 在AD 小鼠认知中的作用。并利用神经影像fMRI 和DTI 研究脑内神经网络及微细结果的变化。 .重要结果： 与野生型对照组相比，通过水迷宫实验和新物体识别实验，发现NP65 KO 小鼠的空间记忆能力显著增强；通过一系列的焦虑和抑郁的行为学实验。发现KO 小鼠情感障碍，即焦虑水平增加而抑郁程度降低；通过注射Brdu,Np65敲除小鼠成年海马神经前体细胞增殖及新生神经元的数量显著增加；神经前体细胞的标志性蛋白nestin 的表达显著增加；不成熟神经元的标记DCX 的表达及阳性细胞数量都显著增加；通过对海马基因芯片分析，发现5-HT3A 受体表达下降；通过western blot 分析，KO 小鼠 前脑和脑干的5-HT 3A 受体表达显著降低；神经递质检测分析发现，KO 小鼠海马5-HT 含量下降；脑干中缝核群TPH2 蛋白表达及免疫染色阳性细胞显著下降。.与同龄AD 小鼠相比，KOAD 小鼠（10-month-old） β 淀粉样斑数量减少；IBA-1 阳性的小胶质细胞数量及蛋白表达显著降低；与野生型小鼠相比，AD 小鼠的TNF-a 和YM-1 的表达显著增加， KOAD 小鼠TNF-a 和YM-1 比AD 小鼠显著降低。.MRI显示，KO小鼠与WT小鼠 的各部脑结构的体积没有显著差异，但脑室的体积显著减小；DTI 显示KO 小鼠下丘脑的各向异性显著降低。.电生理实验显示，KO 小鼠的LTP 的维持受损。..通过本研究，证实KO 小鼠的学习记忆能力、情感行为的改变，从分子机制、神经影像、电生理机制，初步阐明其发生的机制，为记忆与情感障碍的研究，提供了新的线索。