L型电压依赖性钙离子通道在重复经颅磁刺激改善AD小鼠认知功能中的作用

Repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) could improve the cognition of individuals with Alzheimer's disease (AD). L-type voltage-dependent calcium channels (L-VDCC) is the main channel mediated hyperpolarization of the neurons in the hippocampal neurons, and there are two major subtypes: CaV1.2 and CaV1.3. Our previous study confirmed that application of high frequency rTMS improved age-related cognitive dysfunction by reducing neuronal hyperpolarization amplitude and increased neuronal excitability. This study intends to show what L-VDCC subtypes play a critical role in rTMS to improve cognitive function in AD mice. After the application of objective recognition test, immunohistochemistry, Western blot, mRNA interference, oligonucleotides, whole-cell patch clamp recording technique, this study intends to observe the expression of CaV1.2 and CaV1.3 after the improved cognition in AD mice and the neuronal excitability changes by rTMS. After Inhibition the functional of CaV1.2 and CaV1.3, in this study we plan to observe the regulation of neural excitability effects of rTMS, to explore CaV1.2 and CaV1.3 specific mechanisms to improve cognitive function in AD mice in the process of rTMS application, providing a new way for the treatment of AD.

重复经颅磁刺激（rTMS）可提高阿尔兹海默病（AD）患者的认知功能。L型电压依赖性钙通道（L-VDCC）在海马神经元主要存在两种亚型：CaV1.2和CaV1.3。前期研究证实，应用高频rTMS可以通过抑制VDCC，降低神经元后超极化幅度，上调神经元兴奋性，改善增龄引起的认知功能障碍。本课题拟在我们上述工作的基础上，应用新物体识别实验、免疫组化技术、Western blot技术、mRNA干扰技术、寡核苷酸技术、膜片钳全细胞记录技术，观察CaV1.2和CaV1.3在rTMS改善AD小鼠认知功能过程中的表达及神经元在rTMS后兴奋性的变化，抑制和增加CaV1.2和CaV1.3表达及其功能对rTMS调节神经元兴奋性作用的影响，探讨CaV1.2和CaV1.3在rTMS改善AD小鼠认知功能过程中发挥作用的具体机制，为AD的治疗提供新思路。

重复经颅磁刺激（rTMS）是一种无损伤、无侵入性的物理治疗方法，目前已逐渐得到人们关注。研究报道rTMS可以提高正常老化和阿尔兹海默病（AD）患者的认知功能损伤。rTMS对认知功能的改善是通过调节脑组织结构和功能发挥作用的。rTMS作用于神经系统可以改善神经元的兴奋性，并增加突触可塑性。rTMS改善突触可塑性的效应可以表现为长时程增强（LTP）效应。在电生理、基因水平、蛋白质表达等的研究表明，rTMS可以通过调节改善神经元可塑性相关基因、蛋白的表达调节电压依赖性钙离子通道，调节神经元兴奋性，改善AD个体的认知功能。本项目为临床正常老化及AD患者的认知功能障碍的治疗提供了理论依据。具体研究内容有以下几个方面：1. rTMS对快速老化小鼠认知功能的影响 观察rTMS对小鼠的认知功能的改善作用，在认知行为学方面进行验证。2．rTMS对海马神经元电生理特性的影响 观察rTMS对海马神经元的兴奋性调节作用，rTMS可以调节后超极化（AHP）幅度，改善神经元兴奋性，进而提高小鼠的认知功能。观察L型电压依赖性钙离子通道（L-VDCC）在rTMS后的变化与AHP 变化相一致，从神经电生理方面深入解释rTMS对小鼠认知功能影响的具体机制。3. rTMS对海马神经元L-VDCC表达的影响 观察rTMS对小鼠海马CA1区L-VDCC蛋白的表达产生调制作用，L-VDCC表达的变化与神经元兴奋性的变化相关联，从蛋白水平证明L-VDCC为参与rTMS影响小鼠认知功能的电生理机制的物质基础。4. 抑制和增加L-VDCC表达和功能，是否影响神经元兴奋性 给予小鼠海马神经元L-VDCC特异性激动剂和抑制剂进行处理，继而对神经元进行rTMS，观察神经元兴奋性的变化。进一步证明L-VDCC在rTMS调节神经元兴奋性，影响认知功能中的具体作用。