第三十卷 第七期 - 2016年七月一日 PDF
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海馬迴中的BDNF神經滋養因子具有調控神經新生的能力而改善記憶
蕭雅心1、洪惠琪1、陳舜華2簡伯武1,*
1 國立成功大學藥理學研究所
2 國立成功大學微免學研究所
 
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茲海默氏症(Alzheimer’s disease)是一種漸進式神經退化性疾病,隨著年齡增加,認知記憶損傷的情形也越趨嚴重。直至今日,並未能找到有效的預防或是延緩阿茲海默氏症病程的治療方法。我們常被告知保持與他人社交互動以及維持心智活躍能減低罹患阿茲海默氏症的風險性,然而其中運作機制並不清楚。

我們的研究首重於探究社交互動是否能影響阿茲海默氏症的病程發展。我們使用帶有澱粉樣蛋白前驅蛋白(Amyloid precursor protein; APP) 和presenilin 1 (PS1)的APP/PS1基因轉殖鼠當作研究阿茲海默氏症的動物模式。我們發現APP/PS1基因轉殖鼠在6個月大後與空間相關的恐懼記憶開始有損傷的情形。而在我們研究中, 我們觀察到一個有趣的現象:相較於其他3個月或是6個月大的陪伴鼠,給予1個月大的非基因轉殖之陪伴鼠會使得年老的APP/PS1基因轉殖鼠空間記憶改善情形最為明顯 (圖一)。此同住陪伴效益推敲可能與老鼠彼此間社交互動情況相關 (圖二)。如機制運作示意圖所示,給予1個月大陪伴鼠的APP/PS1小鼠其記憶改善與海馬迴神經滋養因子BDNF蛋白質或是mRNA增加有關,同時海馬迴內的齒狀迴(hippocampal dentate gyrus, DG) BrdU+/NeuN+標示的細胞顆數也有明顯增多的情形。而我們更進一步使用減低神經新生、降低或是增多神經滋養因子BDNF以及給予能活化神經滋養因子BDNF接受器TrkB致效劑等方法,證實與年輕小鼠同住增加與APP/PS1小鼠彼此間社交互動有助於延緩阿茲海默氏症記憶衰退的情形,此改善結果為透由海馬迴中神經滋養因子BDNF調控神經新生所致。

圖一 APP/PS1小鼠與非基因轉殖(wide-type; WT)鼠同住能回復空間記憶缺失的現象。(A) APP/PS1小鼠空間記憶在6個月後開始有損傷情形;(B) 6個月大的APP/PS1小鼠無論與哪一個年齡的WT或是APP/PS1小鼠同住都具有相同的恐懼制約學習能力; (C) APP/PS1小鼠與不同年齡的WT或是APP/PS1小鼠同住3個月後,其對空間恐懼反應數值的分布圖狀況;(D) 以都是6個月大的APP/PS1小鼠為控制組,其最高恐懼數值(45.4%)當作分界線,我們分出恐懼數值>45.4%的非記憶損傷組與恐懼數值<45.4%的記憶損傷兩組。而相較於其他陪伴組別,APP/PS1小鼠與1個月大的WT陪伴小鼠同住,其記憶改善情況最為明顯。

圖二 同住記憶改善效益歸功於小鼠間彼此的高社交互動。(A)相較於3個月及6個月大的WT陪伴者,1個月大的WT小鼠與APP/PS1小鼠接觸時間有明顯較多的情形; (B)同住3個月後,APP/PS1小鼠由6個月長至9個月大時測其空間恐懼反應,發現其數值與WT陪伴小鼠會去接觸APP/PS1小鼠時間長短呈現正向線性關係; (C)統計發現APP/PS1小鼠與WT陪伴鼠之間互動時間多寡與APP/PS1小鼠記憶改善有無也呈正向線性關係。


機制運作示意圖:

APP/PS1小鼠與WT陪伴鼠之間若為高社交互動者,在同住3個月後,APP/PS1小鼠海馬迴神經滋養因子BDNF mRNA與蛋白質皆有增加的情形,而此結果會促進神經新生並延緩阿茲海默氏症認知損傷的狀況。
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