大鼠海马神经元突触超微结构的增龄变化

Ｃ０ｎｄ吣萱蛐Ｓ，唧ｄｃ ６缸ｌｃｔ嘲ｉｎ凼ｅ ｍｃ ｌＩｉｐｐ∞删ｐ獬８ｈｏｗ ｐｒｏｌｌｌｉｎｅｎｔ ｃｈａｎｇｅｓ耐ｔＩＩ ｉｎｃｒｅ鹳ｉｎｇ ａ学ｅ，地＂ａｌｅｄ ｂｙ ｅｌｅｃｈＤｎ
ｉｎｌｐ删ｉｎ ｍｉｃｍ∞叩ｙ．Ｍｏｓｔ ｗｅＵ ｄｅＶｅｌｏｐｅｄ ８”ｍｐｔｉｃ ｓｍＪｃｔｕｒ骼ａｒｅ ｐ陀∞ｎｔ ｉｎ ｙａｕｎｇ ｒａｔ８，蚰ｄ
１０００５３，Ｃｈｉ眦；２．Ｃｅｎ№ｌＩａｂ嘣札０ｒｙ，Ｘｕ洲Ｈｏ叩ｉｔａｌ Ｄｉ眈ａ∞ｓ ｏｆ ｎ地ＭｉｆＩｉｓｔｒｙ ｏｆ Ｅｄｕｃａ曲ｎ，ＢｅｉｊｉＩｌｇ
ｏｆ Ｃ印ｉｔａｌ Ｍｅｄｉｃ８ｌ ＵＩｌｉｖｅｒｓｉｔｙ；
３．Ｄｅｐａ】栅帅ｔ ｏｆ ＰＩｌａ砌ａｃｏｌｏ舒，Ｃａｐｉｔａｌ Ｍｅｄｉｃａｌ ｕＩｌｉｖｅｍ畸，Ｂｅｑ岖１０００６９）
ａｇｅｄ瞰ｓ，ｍｅａｎｗｈｉｌｅ ｔｌＩｅ地ａ砖ｌｏｔ８
ｔｌｌｅ嫡ｎ ｏｆ ｄｅｐ∞ｉ协０ｆ ｌｉｐｏｆｈ８ｃｉｎ ｇｍｎｕｌ髓ｉｎ
ｎｅｕｍ璐０ｆ ａｇｅｄ ｍｔｓ．
【Ｋｅｙ哪ｒ凼】ｈｌｃ弛柏ｉＩｌｇ ａｇｅ；鼬ｔ８；Ｎｅｕ埘璩；ｓｙｎ叩８∞；Ｉｊｐｏｆｕｓｃｉｎ；ｕ呻ｃＢｉｎ；Ｅｌｅｃｔｒｏｎ ＩＩｌｉｃ瑚ｃｏｐｙ
量４８０．１±１５．Ｏ ｇ）、６月龄（体质量６２９．８±４８．１ ｇ）、
１８月龄（体质量７９１．３±１１９．１ ｇ）、２４月龄（体质量
８６３．７±１２５．０ ｇ），每组各３只。置于本院实验动物
室ｓＰＦ环境即屏障系统中饲养。 １．１．２主要仪器：超薄切片机：瑞典，ＬＫＢ．ｖ型。透
射电子显微镜：荷兰Ｐｈｉｌｉｐｓ，ＥＭ２０８Ｓ。 １．２方法
ｗＡＮＧ ＲｏｎｇｌＨ，ＴＡＮＧ Ｙｆ，ｚＨＡＮＧ Ｌｉｌ，ｚＨＡｏ ｚｌＩｉ．啪ｉ２，ｚＨＡＮＧ【棚１，ｕ“ｎ１
Ｉａｈｌｏｒｙ （１．ＤｅｐａｒｔＩｎｅｍ ｏｆ Ｐｈａｍ∽ｏｌｏｇｙ，ｘｕ锄唧Ｈｏ印ｉｔａｌ ｏｆ Ｃ印ｉｔａｌ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｕｎｉｖｅ娼时，Ｋｅｙ
ｆｏｒ Ｎｅｕｒｏｄｅｇｅ鹏ｍｔｉｖｅ
应用透射电镜观察，发现出生１ ｄ的新生ｓＤ大 鼠海马和皮层神经元呈现幼稚形态，分化差；核形态 不规则，核膜凹陷；核浆比例倒置，胞质稀少，有空 泡，细胞器简单，以核糖体为主；神经毡处细胞突起 空化，可见无定型物质（图２ａ），但无脂褐素形成。
１月龄大鼠神经元形态较前成熟，神经元电子 密度增高，核膜不光滑，核膜仍有凹陷，染色质有少 量凝集；细胞器渐丰富，高尔基囊泡及粗面内质网有 轻度扩张，线粒体基本正常，少量线粒体嵴结构不甚 清晰，但双层膜完整；个别神经元轻度固缩，可见少 量散在的脂褐素颗粒（图２ｂ）。３月龄大鼠神经元 形态基本正常，个别神经元固缩，可见核膜凹陷；大 部分细胞器完好，少数线粒体轻度肿胀，部分嵴断 裂；脂褐素颗粒较前增多（图２ｃ）。６月龄大鼠神经 元形态基本正常，胞核形态完整，核膜及核内染色质 正常，未见核膜凹陷；少数线粒体轻度肿胀，部分嵴 断裂；个别神经元固缩，内有脂褐素小体形成（图 ２ｄ）。１８月龄大鼠出现典型的变性神经元，神经元 固缩明显，周围有水肿的星形胶质细胞足突包绕，形 成“卫星现象”；核内染色质凝集，核膜凹陷；线粒体 代偿性增多、肿胀，部分嵴断裂；胞浆内脂褐素小体 沉积成簇状（图２ｅ）。２４月龄大鼠神经元以肿胀为
万方数据
中国比较医学杂志２∞９年４月第１９卷第４期ｃｈｉｎ Ｊ ｃ唧Ｍｅｄ，Ａｐ砌２００９，ｖ０１．１９．Ｎｏ．４
１９
老化通常指生物体生长发育成熟以后，随年龄 增加生理机能逐渐减退，内环境稳定性下降，组织器 官逐渐发生退行性改变，最终走向衰老、死亡的过 程¨’２Ｊ，而脑老化是机体老化过程最重要组成部分， 故研究脑老化的表现和发生机制对于防治由此引起 的学习记忆功能障碍和神经系统退行性疾病具有十 分重要的意义。学习记忆功能与海马神经元的突触 可塑性密切相关，突触丢失与认知功能下降最具有 直接关系¨’４１，而细胞内脂褐素沉积是公认的细胞老 化指标ｂ】。本研究以不同月龄的增龄大鼠作为研究 模型，应用透射电子显微镜观察与学习记忆功能密 切相关的海马神经元突触超微结构的变化，同时观 察了与脑老化密切相关的指标脂褐素沉积，为研究 脑老化过程中学习记忆功能减退的神经结构基础提 供实验依据。
ａ．Ａ １ ｄａｙ—ｏｌｄ ｒ砒，ｔｌｌｅ他ａ陀措ｒｅ ８ｙ眦ｐｓ∞，粕ｄ ｔｌｌｅ ｎｅｕｒｏＩｌａｌ ｇｔ九ＩｃｔＩｌ坤ｉｅ岫ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ．Ｔｈｅ∞蜘删ｉｏｎ ｂｅｔｗｅ朗ｓｙｎａｐｓ鹪ｉｓ ｖｅｒｙ＆Ｉ斌，“ｔｈｅ他ａ陀ｆ音ｗ
ｓ扣＿ａｐ６ｃ啷ｉｃｌ髓．ｂ．Ａ ｌ脚ｎｔＩＩ－ｏｌｄ ｒａｔ，ｔｌｌｅ咒ａ陀ｆ音ｗ ｓｙｎａｐ∞８．ｃ．Ａ ３ ｍ伽ｌｈ－０ｌｄ ｒａｔ，ｍｏ陀ｓｙ衄ｐ螂ａｎｄ ８ｙｎｇ叫ｃ ｖｅｓｉｃｌ嘲ａｒｅ ｐｒｅ鸵ｎｔ ｔＩＩ蚰ｂｅｆ吣．ｄ．Ａ ６
（１．首都医科大学宣武医院药物研究室，教育部神经变性病学重点实验室，北京 １０００５３； ２．首都医科大学宣武医院中心实验室；３．首都医科大学药理学系，北京 １０００６９）
【摘要】 目的 为研究脑老化过程中学习、记忆功能减退的神经结构基础提供实验依据。方法 应用透射电
子显微镜，观察比较从出生ｌ ｄ至２４月龄（１ ｄ、１月龄、３月龄、６月龄、１８月龄、２４月龄）的ＳｐｍｇＩｌｅ ＤａＷｌｅｙ大鼠海马 神经元突触超微结构的随增龄变化，同时观察与脑老化密切相关的指标脂褐素沉积。结果 在大鼠６月龄之前，
ｍ协砒ｔｈｅ ａｇｅ ｏｆ ｌ ｄａｙ，ｌ，３，６，１８肌ｄ ２４ ｍｏｎｔｌｌ８ ｗｅ弛ｏｂ∞ｗｅｄ ｂｙ砸ｍｓＩＩＩｉｓｓｉ∞ｅｌｅｃⅡＤｎ ｍｉｃｒｏ∞ｏｐｙ．Ｒ档ｕｎｓ ＳｙＴＩａｐ６ｃ
Ｉｌ∞ｎ甜ｍｔｓ，ｇｍｄｕａＵｙ ｇ岫Ｊｃｔｕ砖ｓ ｉＩｌ ｌｌｉｐｐ∞锄ｐａｌ ｎｅｕｒｏ璐ｗｅ他ａｌｍ０８ｔ ａｂ∞ｍ ｉⅡ山ｅ ｌ－ｄａｙ
［基金项目】国家重点基础研究计划．９７３计划项目（２００３ｃＢ５１７１０４）；国家自然科学基金（９０７０９０１１，３０４７２１８４），北京市自然科学基金 （７０３２０１３）。
【作者简介】王蓉（１９６３一），女，教授，博士生导师，主要研究方向：神经系统退行性疾病的发病机制和防治策略的基础研究。
【通讯作者】李林，药理学教授，博士生导师，电话：ＯｌＯ一８３１９８８铂，传真：ＯｌＯ一６３１３２７７９。ＤⅫＩｉｌ：ＨＩＩｌｉ９７＠ｈ咖嘶１．ｍ。
结构，且发育较好。突触之间的连接部位明显。ｃ．３月龄：突触结构正常，突触小泡数量较前增多。ｄ．６月龄：突触数量明显增多，形成突触
球．突触小泡丰富。ｅ．１８月龄：突触减少，突触小泡稀疏。突触前终末肿胀。ｆ．２４月龄：突触数量明显减少。突触小泡少见，突触前终末肿
胀。箭头示突触结构。
图ｌ增龄大鼠海马内突触结构的比较
２００９年４月 第１９卷第４期
中国比较医学杂志 ＣＨＩＮＥＳＥ ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＣＯＭＰＡＲＡｌｌＶＥ ＭＥＤＩＣＩＮＥ
Ａ砸ｌ，２００９
Ｖ０１．１９ Ｎｏ．４
鼋毋 矿《■酱 １５研１５ ｊ５究１５ 口报１５ 一告∞
大鼠海马神经元突触超微结构的增龄变化
王 蓉１’２，唐 玉３，张 丽１，赵志炜２，张 兰１，李 林‘
Ｂｙｎａ面ｃ懈ｉｃｌ∞ａｒｅ如ｄａＩｌｎｙ ｍ讪·ｏｌｄ ｍｏＩｍｌ．ｏｌｄ ｍｔ，ｓｙｎａ坤朗ａ”ｍｏ吼ｌｍＩｎｅｒ０岫鼬ｄ ｆｂｎｎ“ｓｙｌｌ印ｄｃ－ｇｌｏｂｅ８”，ａｌｌｄ
ｖｉｓｉｂＩｅ．ｅ．Ａ １８
ｒ砒，ｔｌｌｅ舢∞岫ｔ ｏｆ
ａ删眦０ｆ 即１ａｐ嘲ｉｓ ｄｉＩＩｌｉｎｉ８ｌｌｅｄ，ｐｍ－８）删噼ｉｃ ｔｅｒｍｉｎａｌ８龇８ｈｇｈｎｙ州０１ｌ朗，ａＩｌｄ ｓｙ咂ｐｌｉｃ ｖｅｓｉｄ∞ｄ鲫ｅａ章ｅｄ．ｆ．Ａ ２４啪ｎｔｈ·０１ｄ眦．山ｅ
随着月龄的增加，海马神经元突触超微结构的发育逐渐完善，至６月龄大鼠突触数量明显增多；此后突触数量逐渐
减少，至２４月龄大鼠神经元突触数量最少。从１月龄开始海马神经元内即可见少量脂褐素颗粒沉积，随着月龄的
逐渐增加，至２４月龄时脂褐素颗粒沉积显著。结论青年期大鼠的海马神经元突触发育最好，进入老年期后，突
触结构受损，老年期损伤最为严重，同时伴有大量的脂褐索颗粒沉积。
１材料和方法
１．１材料
动物：Ｓｐ哪ｅ １．１．１
Ｄａｗｌｅｙ（ＳＤ）大鼠，雄性，１８
只，购自北京大学医学部实验动物科学部，动物分级
为无特定病原体级（ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｐａｔｈｏｇｅｎ ｋｅ，ｓＰＦ），合
格证号：ＳＣｘＫ（京２００２—０００１）。按不同月龄分为６
组：１ ｄ、１月龄（体质量８１．０±５．１ ｇ）、３月龄（体质
１，３量快速灌注，后２，３量缓慢灌注，约３０ ＩＩｌｉｎ，至肝 脏变硬、四肢僵硬即固定完成。断头取脑，分离海马 ＣＡｌ区，切成１×１×１ ｍｍ３组织块。
脑组织取出后，置２％多聚甲醛一２．５％戊二醛 中，４℃固定２ ｈ。二甲砷酸钠缓冲液洗标本３次， ０．１咖ｌ，Ｌ ＰＢＳ清洗后入１％锇酸４℃固定２ ｈ。经梯
万方数据
度酒精脱水、置换、包埋与聚合、包埋块修整，进行半 薄切片定位，超薄切片机切片，厚度４０～６０ ｎｍ，醋酸 双氧铀／柠檬酸铅染色，透射电镜观察并照相。
２结果
２．１增龄大鼠海马内突触结构的变化 在透射电镜下观察，出生１ ｄ的新生大鼠海马
中偶见神经元突触，且结构发育不完全，突触连接部 位很短，突触小泡极少（图１ａ）。１月龄大鼠可见正 常突触结构，且发育较好，突触之间的连接部位明显 （图ｌｂ）。３月龄大鼠突触结构正常，突触小泡数量 较前增多（图１ｃ）。６月龄大鼠突触数量明显增多， 形成突触球，突触小泡丰富（图１ｄ）。１８月龄大鼠 突触减少，突触小泡稀疏，突触前终末肿胀（图１ｅ）。 ２４月龄大鼠神经元突触数量明显减少，突触小泡少 见，突触前终末肿胀、破坏，突触后膜增厚，间隙消失 （图１ｆ）。对大鼠海马突触的计数结果如图１ ｇ，可见 与６月龄大鼠相比，１月龄和２４月龄大鼠的神经元 突触数量明显减少，差异有显著性。 ２．２增龄大鼠海马神经元形态及脂褐素颗粒的变 化
用１０％的水合氯醛４ ｍＵ奴对大鼠行腹腔注 射。动物麻醉成功后，将其仰卧于平台上，伸展固定
四肢，开胸腹充分暴露心脏和肝脏。剪开左侧心尖
部，经左心室一升主动脉迅速插管灌注并固定，同时 剪开右心耳，先快速灌注生理盐水２００，２５０ ｍＬ，待 肝脏完全变白、右心耳流出澄清液体后，改灌４℃预
冷的４％多聚甲醛灌注固定液２５０．３００ ｍＬ，其中前
ｉｎｃ弛ａｓｅｄ丘ｏｍ ｌ ｍ∞ｔｌｌ ｔ０ ６ ｍ仰ｔＩＩ－ｏｌｄ，
ｔＩｌｅｎ ｄ∞他啪ｄ，ａｎｄ ａｌｍ０８ｔ ｄｉ柏讲圯蒯砒ｔｌｌｅ ａｇｅ ０ｆ ２４啪山．Ｔｈｅ ｌｉｐｃ血ｓｃｉｎ乎锄ｌｌｌ∞ｅＩ鹏咿ｄ ｉｎ ｈｉｐ瑚ｌｃ咖ｐａｌ ｎｅ啪璐ｏｆ ｌ
ｎｍｎｔｈ－ｏｌｄ ｒａｔｓ，肌ｄ ｉｎｃ弛ａ８ｅｄ诵ｔｌＩ ａ学ｅｉＩ塔．Ｔｈｅ ｐＩ．ｅ∞ｎｃｅ ０ｆ ｌｉｐｃ矗Ｉ∞ｉｎ ｇｍｎＩｌｌ∞ｗ鼬ｍ∞ｔ ｎ哪ｅｍｍ砒２４ ｍｏｎｔｈ８ ｏｆ ａｇｅ．
【关键词】 增龄；大鼠；神经元；突触；海马；脂ຫໍສະໝຸດ Baidu素；电镜
【中图分类号】Ｒ３３２；Ｉｔ３３８．１＋３；Ｒ３６１＋３
【文献标识码】Ａ
【文章编号】１６７１．７８５６（２００９）蚌００１８埘
Ｕｌｔｒ嬲ｔｍｃｔｕｒａｌ舢ｔｅｒａｔｉｏ璐ｏｆ Ｈｉｐｐｏｃａｍｐａｌ Ｎｅｕｒｏｎ Ｓｙｎａｐｓｅｓ ｉｌｌ Ｒａｔｓ研ｔｈ ＩＩｌｃｒｅ嬲ｉｎｇ Ａｇｅ
ｃｏｍｐａ弛ｔｈｅ汕胁ｃｔｕＩａｌ 【Ａｈ嘶ｔ】 ｏｂｊ优廿他 Ｔｏ ０ｂ髓ｒｖｅ肌ｄ
ｃｈ趴ｇｅｓ“ｓｙｎ印∞８ ｉｎ ｈｉｐｐｏｃ锄ｐａｌ腿ｕｒ咖ｉＩＩ ｒａｔＢ
ｗｉｔｌＩ ｉｎｃ陀聃ｉｎｇ ａｇｅ．Ｍｅｔｈｏｄｓ Ｔｈｅ ＩＩｌ协骆帆Ｊｃｔｕ弛ｏｆ ｓｙ眦ｐ∞８舳ｄ ｌｉｐｏｆＩＩ∞ｉＩｌ ｇｒａｎｔＩｌｅｓ ｉｎ ｈｉｐｐｏｃ锄ｐａｌ ｎｅ山Ｄｍ ｏｆ Ｓｐｍｇｕｅ Ｄａｗｌｅｙ
２０
中国比较医学杂志２００９年４月第１９卷第４期ｃｂｉｎ Ｊ ｃｏ唧Ｍｅｄ，Ａ—ｌ ２００９，Ｖ０１．１９．Ｎｏ。４
主，线粒体有肿胀和固缩，嵴断裂溶解，模糊不清，核 膜凹陷，核糖体解聚，可见晚期阶段的次级溶酶体形
成的髓样体，脂褐素颗粒沉积最为明显（图２ｆ）。
ａ．出生１ ｄ的新生大鼠：海马神经元突触偶见。且结构发育不完全，突触连接部位很短，突触小泡极少。ｂ．１月龄：海马神经元可见正常突触