唾液酸的饮食干预对仔猪齿状回神经细胞及海马BDNF含量的影响

【摘要】研究背景：N-乙酰神经氨酸(Neu5Ac)和N-羟基神经氨酸(Neu5Gc)是哺乳动物中最常见的唾液酸,但人类在进化过程中由于CMAH基因的突变,自身只能合成Neu5Ac。Neu5Ac是母乳中的重要成分,同时也是大脑中神经节苷脂的构成组分,在人体中,脑组织中唾液酸的含量最高,婴幼儿主要通过母乳摄入Neu5Ac以维持脑发育。记忆力作为神经系统功能之一,表现在对外界刺激的反应程度和神经冲动的传导速度。这种信息传递以及神经冲动的传导必须通过突触来实现,可见稳定的突触连接是记忆力形成的结构基础,多项研究证实唾液酸是作用于大脑细胞膜及突触的营养素,并且在神经系统中担负着特殊的使命,可促进神经细胞的分化、发育和神经再生的作用,参与突触传递、维持细胞的正常机能,参与学习与记忆的过程。因此,摄入足够的唾液酸对于婴儿脑功能的正常发育尤其重要。在一项对于母乳喂养儿和人工喂养儿的比较研究中发现,母乳喂养儿唾液中唾液酸的含量比人工喂养儿高。近年来,唾液酸对于婴幼儿脑发育的重要生理作用受到越来越多的关注,但是相关的基础研究多限制在啮齿类动物体内进行。本谍题的创新之处在于采用与人类脑发育过程相似的仔猪模型,研究唾液酸的摄入对仔猪学习和认知的影响,并探索其背后可能的分子机制,为唾液酸的营养功能提供进一步的科学依据。研究目的：通过测量38日龄仔猪海马神经细胞的分布及数目,来探索唾液酸摄入对神经细胞的影响；通过测量38日龄仔猪海马脑源性神经营养因子(BDNF)的表达,检测唾液酸对BDNF含量的影响。研究方法：本实验将29只3日龄雄性仔猪随机分为对照组(n=15)和唾液酸处理组(n=14),并以配方奶连续喂养35天。其中对照组的唾液酸为奶粉中原有量,未额外添加,唾液酸的含量为Neu5Ac:77.7±1.6mg/100g奶粉；处理组唾液酸的含量为Neu5Ac:486.8±35.2mg/100g奶粉。仔猪于39口龄时麻醉处死取材,采用免疫荧光方法研究唾液酸摄入对海马神经细胞可塑性、成熟神经细胞、神经胶质细胞(星形胶质细胞)和增殖细胞分布与表达的影响,并采用酶联免疫吸附法(enzyme-linkedimmunosorbentassay,ELISA)检测两组仔猪海马中BDNF含量,从而推测唾液酸对仔猪海马BDNF的影响。研究结果：(1)膳食添加唾液酸对仔猪体重和脑重无明显影响；(2)处理组海马齿状回中多聚唾液酸(PolySia-NCAM)的表达量比对照组有所增加,但差异无统计学意义；(3)神经元特异性核蛋白(NeuN)主要在齿状回的颗粒细胞、Hillus区、阿蒙角的椎体细胞层中表达,处理组与对照组的NeuN阳性细胞个数差异无统计学意义,提示唾液酸的摄入对成熟神经元的数口无显著影响；(4)胶质纤维酸性蛋白(GFAP)在齿状回的表达分布与PolySia-NCAM分布呈现协同的趋势,主要存在于颗粒细胞层中,由此可见PolySia-NCAM在星形胶质细胞的细胞膜上有表达。比较不同组间齿状回GFAP与PolySia-NCAM的荧光强度(IOD/Area),两组的差异无统计学意义,但是处理组有增高的趋势；(5)Ki-67标记的新生细胞主要位于仔猪齿状回颗粒细胞下层,对38日龄仔猪Ki-67阳性细胞计数的结果显示处理组与对照组差异无统计学意义；(6)采用ELISA方法测定仔猪海马组织中BDNF含量,处理组的含量相对于对照组有增高的趋势,但结果差异无统计学意义。结论：唾液乳糖的摄入对仔猪海马齿状回成熟神经元、新生细胞的数目无显著影响,但可能通过增加齿状回的可塑性及星形胶质细胞、增加BDNF的含量,进而影响学习与记忆的通路。
【作者】赵凤娟；
【导师】王冰；
【作者基本信息】厦门大学，药理学，2014，硕士
【关键词】唾液酸；仔猪模型；神经细胞；脑源性神经营养因子；

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