IGF-1介导的丰富环境对成年弱视小鼠视皮层可塑性的影响

目的:检测丰富环境干预对单眼剥夺成年弱视小鼠视皮质中IGF-1及其受体的表达变化,初步探讨其对成年弱视小鼠初级视皮质突触可塑性的影响及分子机制.方法:将正常新生昆明小鼠随机分为正常组(Nor),单眼剥夺+标准环境组(MD+SE),单眼剥夺+丰富环境组(MD+EE),单眼剥夺+氟西汀组(MD+FLX).在小鼠21日龄时构建单眼剥夺模型,确定模型建立成功后,每组选取18只小鼠按照预先分组放置在标准环境或丰富环境中饲养4wk,单眼剥夺+氟西汀组小鼠饮水中加入氟西汀.通过前爪触地反射实验检测小鼠视敏度,闪光视觉诱发电位检测客观视功能;小鼠处死后取材,使用电镜检测视皮层神经元的突触间隙宽度、突触活性区长度及突触后致密物厚度,Western Blot法检测视皮层中IGF-1、IGF-1R及IGFBP5蛋白表达.结果:(1)视敏度检测结果:MD+SE组小鼠前爪触地成功率明显低于Nor组(P<0.001);MD+EE组及MD+FLX组小鼠前爪触地成功率明显高于MD+SE组(均P<0.001);与MD+FLX组比较,MD+EE组小鼠前爪触地成功率无差异(P=0.816).(2)闪光视觉诱发电位检测结果:与Nor组比较,MD+SE组小鼠剥夺眼闪光视觉诱发电位P2波潜伏期延长、波幅降低(均P<0.01);丰富环境饲养后,MD+EE组较MD+SE组小鼠剥夺眼闪光视觉诱发电位P2波潜伏期缩短、波幅增加(均P<0.01);与MD+FLX组比较,MD+EE组小鼠剥夺眼闪光视觉诱发电位P2波的潜伏期和波幅变化无差异(P>0.05).(3)电镜检测视皮层神经细胞突触超微结构:与Nor组比较,MD+SE组小鼠剥夺眼对侧视皮层神经细胞突触间隙增宽(P<0.01),突触活性区长度缩短(P<0.01),突触后致密物厚度变薄(P<0.01);丰富环境饲养后,MD+EE组小鼠较MD+SE组突触间隙变窄(P=0.0035),突触活性区长度延长(P<0.01),突触后致密物厚度增加(P<0.01),MD+EE组突触超微结构各项指标较MD+FLX组比较无差异(P>0.05).(4) Western blot检测视皮层中IGF-1、IGF-1R及IGFBP5蛋白表达:MD+SE组小鼠IGF-1及IGF-1R蛋白表达明显低于Nor组(均P<0.01);MD+EE组小鼠IGF-1及IGF蛋白的表达明显高于MD+SE组(均P<0.01),然而仍显著低于Nor组(均P<0.01).各组间小鼠IGFBP5蛋白表达异常无差异(P>0.05).结论:丰富环境能重新激活成年单眼剥夺弱视小鼠视皮质可塑性,改善弱视小鼠视觉功能,其机制可能与调控IGF-1及受体的表达有关.