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本文主要从以下三部分展开:
Ⅰ.新生期触觉刺激和短时间母婴分离经历对雄性大鼠成年后空间工作记忆的影响及其机制
本研究探讨了新生期的触觉刺激(tactile stimulation,TS)和母婴分离(maternal separation,MS)经历对大鼠成年后空间工作记忆和空间参考记忆的影响,以及对海马-前额叶神经通路的突触可塑性产生的效应。Wistar品系的母鼠分娩后,以split-litter方法对仔鼠进行分组:NTS组的仔鼠不接受触觉刺激和母婴分离;TS组的仔鼠在出生后第2-9天(postnatal day2-9,PND2-9),或者PND10-17内,每天接受短暂(约30s)的人为抓握,并进行体表标记;TS/MS组的仔鼠在PND2-9,或者PND10-17内,接受TS组相同方式的抓握并在不同体表部位进行标记后,被单独地放入一个杯子中,杯中有取自鼠巢的垫料,每天与母鼠分离1h后返回鼠巢。按照常规方法饲养这些在新生期有不同经历的大鼠,待其成年后(3月龄),采用交互延缓作业(纠正错误法和不纠正错误法)、空间分辨作业及反转学习作业测试雄性大鼠的学习记忆功能,并观察多巴胺D1受体激动剂A77636对不同组成年雄鼠的工作记忆是否产生影响。采用活体电生理方法,高频刺激海马腹侧部在前额叶记录突触效能长时程增强(long-term potentiation,LTP),对PND2-9有不同经历的成年大鼠(雌雄兼用)的海马-前额叶LTP进行比较。
结果:
(1)各组仔鼠间在PND30、PND60和PND90的体重都没有显著性差异,表明本研究中的新生期TS处理和MS处理不影响仔鼠的体重发育。
(2)在交互延缓作业-纠正错误法中,各组成年雄鼠在0s延缓期的达标天数没有显著性差异;0s延缓期达标后,再经过30天的训练,PND2-9TS组和PND10-17TS组的成年雄鼠达到的最长延缓期明显高于NTS组,而且在30s-50s延缓期内达标(正确率≥86.7%)的大鼠数量明显较多(与NTS组相比)。采用交互延缓作业-不纠正错误法,各组成年雄鼠在0s延缓期的训练成绩没有显著性差异,但是,PND2-9TS组和PND10-17TS组的成年雄鼠在40s延缓期的训练正确率明显高于NTS组,表明新生期的TS处理明显改善成年雄性大鼠成年后的空间工作记忆。
(3)各组成年雄鼠在空间分辨作业及反转学习作业中的成绩没有明显差异,表明新生期TS经历对雄鼠成年后空间学习记忆的影响是任务依赖性的:与前额叶有关的空间工作记忆功能比较容易受到新生期TS经历的影响,而空间参考记忆相对不容易受到新生期TS经历的影响。
(4)多巴胺D1受体激动剂A77636只有1个剂量(0.1mg/kg)对NTS组成年雄鼠的交互延缓作业成绩具有明显的改善效应。对PND2-9TS组成年雄鼠的交互延缓作业成绩,A77636的0.1mg/kg和1mg/kg剂量都具有明显改善效应。对PND10-17TS组成年雄鼠的交互延缓作业成绩,A77636的0.01mg/kg、0.1mg/kg和1mg/kg剂量都具有明显改善效应。与NTS组相比,A77636对这2个TS组成年雄性大鼠的有效改善剂量范围较宽,提示新生期TS处理经历对雄性大鼠成年后空间工作记忆的改善效应与其前额叶的多巴胺D1受体功能上调有关。
(5)与NTS组相比,PND2-9TS组雄性和雌性成年大鼠的海马-前额叶神经通路的LTP幅度都明显增加。由于海马.前额叶神经通路在空间工作记忆功能中起重要作用,新生期TS经历增强大鼠成年后的海马-前额叶神经通路的突触可塑性,为新生期TS经历增强大鼠成年后的空间工作记忆提供了电生理学的证据。TS成年大鼠海马-前额叶LTP增强可能与其前额叶的D1受体功能上调有关。
(6)本研究中,TS/MS组的新生期仔鼠在PND2-9或者PND10-17内,除了接受与TS组相同方式的抓握并在不同部位标记外,每天与母鼠分离1h,因此通过不同日龄段的TS/MS组与TS组的比较,拟对新生期MS处理的效应进行评估。结果发现,无论是对成年雄性大鼠的各项行为测试(空间分辨作业、交互延缓作业、A77636影响交互延缓作业的量效曲线),还是对成年雌性大鼠的行为测试(明/暗箱作业、一次性被动回避反应,论文II),或者对海马-前额叶神经通路的LTP,新生期的MS处理对本研究中的所有测试指标在统计上都没有显著性的差异,说明新生期每天1h的母婴分离经历对大鼠成年后的学习记忆等行为及前额叶突触可塑性没有产生明显的影响,对前额叶D1受体功能也没有明显影响。
(7)对所有测试指标,本研究采用的2个仔鼠日龄段PND2-9和PND10-17之间的统计比较没有明显差异,提示PND2-9和PND10-17甚至整个泌乳期都是仔鼠神经系统对外界环境刺激比较敏感的发育关键期。
结论:新生期的触觉刺激经历改善雄性大鼠成年后的空间工作记忆,增强海马-前额叶神经通路的突触可塑性和前额叶D1受体功能;新生期短时间的母婴分离经历对大鼠成年后的空间工作记忆和前额叶突触可塑性等没有产生明显的影响,可能具有一定的生物学适应意义。
Ⅱ.新生期触觉刺激和短时间母婴分离经历对雌性大鼠成年后焦虑情绪和情绪记忆的影响
本研究探讨新生期的触觉刺激和短时间母婴分离经历,对雌性大鼠成年后的焦虑情绪和情绪记忆的影响。仔鼠出生后采用split-litter法进行分组,共5组:NTS组(不接受实验人员抓握和标记), PND 2-9 TS组和PND 10-17 TS组(分别在仔鼠出生后的2-9天或10-17天内,每天接受短暂抓握和标记),PND2-9 TS/MS组和PND 10-17 TS/MS组(分别在仔鼠出生后的2-9天或10-17天内,除了接受与TS组相同方式的抓握并在不同部位标记外,每天与母鼠分离1h)。待雌鼠成年后,进行明/暗箱测试和一次性被动回避反应测试。结果发现:与NTS组相比,PND 2-9 TS组和PND 10-17 TS组的雌鼠在明/暗箱测试中停留于明室的累计时间明显较长,在被动回避作业中的重测试潜伏期也明显较长,表明本研究中的新生期触觉刺激经历使雌性大鼠成年后在明/暗箱测试中的焦虑减少,并改善情绪记忆的保持。MS处理对所有行为指标都没有显著性差异,说明短时间母婴分离对雌鼠成年后的焦虑和情绪i己忆没有明显影响。这些结果提示,新生期的触觉刺激和母婴分离经历对仔鼠神经系统的发育产生不同的影响。
Ⅲ.银杏叶提取物对育亨宾所致大鼠空间工作记忆障碍的改善作用
本实验目的是探讨银杏叶提取物(Extract of Ginkgo biloba, EGb)对前额叶认知功能的改善作用是否与去甲肾上腺素alpha-2受体有关。采用有3种延缓期(0 s. 25 s, 50 s)的交互延缓反应作业,测试雄性Wistar大鼠给药前后的空间工作记忆成绩。结果发现,给大鼠腹腔注射3 mg/kg或者4mg/kg剂量的育亨宾,对大鼠在交互延缓作业中的成绩产生剂量依赖性和延缓期依赖性的损伤,但对大鼠的运动能力和持续性指数没有明显影响,表明育亨宾选择性地损伤大鼠的空间工作记忆成绩。待大鼠的交互延缓作业成绩恢复到给药标准,给大鼠预先一次性口服SO mg/kg, 100 mg/kg或者200mg/kg的EGb,能够有效地反转腹腔注射4 mg/kg育亨宾对空间工作记忆造成的损伤,然而,较低剂量( 25 mg/kg ) EGb的改善效应不明显。本研究结果提示,EGb对前额叶认知功能的改善效应与alpha-2受体有关。