张雪寒[1]2005年在《大鼠海马和杏仁体记忆相关受体和基因的研究》文中认为NMDA受体在突触可塑性中发挥重要作用，长时程增强(LTP)被认为是学习记忆的突触机制。在许多脑区，如杏仁体和海马，LTP的诱导需要NMDA受体的激活。尤其是在海马CA1区，NMDA受体的NR2A亚基参与LTP的诱导，而NR2B亚基参与LTD的诱导。然而，NR2A和NR2B在学习记忆中的作用，知之甚少。条件性恐惧是研究学习记忆非常好的行为模型。杏仁体基底外侧核(BLA)是产生条件性恐惧，及发生与其相关的突触可塑性的关键位点。本工作中，我们分别研究了BLA和CA1区NR2A和NR2B在条件性恐惧记忆中的作用。1)我们在BLA局部注射NR2A或NR2B选择性拮抗剂，及使用基因递送技术抑制BLA的NR2A和NR2B功能。结果显示，BLA的NR2A和NR2B均参与恐惧记忆的获得，但不参与恐惧记忆的表达。2)我们在CA1区局部注射NR2A或NR2B选择性拮抗剂，观察对海马依赖的场景恐惧记忆的影响。结果显示，CA1区NR2A参与场景恐惧记忆的获得，而NR2B不参与；NR2A和NR2B均参与场景恐惧记忆的表达。学习记忆是脑的基本功能，许多基因与这一功能相关。我们利用行为学方法，筛选到新基因hippyragranin(HGN)和已知在外周系统具有抗增殖作用的基因Tob。Tob(Transducer of ErbB2)是一种细胞周期的抑制性调控因子，在外周组织发挥抑制细胞增殖的作用，而在中枢神经系统的功能不明确。使用行为学模型筛选的方法，我们发现Tob在脑内有表达，并且可能参与学习记忆过程。行为训练可以导致脑内Tob蛋白表达量的一过性升高，而且这一表达升高发生在长时记忆形成之前。在大鼠海马CA1区注射Tob蛋白的反义核酸下调Tob蛋白的表达，大鼠在Morris水迷宫行为任务中的空间学习和记忆及场景恐惧行为任务中的长时程记忆均受到伤害。另外，在CA1区局部注射Tob反义核酸，会抑制海马长时程增强。因此，这些结果表明，细胞周期的抑制性调控因子Tob是一种参与海马学习和记忆的多功能蛋白。记忆的形成、保持和读取是一个动态过程，反映的是新记忆形成和旧记忆被压抑(或清除)两个方面结合的一个结果。关于新记忆的形成已了解很多，而对参与记忆压抑(或清除)功能的分子成分和分子过程了解很少。我们鉴定出一个新的蛋白——HGN，它在海马有表达，海马的去神经支配可以降低其表达。用HGN的反义核酸下调大鼠海马CA1区HGN的表达，增强大鼠在Morris水迷宫行为任务中的学习和记忆能力，同时也能增强突触传递的长时程增强(LTP)。这些结果表明，HGN可能参与了记忆的抑制性调控。杏仁体、海马等脑区广泛接受来自蓝斑的去甲肾上腺素能投射。已知，杏仁体β受体参与情绪唤起经验相关的记忆巩固。在离体海马脑片上，激活海马CA1区β肾上腺素能受体(β受体)易化突触传递的长时程增强(LTP)。提示，CA1区β受体在海马依赖的学习和记忆中可能发挥重要作用。然而，CA1区β受体是否参与海马依赖性的学习记忆，是否参与在体LTP的诱导，尚无实验证据。这里，我们考察了CA1区β受体对在体突触可塑性的调控作用，以及对Morris水迷宫空间学习和记忆巩固的影响。在体电生理实验中，激活CA1区β受体后，正常情况下对突触传递效能仅有微小调控作用的10Hz的θ节律刺激(每串150个脉冲，1串)可显着地诱导出LTP；阻断CA1区β受体，正常情况下能显著诱导LTP的5Hz的θ节律刺激(每串150个脉冲，3串)，此时不能诱导出LTP。在Morris水迷宫实验中，训练前阻断CA1区β受体，大鼠的学习速度显著慢于对照组；训练后5分钟阻断CA1区β受体，损害48小时的空间记忆，而训练后6小时阻断CA1区β受体，对48小时空间记忆没有影响。以上结果显示，CA1区β受体参与对在体LTP的调控，参与海马依赖的空间学习和记忆。
涂艳阳[2]2005年在《学习记忆相关基因的筛选、鉴定与功能研究》文中研究表明学习记忆是脑的基本功能,许多基因与这一功能相关。为了进一步寻找参与哺乳动物学习记忆过程的基因,我们建立了一个大鼠脑低丰度表达基因的cDNA亚库,并采取两种方法筛选与学习记忆相关的基因:一是从功能到基因,即从特定的生物学功能出发,利用相关动物模型和差异表达筛选,直接获得与这一功能相关的基因;二是从基因到功能,即从已有的基因出发,利用反义核酸干扰技术和动物模型,检测这些基因是否与学习记忆功能相关。利用以上方法,我们筛选到叁个与学习记忆相关的基因并进行了深入功能研究,它们分别为已知基因SNAP-25、Tob和新基因hippyragranin。突触小体相关蛋白SNAP-25(Synaptosomal-associated protein 25)在一系列神经过程中发挥重要作用,包括轴突生长、树突的形成、神经递质的释放和海马LTP(Long-term potentiation )的表达。我们发现在步下抑制性回避任务(Step-down inhibitory avoidance task)训练后,大鼠海马SNAP-25的表达上调。第叁脑室注射反义核酸(Antisense)抑制SNAP-25的表达,损害步下抑制性回避任务的长时记忆,而不影响其短时记忆。进一步的研究显示,海马CA1区注射SNAP-25 antisense损害长时场景恐惧记忆和空间记忆,并且抑制Schaffer侧枝通路LTP的诱导与维持。电生理实验结果显示,SNAP-25 antisense对LTP的抑制不是通过突触前机制介导的。以上结果表明,海马CA1区SNAP-25参与了记忆的巩固。Tob(Transducer of ErbB2)是一个细胞周期负调控因子,在外周系统中发挥抑制细胞增殖的作用,而在中枢神经系统中的功能不明确。利用小鼠行为学筛选低丰度表达基因的cDNA亚库,发现Tob可能参与了学习记忆过程。
王新明[3]2003年在《Tob在大鼠学习和记忆中的作用》文中研究指明在外周组织Tob具有抑制细胞分裂的作用它是一个细胞周期抑制性调控因子在寻找与学习和记忆功能相关的新基因中我们发现Tob在中枢神经系统中有丰富的表达场景恐惧行为训练能引起Tob蛋白的表达升高这一表达升高发生记忆巩固的关键时期将Tob基因反义寡聚核苷酸局部注射到大鼠海马CA1区下调Tob蛋白的表达大鼠的空间学习和记忆场景恐惧记忆均受到损伤将Tob基因反义寡聚核苷酸局部注射到大鼠海马CA1区长时程增强的诱导和维持被抑制这些结果表明CA1区的Tob参与海马依赖性的学习记忆过程参与对突触可塑性的调控这种作用很可能与其在细胞周期中扮演的角色完全不同
金宇[4]2010年在《尼古丁介导的VTA DA神经元谷氨酸能突触可塑性的研究》文中研究说明第一部分、整体注射尼古丁介导的腹侧被盖区多巴胺神经元谷氨酸能突触可塑性的研究中脑腹侧被盖区的多巴胺神经元在生理奖赏,以及机体对包括尼古丁在内的成瘾性药物的依赖和成瘾过程中均有极其重要作用。整体给予尼古丁,能通过激活烟碱型乙酰胆碱受体,诱导位于中脑腹侧被盖区的多巴胺神经元产生谷氨酸能突触可塑性,但其机制尚未阐明。我们在本研究中发现,单次整体给予尼古丁(0.5mg/kg,腹腔注射),24小时后切脑片记录,腹侧被盖区多巴胺神经元α-氨基-3-羟基-5-甲基-4-异恶唑丙酸盐(α-amino-3-hydroxyl-5-methyl-4-isoxazole-propionate,AMPA)受体和N-甲基-D-门冬氨酸(N-methyl-D-aspartic acid,NMDA)受体介导的突触后电流的比值上调。尼古丁介导的AMPA/NMDA比值上调在整体给药后1小时出现并能持续至少72小时(慢性给药时能持续8天),这一作用在整体给予选择性α7亚型烟碱型乙酰胆碱受体(α7-nAChRs)拮抗剂甲基牛扁亭碱或含β2亚型烟碱型乙酰胆碱受体(β2- nAChRs)拮抗剂美卡拉明预处理时,均不能阻断,但联合应用上述两种药物,可阻断尼古丁的作用。在α7-nAChRs或β2-nAChRs基因敲除的小鼠模型上,整体给予尼古丁仍能上调AMPA/NMDA比值。预先整体注射NMDA受体拮抗剂MK801或α1肾上腺素受体拮抗剂哌唑嗪,能阻断尼古丁介导的AMPA/NMDA比值上调,但多巴胺受体拮抗剂SCH23390联合氟哌啶醇或神经钙蛋白抑制剂环孢霉素A则不能阻断。整体注射尼古丁后,腹侧被盖区多巴胺神经元的谷氨酸能突触传递增强,而γ-氨基丁酸(γ-Aminobutyric acid, GABA)能突触传递未发生改变。综上所述,这些发现证明吸烟浓度的尼古丁通过α7-nAChRs或β2-nAChRs增加腹侧被盖区的谷氨酸能突触传递,并产生谷氨酸能突触可塑性,这一机制在早期神经系统适应中发挥重大作用,并可引起尼古丁奖赏和依赖。第二部分、体外尼古丁处理介导的腹侧被盖区脑片多巴胺神经元谷氨酸能突触可塑性的研究整体尼古丁暴露能使脑部产生一系列适应性改变,这些改变被认为是产生尼古丁奖赏和强化的重要基础。既往研究证明低浓度的尼古丁能够促进中脑腹侧被盖区(ventral tegmental area,VTA)多巴胺神经元谷氨酸能突触长时程增强(long-term potentiation,LTP)的产生,但单纯吸烟浓度的尼古丁是否能增强突触传递尚无报道。整体注射尼古丁能够引起腹侧被盖区多巴胺神经元谷氨酸能突触可塑性,但这种改变在该区域是由何种亚单位调节的尚不清楚。为阐明上述问题,我们采用膜片钳技术研究尼古丁在离体腹侧被盖区脑片上对多巴胺神经元谷氨酸能突触可塑性的影响。通过检测尼古丁处理1小时的VTA脑片AMPA受体和NMDA受体介导的电流的比值,我们发现,与对照组相比,500nM尼古丁预处理1小时的脑片上AMPA/NMDA比值上调,而预处理10分钟的脑片则无改变。预先给予α7-nAChRs拮抗剂甲基牛扁亭碱10nM孵育,能够阻断尼古丁的作用,而预先α4β2-nAChRs拮抗剂二氢-β-刺桐啶碱1μM孵育则不能,证明在我们的实验条件下,尼古丁主要通过α7-nAChRs发挥调节作用。这一结果在α7 KO小鼠上得到了进一步证实。此外,尼古丁介导的配对脉冲刺激诱发的兴奋性突触后电位比值降低仅见于野生型小鼠,而不存在于α7 KO小鼠。综上所述,尼古丁单独作用于离体VTA脑片上的烟碱型乙酰胆碱受体足以产生多巴胺神经元谷氨酸能突触可塑性,这一作用主要通过α7-nAChRs介导。
郑秀娟[5]2006年在《大鼠运动行为的自动分析》文中指出实验动物行为分析是高级中枢神经功能研究的一项重要技术手段,不仅广泛应用于神经心理学、神经药理学等传统领域,而且延伸到人工智能、仿生学、脑机接口等新兴交叉研究领域。运动行为参数化描述是行为分析的基础,因此建立动物行为自动分析方法对促进相关学科的发展具有重要意义。 根据运动行为分析的要求和大鼠行为的特点,本文提出混合高斯模型表征器-行为模型方法自动分析大鼠旷野实验中的运动行为。 首先,应用数字图像处理技术自动识别和跟踪大鼠重心位置,记录旷野实验中大鼠的时序运动轨迹;联合使用稳健LOWESS算法和RRM算法提取轨迹特征,并将轨迹划分为静止段和运动段两个子行为。其次,用高斯混合模型表征法,识别“行进”、“逗留”以及“飞奔(Darting)”等基本行为单元,进而分析逗留段空间分布、Darting次数等评价大鼠旷野实验的量化参数。最后应用隐马尔科夫模型方法建立大鼠运动行为模型,用于描述不同状态下的运动行为。 以睡眠剥夺对大鼠行为影响研究为例,对此方法进行了初步应用测试。实验结果表明,逗留段空间分布较运动距离在各组间的差异更加显着,更好地反映不同状态大鼠空间运动水平和兴奋性,同时证实Darting次数是评价不同状态大鼠运动行为的一项有效指标。在行为描述中,正常条件模型较睡眠剥夺模型对相应条件下大鼠的运动行为的判别率高,二者正确率分别为100%和66.7%。实验结果也说明了高斯混合模型表征器-行为模型应用于大鼠运动行为自动分析的有效性和实用性。
参考文献：
[1]. 大鼠海马和杏仁体记忆相关受体和基因的研究[D]. 张雪寒. 复旦大学. 2005
[2]. 学习记忆相关基因的筛选、鉴定与功能研究[D]. 涂艳阳. 中国科学院研究生院（上海生命科学研究院）. 2005
[3]. Tob在大鼠学习和记忆中的作用[D]. 王新明. 中国科学院研究生院（上海生命科学研究院）. 2003
[4]. 尼古丁介导的VTA DA神经元谷氨酸能突触可塑性的研究[D]. 金宇. 南京医科大学. 2010
[5]. 大鼠运动行为的自动分析[D]. 郑秀娟. 浙江大学. 2006
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