海马齿状回多巴胺D1受体在大鼠空间学习记忆中的作用

发布时间：2020-04-23 00:51

【摘要】：海马是脑内与学习记忆功能关系最为密切的部位之一,尤其在空间学习和记忆中起着至关重要的作用。哺乳动物的海马在解剖结构上主要分为CA1区、CA3区和齿状回区(dentate gyrus,DG),而海马的亚区及其相关神经网络在空间学习记忆中各自起着不同的作用。虽然研究表明,海马DG区作为空间信息进入海马的传入点,在空间信息的处理和编码,以及空间学习记忆中起着非常重要的作用,但对参与空间学习记忆过程的DG内神经递质或调质及其作用目前尚未完全弄清楚。多巴胺(dopamine, DA)是中枢神经系统内重要的单胺类神经递质,已发现海马DG不仅有DA能神经元的投射,也有多巴胺D1受体的表达。研究表明,海马CA1区的DA及其D1受体参与几种学习记忆功能,以及相关突触可塑性的调节过程,但DG内的D1受体是否参与空间学习记忆过程目前尚未见报道。因此,本研究的第一部分,在利用Morris水迷宫观察大鼠空间学习记忆能力的过程中,利用脑部微量透析法和高效液相色谱法测定DG区细胞外液中的DA含量变化,并利用D1受体阻断剂和激动剂探讨DG内D1受体在空间学习记忆中的作用及其部分机制。血管性痴呆(vascular dementia, VD)是一系列脑血管因素导致脑组织损害而引起的智能损害综合征,它的主要症状是由脑组织损伤而导致的渐进性认知功能障碍。学习和记忆是各种认知功能形成的基础,是研究VD认知功能障碍的必选指标。虽然研究表明,海马DG区在VD空间学习记忆损害中可能起重要作用,但对参与VD空间记忆损害过程的DG内神经递质及其作用目前尚未完全弄清楚。因此,本研究以第一部分的实验结果为基础,在第二部分利用双侧颈总动脉永久结扎法制备VD模型大鼠,并应用脑部微量透析法,高效液相色谱分析法,Morris水迷宫(Morris water maze, MWM),电镜及免疫组化法等实验方法探讨海马DG区DA及其D1受体在VD模型大鼠空间学习记忆损害中的作用。本实验的具体内容如下：1.观察MWM训练过程中,大鼠海马DG区细胞外液中的DA含量的变化。2.利用脑部微量注射法往海马DG区注射D1受体阻断剂或激动剂,观察其对大鼠空间学习记忆的影响。3.每天训练前往大鼠海马DG区微量注射D1受体阻断剂,观察其对MWM训练过程中的DG区天冬氨酸(asparate,Asp)、谷氨酸(glutamate, Glu)和γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid,GABA)含量变化的影响。4.利用双侧颈总动脉结扎方法,制备VD模型大鼠,应用MWM观察其空间学习记忆能力、利用脑部微量透析法和高效液相色谱法测定DG区细胞外液中的DA含量、利用免疫组织化学染色法观察DG区D1受体表达、利用透射电镜观察DG区的超微结构变化。5.利用脑部微量注射法往VD大鼠的海马DG区注射D1受体激动剂,观察其对VD大鼠空间学习记忆的影响。本实验的结果如下：1.在4d的MWM定位航行实验中,大鼠找到站台所需要的时间,即逃避潜伏期,随着训练天数的增加逐渐缩短(P0.05),而在5d的MWM训练过程中,海马DG区DA含量明显增加(P0.05)。2.每天训练前往大鼠海马DG区微量注射1μl的D1受体阻断剂SCH23390,明显延长MWM定位航行实验中的逃避潜伏期,并减少MWM空间探索实验中的穿越原站台区的次数(均为P0.05)。3.每天训练前往大鼠海马DG区微量注射1μl的D1受体激动剂SFK38393,对MWM定位航行实验中的逃避潜伏期不产生明显的影响(P0.05),但明显增加MWM空间探索实验中的穿越原站台区的次数(P0.05)。4.每天训练前DG区注射生理盐水的对照组大鼠,在Morris水迷宫训练过程中,DG区的Asp和Glu的含量明显增加(均为P0.05),与之相比,每天训练前DG区注射D1受体阻断剂SCH23390的大鼠,在Morris水迷宫训练过程中的DG内Asp和Glu含量的增加变快、变少(均为P0.05)5.对照组和SCH23390组大鼠的海马DG内GABA含量在Morris水迷宫训练过程中均逐渐降低(均为P0.05),但SCH23390组大鼠DG内GABA的含量却明显多于对照组(P0.05)。6.在4d的MWM定位航行实验中,VD大鼠的逃避潜伏期明显长于假手术组(P0.05),而在第5天的空间探索实验中,VD大鼠的穿越原平台区的次数明显少于假手术组(P0.05)。7.VD大鼠海马DG区超微结构的变化如下1)突触小泡数量减少；2)粗面内质网数量减少、排列紊乱,游离核糖体增多；3)突触内线粒体双层膜和嵴结构模糊不清,嵴断裂、变短减少；4)突触间隙模糊不清。8.VD大鼠海马DG区细胞外液中的DA浓度为0.22±0.03pg/μl,与假手术组(0.75±0.11pg/μl)相比,DA的浓度明显降低(P0.05)。9.在VD模型组和假手术组大鼠的海马DG颗粒细胞层均有D1受体的表达,且两组间无显著性差异(P0.05)；而在海马门区,虽然两组均有D1受体的表达,但VD模型组的D1受体表达却显著增加(P0.05)。10.每天训练前往VD大鼠海马DG区微量注射1 μl的D1受体激动剂SFK38393,明显缩短MWM定位航行实验中的逃避潜伏期,并增加MWM空间探索实验中的穿越原站台区的次数(均为P0.05)。本实验的结论如下：1.海马DG内的DA通过激活D1受体促进大鼠的空间学习和记忆过程。2.激活海马DG的D1受体,可通过加强Glu和Asp的兴奋传递过程和减弱GABA的抑制作用,易化大鼠的空间学习和记忆过程。3.VD模型大鼠空间记忆损害与海马DG区的DA含量减少以及超微结构的损伤有关。4.激活VD模型大鼠海马DG区的D1受体可改善VD模型大鼠的空间学习记忆损害。5.VD模型大鼠海马DG多形细胞层内的D1受体表达明显增加。
【学位授予单位】：延边大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：R338

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本文编号：2637165