背侧海马CA1区抑制性神经元亚群在应激所致记忆损害中的作用

发布时间：2020-11-05 00:55

　　 急性严重应激会扰乱神经环路活动并损害海马依赖性认知功能。抑制性中间神经元能够协调神经网络活动,但其在急性应激所致记忆损害中的作用仍有待研究。本研究发现背侧海马CA1区的抑制性神经元参与调节急性应激导致的记忆损害。我们首先利用强迫游泳应激(5min)和束缚应激(30min)模型观察急性应激对小鼠空间记忆及背侧海马CA1区抑制性神经元激活的影响。随后,运用化学遗传学方法模拟应激效应,选择性干预背侧海马CA1区抑制性神经元的活动,采用旷场、明暗箱、高架十字迷宫、Y迷宫、空间物体识别、新奇物体识别等一系列行为学测试,研究其对小鼠焦虑和记忆的影响,并初步探讨干预背侧海马CA1区抑制性神经元引起行为学改变的可能机制。最后,我们运用化学遗传学方法抑制背侧海马CA1区抑制性神经元的活动,研究是否可以逆转或改善急性应激对记忆的损害。研究结果发现,成年雄性C57BL/6N小鼠经历急性强迫游泳或束缚应激后空间记忆受损、背侧海马CA1区抑制性神经元活动增加。选择性激活背侧海马CA1区抑制性神经元特异性损害小鼠的长时程空间记忆。此外,我们发现邻近锥体神经元的活动被抑制,但兴奋性和抑制性突触的密度并未发生改变。这些结果提示急性应激激活背侧海马CA1区抑制性神经元,导致锥体神经元活动减少,进而影响长时程空间记忆。但是,抑制背侧海马CA1区抑制性神经元的活动未能逆转或改善急性应激对空间记忆的损害。背侧海马CA1区抑制性神经元根据分子构成、形态结构和电生理特性分为不同的亚群,每种亚群在急性应激损害空间记忆的过程中可能发挥着不同的作用。在上述研究基础上,我们进一步研究了背侧海马CA1区抑制性神经元的一个亚群——CRH(corticotropin releasing hormone,促肾上腺皮质激素释放激素)神经元在急性应激所致记忆损害中的作用。首先,我们利用强迫游泳和束缚应激模型研究急性应激对背侧海马CA1区CRH神经元活动的影响。随后,运用化学遗传学技术选择性激活背侧海马CA1区CRH神经元,通过行为学测试研究其对小鼠记忆的影响,并探讨可能的机制。结果发现成年雄性CRH-GFP小鼠经历急性强迫游泳应激后,背侧海马CA1区CRH神经元活动增加。选择性激活该区CRH神经元损害空间记忆的获取、巩固以及提取,机制可能与神经元过度释放CRH有关。总之,我们的实验提示背侧海马CA1区抑制性神经元及CRH神经元参与调节急性应激所致记忆损害,这些发现为急性应激相关认知障碍的机制研究提供了新的线索。Calbindin参与调节细胞内钱离子的稳态及突触可塑性。海马calbindin表达水平下调与应激所致认知障碍相关,但是海马CA1区calbindin阳性抑制性神经元在急性应激所致记忆损害中的作用尚未研究清楚。在此,我们提供证据支持背侧海马CA1区的calbindin阳性抑制性神经元参与调节急性应激所致记忆损害的抗性。我们将Cre依赖的calbindin敲低病毒注射到成年雄性GAD65-Cre小鼠背侧海马CA1区,选择性敲低抑制性神经元的calbindin水平,利用新奇摄食抑制、旷场、明暗箱、高架十字迷宫、延迟非匹配取样、空间物体识别等一系列行为学测试,研究其对小鼠焦虑样行为以及基础状态下和急性应激后海马依赖性记忆的影响。结果发现背侧海马CA1区抑制性神经元calbindin敲低的小鼠在基础状态下,短时程空间工作记忆仅轻微受损,而基础状态下以及经历强迫游泳应激后,长时程空间物体识别能力皆保持完整,提示对应激损害记忆的抗性增加。背侧海马CA1区抑制性神经元calbindin敲低对焦虑样行为无影响。此外,我们发现背侧海马CA1区抑制性神经元calbindin与哭触细胞黏附分子nectin-3存在共表达,提示nectin-3与calbindin的相互作用可能参与调节急性应激所致记忆损害的抗性。总之,我们的研究表明背侧海马CA1区calbindin阳性抑制性神经元调节急性应激所致记忆损害的抗性,这些发现可能有助于理解急性应激相关认知障碍的细胞水平机制。
【学位单位】：浙江大学
【学位级别】：博士
【学位年份】：2019
【中图分类】：R749.5
【部分图文】：

＊尸?＜?０．０５，?＊＊尸?＜?０．０１，＊＊＊尸?＜?０．００１。??３．２急性应激激活ＰＶＮ区神经元??为了证明急性应激的影响，我们进行了?ＰＶＮ区ｃ－ｆｏｓ免疫组化染色（图１－２Ａ）。??结果发现束缚应激显著增加了?ＰＶＮ区ｃ－ｆｏｓ的免疫反应性（厂２，１３＝８．４５７，尸＝０．００４，??〇１１６－＼￥３＞＾八１＾〇＼＾八；１１８￥６＾１１５（１！丁，尸＝０．００４，丁１１１＜＾、１６５１；图１－２１３）。强迫游泳和束缚??应激皆可增加ＰＶＮ区ｃ－ｆｏｓ阳性细胞的数量，而束缚应激的效应比强迫游泳更为??显著（尸２，１３?＝?５９．３３９，尸＝０．００００００３，?ｏｎｅ－ｗａｙ?ＡＮＯＶＡ；?ＲＳ?ｖｅｒｓｕｓ?ＣＴ，Ｐ?＝?０．００００００２，??ＦＳ?ｖｅｒｓｕｓ?ＣＴ，?Ｐ?＝?０．０００７，?ＲＳ?ｖｅｒｓｕｓ?ＦＳ，?Ｐ?＝?０．０００９，?Ｔｕｋｅｙ’ｓ?ｔｅｓｔ；图?１－２Ｃ）。这些结??果提示两种急性应激皆可激活下丘脑－垂体－肾上腺轴（ＨＰＡ轴）。??Ａ??Ｃ－ｆ〇Ｓ?５?＜■／??ＣＴ?ＦＳ?ＲＳ??Ｂ?Ｃ??５?３００－１?５０００－１?★★★??｜??－ｋｉｃ??Ｅ?４０００－??｜?２。。．?Ｔ?ｊｋ?Ｉ?３０００－?＊★＊?＿??１１〇〇．?＾?Ｉ?１２〇〇°＇?ｎ?Ｉ??■?■?＾?１°°°－?ｎ?１??６?°?ＣＴ?ＦＳ?ＲＳ?°?ＣＴ?ＦＳ?ＲＳ??图１－２．急性应激对ＰＶＮ区神经元活动的影响??（Ａ）

图１－５．选择性激活背侧ＣＡ１区的抑制性神经元??（Ａ）对照组和ｈＭ３Ｄｑ组小鼠在ＣＮＯ腹腔注射２?ｈ后ｃ－ｆ?

我们进一步探索了激活背侧ＣＡ１区抑制性神经元是否会影响焦虑样行为。在??旷场测试中，ＣＮＯ腹腔注射后，两组小鼠进入中央区的次数Ｇ２〇?＝?０．７０１，尸＝?０．４９１；??ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔＭｅｓｔ；图１－６Ａ）以及在中央区运动的时间（图１－６Ｂ）没有差异。既往??研究报道背侧ＣＡ１区抑制性神经元的亚群可能调节运动［４５１，因此我们进一步统计??了小鼠在中央区运动的距离（／２〇?＝?０．７６８，戶＝０．４５１；?ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ?Ｍｅｓｔ；图１－６Ｃ）以??及总运动距离（＾２〇?＝?０．０９，?Ｐ?＝?０．９２９；?ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔＭｅｓｔ；图１－６Ｄ），但是并未发现两??组之间存在显著差异。??Ａ?Ｂ??ｇ?５０－１?２?８０－??〇?〇）??Ｉ４０＇?ｔ?Ｔ?ｉ??§?３０?Ｍ?ｉ?Ｉ?４０－?Ｔ??Ｉ－?１?ｒ?■??Ｑ???Ｉｌｌ??ＩＩ?！＊■?ｍｍｍＨＭｍｂ?ｍＭＢＭｉ??ＣＴ?ｈＭ３Ｄｑ?Ｋ?ＣＴ?ｈＭ３Ｄｑ??Ｃ?Ｄ??ｆ?８１?＾６０ｉ??Ｓ?６－?ｒ＾－ｉ?丁?旦?了?丁??１?ｉ?Ｉ４０－?ｎ?ｉ??．Ｅ?Ｈ?＾?２０－?Ｂ??§２＇?Ｉ?Ｉ?Ｉ??祭?０Ｊ?—＿＿Ｈ—?〇Ｊ—＿＿＿Ｈ—??Ｑ
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本文编号：2870867