论文部分内容阅读
研究的目的及意义： 谷氨酸是哺乳类动物中枢神经系统的一种兴奋性神经递质，其受体分为离子型和代谢型两类。离子型具有完整的阳离子通道，而代谢型(mGlut)则通过蛋白转到胞内信号系统而起作用。离子型受体进一步分为N-甲基-D-门冬氨酸(N-methyl-D-aspartate，NMDA)受体、α—氨基羟甲基—唑丙酸受体(AMPAr)、海人藻酸受体(Kainate receptor)。NMDAR在谷氨酸中枢神经系统的许多功能上具有关键作用，NMDA受体激活后可引起神经元细胞膜对Na+、K+和Ca2+通透性增强，产生兴奋性突触后电位。在中枢神经发育的过程中，NMDA受体通过不同亚型的选择性表达，改变自身的结构和功能，进而影响NMDA受体介导的Ca2+内流，调节神经元内Ca2+依赖的第二信使系统，并引起海马的长时程增强(long-term-potentiation,LTP)和小脑长时程抑制(long-term-depression,LTD)的产生，人们普遍认为这是学习记忆的神经生物学和电生理学基础。 我们研究所以前发现：迷宫试验显示纹状体边缘区(Marginal division of the neostriatum，MrD)与学习记忆有关；1994年舒斯云教授观察到纹状体边缘区有NMDA1受体的表达，2001年我所王虹等用地高辛原位探针的方法，原位检测到该区有NMDA2B受体mRNA的表达。在动物Y迷宫行为试验的基础上，舒斯云教授等又用功能核磁共振的方法，在人脑的MrD明确检测到了人数字学习记忆过程中该区域的激活过程，进一步深化了MrD与学习记忆的相关研究。 本研究是在本实验室以前研究的基础上，通过膜片钳(pach clamp)观测SD(Sprague-Dawley,SD)的MrD上NMDA受体通道的电生理特性；继而对青壮年SD大鼠的MrD、海马进行毁损并腹腔注射NMDA受体阻滞剂KTM(ketamine,KTM)，观察其对大鼠学习记忆能力的影响：对于学习记忆能力下降的老年鼠进一步做颅内定位注射NMDA受体激动剂与抑制剂，观察其在特定部位的作用；最后，应用fMRI(functional magnetic resonance imaging;fMRI)对注射KTM的志愿者做学习记忆与痛觉的对比观察。由微观到宏观就纹状体边缘区的NMDA受体的功能做进一步的探讨方法和结果: 1本试验首先从大鼠的纹状体边缘分区神经元NMDA受体在通道水平的电生理活动特性入手，观察和研究SD大鼠的纹状体边缘区神经元N州[DA受体通道的活动特性，与海马、大脑皮层的相应的NMDA受体通道作了比较发现:2一3周龄的SD大鼠纹状体边缘区神经元NMDA受体的通道活动以42Ps为优势电导，小电导为Zops，贴附式翻转电位是一2.1肚1.35mv;其通道活动表现为碎发样开放(burst)与簇状开放(Cluster)，大电导以碎发样开放为主;其长、短时程开/关时间常数、以及开放概率有其特异性，N侧[DA受体激动剂、阻滞剂对其活动有明显的影响(P<0.05)。 2在对青壮年SD大鼠腹腔注射NM[DA受体阻滞剂的实验条件下，设计并制做了边缘区毁损(N行D组)、海马伞离断(FF组)等试验动物模型，并在M。币s水迷宫中检测其学习记忆能力。试验结果:(l)腹腔注射KTM组与对照组比较，学习记忆能力明显下降，有显著的统计学差异(P<0.0匀;(劝MrD毁损组与FF离断组与对照组比较，学习记忆能力下降，有显著的统计学差异(P<a仍);但加介D毁损组与FF离断组组间比较，无显著的统计学差异(P二0.46)。KTM组与加介D毁损组、FF离断组相比较，尸值分别为:O名46与0353，无显著的统计学差异;腹腔注射KTM十加介D毁损组与腹腔注射KTM+FF离断组相比较也无显著的统计学差异(件0.356);(3)KTN[+N仓D毁损组和KTM+FF离断组与KTM组与相比较，有显著的统计学差异，尸值分别为:0.047与0.038。(4);MrD毁损组与KTM+N介D、可离断组与KTM+FF离断组相比较，有统计学差异，P值分别为0.046、0.029。 3于老年鼠颅内定位注射N侧[DA受体兴奋剂一L一Glu、阻滞剂一KTM，并在morris水迷宫中检测其学习记忆能力。从反映信息贮存能力的指标空间搜索实验来看:(1)Senile control组较Normal aging组学习记忆成绩差，有显著的统计学差异伊<0 .05);(2)加IrD+s ham、Hip+s ham组与Senile eontrol组、Mr]D+sham组与功P+sham组击介D+L一Glu组与HIP+L一Glu组以及加介D+K们M组与任p+K们M组无统计学差异;(3) 4MrD+KTM、托p+KTM组与Senile control组比较，学习记忆能力均下降，均有非常显著的统计学差异伊<0.01);(4)MrD+L一Glu、Hip+L一。一u组与对照组比较，学习记忆能力有明显改善伊<0.05);(5)最终的穿环数:HIP+K TM组、N介D+KTM、N介D+L一Glu、HIP+L一Glu与对照组相比有统计学差异护<0.05)。 4用色旧U无创、动态地观测志愿者的脑内功能活动，皮下注射KT喊o.4m乡飞g)5~IOmin志愿者脑区激活前后对比:9名受试者两名因工作记忆成绩低于20分，被排除出本实验。(l)余7名志愿者在进行听觉数字工作记忆任务时，双侧的前额叶皮层和左侧纹状体边缘区均有被激活，而且双侧侧的额叶的激活以左侧为主。一例受试者双侧纹状体边缘区均有激活;此外，右侧内囊、右侧丘脑、左侧颗叶和脐眠体膝部在部分受试者有激活?