REMS剝奪24h影響小鼠空間學(xué)習(xí)記憶力的年齡相關(guān)性及海馬NO的機(jī)制研究.pdf

1、快速眼動睡眠(REMS)是睡眠周期中最重要的環(huán)節(jié)，直接影響到睡眠的質(zhì)量，而睡眠是機(jī)體體力和腦力恢復(fù)的關(guān)鍵。隨著現(xiàn)代社會的飛速發(fā)展，人們的學(xué)習(xí)工作及生活步伐均明顯加快，相比上個世紀(jì)的睡眠時間明顯縮短1小時左右；睡眠不足的現(xiàn)象在都市人群中尤為嚴(yán)重，而學(xué)習(xí)記憶力減退、思維敏捷度降低、生長發(fā)育遲滯、焦慮情緒明顯及免疫力低下等睡眠問題已經(jīng)嚴(yán)重干擾到人們?nèi)粘５纳?；睡眠健康受到越來越多人的重視?011年國際精神衛(wèi)生和神經(jīng)科學(xué)基金會將每年的3月21

2、日定為國際睡眠日，意旨在引起人們對睡眠健康及睡眠質(zhì)量的關(guān)注，2003年中國睡眠研究會將“世界睡眠日”正式引入中國。世界衛(wèi)生組織的調(diào)查顯示，全世界約有29％的人存在睡眠問題，中國居民的睡眠問題則高達(dá)42.7%；而國內(nèi)研究機(jī)構(gòu)發(fā)現(xiàn)中國居民中6-12歲、13-17歲、18-44歲、45-59歲和60歲以上的睡眠不足比例分別是69%、58%、4.1%、9.2%和17.1%，青少年睡眠不足現(xiàn)象比較嚴(yán)重；而中國婦聯(lián)的一項調(diào)查更令人關(guān)注，中國各個年齡

3、段青少年的睡眠時間均未達(dá)到國家規(guī)定（小學(xué)生每日睡眠10小時，初中生9小時，高中生8小時），其身體發(fā)育可能受到影響。青少年是國家發(fā)展的未來，應(yīng)當(dāng)重視青少年睡眠問題，而相關(guān)青少年睡眠不足的研究尤為迫切。
　　一氧化氮（NO）是目前機(jī)體最小的氣態(tài)生物信使分子；美國科學(xué)家Furchgott在1980年的研究中發(fā)現(xiàn)了這種小分子物質(zhì)，發(fā)現(xiàn)它具有松弛血管平滑肌的作用，是一種活躍的生物自由基，當(dāng)時被命名為血管內(nèi)皮細(xì)胞舒張因子（EDRF），而后 E

4、DRF被確認(rèn)是 NO；它廣泛的分布于各組織內(nèi)，特別是神經(jīng)組織中，NO作為重要的神經(jīng)遞質(zhì)，參與腦內(nèi)許多生理機(jī)能調(diào)節(jié)，而作為逆行性反饋的神經(jīng)信號分子，參與了海馬LTP和學(xué)習(xí)記憶形成過程，其中海馬LTP被認(rèn)為是學(xué)習(xí)記憶形成的主要神經(jīng)生理機(jī)制之一；當(dāng)海馬 NO缺乏時會影響LTP，繼而造成異常的學(xué)習(xí)記憶形成，諸多的實驗也證明 NO在學(xué)習(xí)記憶中的重要作用。
　　動物的 REMS剝奪模型表現(xiàn)的癥狀能較好的反映出人類睡眠不足所產(chǎn)生的變化，有實驗表

5、明成年期動物在REMS剝奪48h后開始出現(xiàn)學(xué)習(xí)記憶力下降及相關(guān)腦區(qū)NO水平降低，而REMS剝奪24h未見明顯改變；那么青少年期動物和成年動物表現(xiàn)是否一致的問題，未見相關(guān)報道。青少年期是生長發(fā)育關(guān)鍵期，可能比成年期更易受到影響，為了進(jìn)一步了解REMS剝奪對青少年期動物的學(xué)習(xí)記憶力和腦區(qū)NO水平影響，選擇REMS剝奪24h作為時間點進(jìn)行改良的水迷宮實驗來測定學(xué)習(xí)記憶力，選擇與學(xué)習(xí)記憶力相關(guān)度最高的海馬作為NO水平測定的腦區(qū)?？梢酝ㄟ^實驗了解

6、動物青少年期發(fā)育腦與成年期成熟腦在REMS剝奪作用下的行為及海馬NO水平差別，為進(jìn)一步研究不同年齡間REMS剝奪影響學(xué)習(xí)記憶的機(jī)制提供基礎(chǔ)支持。
　　第一部分青少年期和成年期小鼠REMS剝奪24h后對學(xué)習(xí)記憶力及海馬NO的影響差異
　　【目的】觀察青少年期和成年期小鼠REMS剝奪24h后對學(xué)習(xí)記憶力和NO的影響差異，通過改良的水迷宮實驗測定其學(xué)習(xí)記憶力、亞硝酸鹽滴定法間接測定海馬組織NO水平。探討青少年期和成年期之間REMS

7、、NO和學(xué)習(xí)記憶力的關(guān)系。
　　【方法】成年期(8-12周齡)C57BL/6J小鼠45只，重量約20g；青少年期(3-4周齡)C57BL/6J小鼠45只，重量約10g；成年期和青少年期的小鼠各自隨機(jī)分為REM睡眠剝奪(REM-SD)組、大平臺(WP)組、正常對照(NC)組，每組15只并分籠標(biāo)記。REM-SD組通過改良多平臺水環(huán)境法（MMPM）制作C57BL/6J小鼠REMS剝奪24h模型，WP組通過大水平臺法制作C57BL/6J小

8、鼠REMS假剝奪24h模型，NC組無任何處理仍在鼠籠中飼養(yǎng)；利用水迷宮改良實驗在當(dāng)天測定其各組的空間學(xué)習(xí)記憶力并進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，最后分離出小鼠海馬組織并通過亞硝酸鹽滴定法測定出各組海馬NO水平。了解青少年期與成年期之間REMS剝奪24h對學(xué)習(xí)記憶力和NO水平的影響差別。
　　【結(jié)果】在空間學(xué)習(xí)階段，青少年期和成年期小鼠尋找隱藏平臺的逃避潛伏期隨著訓(xùn)練輪數(shù)的增多而減少。在青少年期第1、2、3輪訓(xùn)練的各組逃避潛伏期依次遞減。在青少年

9、期第1、2、3輪學(xué)習(xí)中，通過LEP的兩兩比較，REM-SD組比NC組和WP組的逃避潛伏期顯著性減少，而WP組與NC組逃避潛伏期無顯著性差異。在成年期各組間，第1、2、3輪學(xué)習(xí)階段的逃避潛伏期未見顯著性差異。在空間記憶階段，青少年期和成年期小鼠各組間的靶象限距離和時間百分比均未見顯著性差異，其中青少年期REM-SD組與NC組、REM-SD組與WP組的穿越平臺次數(shù)顯著性增多，NC與WP組穿越平臺次數(shù)未見顯著性差異；而成年期距離百分比、時間百

10、分比和穿越平臺次數(shù)減少，但無顯著性差異。海馬NO檢測結(jié)果顯示青少年期的海馬體中，REM-SD組分別與NC組和WP組比較顯示亞硝酸鹽水平是顯著性增高，NC組與WP組的亞硝酸鹽水平均未見顯著性差異。成年期的海馬體中，各組間亞硝酸鹽水平未見顯著性差異。
　　【結(jié)論】相對于成年期小鼠，青少年期REMS剝奪24h后學(xué)習(xí)記憶力出現(xiàn)明顯改變，可能與海馬NO水平升高有關(guān)，說明小鼠大腦在青少年期比成年期的穩(wěn)定性差，更易受外界刺激而出現(xiàn)機(jī)體生理及心理

11、上的改變。
　　第二部分青少年期和成年期小鼠注射7-NI后對學(xué)習(xí)記憶力的影響差別
　　【目的】觀察青少年期和成年期小鼠在腹腔注射7-NI后對學(xué)習(xí)記憶力的影響差別，通過經(jīng)典水迷宮實驗檢測小鼠學(xué)習(xí)記憶力、亞硝酸鹽滴定法間接測定海馬組織NO水平，探討NO參與學(xué)習(xí)記憶力的機(jī)制。
　　【方法】成年期（8-12周齡）C57BL/6J小鼠30只，重量約20g；青少年期（3-4周齡）C57BL/6J小鼠30只，重量約10g；成年期和青

12、少年期的小鼠各自隨機(jī)分為7-吲哚乙酸抑制（7-NI）組和空白對照（NC）組，每組15只并分籠標(biāo)記。7-NI組通過5天連續(xù)腹腔注射神經(jīng)元型一氧化氮合酶（nNOS）抑制劑7-NI制作7-NI藥物模型，NC組5天連續(xù)腹腔注射食用植物油溶劑；利用經(jīng)典MWM實驗測定各組小鼠學(xué)習(xí)記憶力，然后將小鼠頸椎脫臼處死后提取海馬組織，利用亞硝酸鹽滴定法間接測定各組小鼠海馬組織的NO水平，了解青少年期和成年期小鼠注射7-NI后對學(xué)習(xí)記憶力的影響是否有差別。

13、r>　　【結(jié)果】在空間學(xué)習(xí)階段，青少年期和成年期小鼠尋找隱藏平臺的逃避潛伏期隨著訓(xùn)練輪數(shù)的增多而減少。在青少年期的兩組間，第1、2、3、4天學(xué)習(xí)階段的逃避潛伏期未見顯著性差異。在成年期第3、4天學(xué)習(xí)中，通過配對樣本T檢驗的兩兩比較，7-NI組比NC組的逃避潛伏期顯著性升高。在空間記憶階段，青少年期和成年期小鼠各組間的穿越平臺次數(shù)均未見顯著性差異，其中青少年期7-NI組與NC組的靶象限距離和時間百分比均出現(xiàn)顯著性差異，而成年期距離百分比和