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(dòng)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(huì)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(gè)世紀(jì)的睡眠時(shí)間明顯縮短1小時(shí)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(zhǎng)發(fā)育遲滯、焦慮情緒明顯及免疫力低下等睡眠問(wèn)題已經(jīng)嚴(yán)重干擾到人們?nèi)粘５纳睿凰呓】凳艿皆絹?lái)越多人的重視，2011年國(guó)際精神衛(wèi)生和神經(jīng)科學(xué)基金會(huì)將每年的3月21

2、日定為國(guó)際睡眠日，意旨在引起人們對(duì)睡眠健康及睡眠質(zhì)量的關(guān)注，2003年中國(guó)睡眠研究會(huì)將“世界睡眠日”正式引入中國(guó)。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(wèn)題，中國(guó)居民的睡眠問(wèn)題則高達(dá)42.7%；而國(guó)內(nèi)研究機(jī)構(gòu)發(fā)現(xiàn)中國(guó)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(guó)婦聯(lián)的一項(xiàng)調(diào)查更令人關(guān)注，中國(guó)各個(gè)年齡

3、段青少年的睡眠時(shí)間均未達(dá)到國(guó)家規(guī)定（小學(xué)生每日睡眠10小時(shí)，初中生9小時(shí)，高中生8小時(shí)），其身體發(fā)育可能受到影響。青少年是國(guó)家發(fā)展的未來(lái)，應(yīng)當(dāng)重視青少年睡眠問(wèn)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(guó)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(shí)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(hào)分子，參與了海馬LTP和學(xué)習(xí)記憶形成過(guò)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(shí)會(huì)影響LTP，繼而造成異常的學(xué)習(xí)記憶形成，諸多的實(shí)驗(yàn)也證明 NO在學(xué)習(xí)記憶中的重要作用。
　　動(dòng)物的 REMS剝奪模型表現(xiàn)的癥狀能較好的反映出人類(lèi)睡眠不足所產(chǎn)生的變化，有實(shí)驗(yàn)表

5、明成年期動(dòng)物在REMS剝奪48h后開(kāi)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(jiàn)明顯改變；那么青少年期動(dòng)物和成年動(dòng)物表現(xiàn)是否一致的問(wèn)題，未見(jiàn)相關(guān)報(bào)道。青少年期是生長(zhǎng)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(duì)青少年期動(dòng)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(shí)間點(diǎn)進(jìn)行改良的水迷宮實(shí)驗(yàn)來(lái)測(cè)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(cè)定的腦區(qū)?？梢酝ㄟ^(guò)實(shí)驗(yàn)了解

6、動(dòng)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(duì)學(xué)習(xí)記憶力及海馬NO的影響差異
　　【目的】觀(guān)察青少年期和成年期小鼠REMS剝奪24h后對(duì)學(xué)習(xí)記憶力和NO的影響差異，通過(guò)改良的水迷宮實(shí)驗(yàn)測(cè)定其學(xué)習(xí)記憶力、亞硝酸鹽滴定法間接測(cè)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(tái)(WP)組、正常對(duì)照(NC)組，每組15只并分籠標(biāo)記。REM-SD組通過(guò)改良多平臺(tái)水環(huán)境法（MMPM）制作C57BL/6J小鼠REMS剝奪24h模型，WP組通過(guò)大水平臺(tái)法制作C57BL/6J小

8、鼠REMS假剝奪24h模型，NC組無(wú)任何處理仍在鼠籠中飼養(yǎng)；利用水迷宮改良實(shí)驗(yàn)在當(dāng)天測(cè)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(jì)分析，最后分離出小鼠海馬組織并通過(guò)亞硝酸鹽滴定法測(cè)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(duì)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(tái)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(guò)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(wú)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(jiàn)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(shí)間百分比均未見(jiàn)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(tái)次數(shù)顯著性增多，NC與WP組穿越平臺(tái)次數(shù)未見(jiàn)顯著性差異；而成年期距離百分比、時(shí)間百

10、分比和穿越平臺(tái)次數(shù)減少，但無(wú)顯著性差異。海馬NO檢測(cè)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(jiàn)顯著性差異。成年期的海馬體中，各組間亞硝酸鹽水平未見(jiàn)顯著性差異。
　　【結(jié)論】相對(duì)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(shuō)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(duì)學(xué)習(xí)記憶力的影響差別
　　【目的】觀(guān)察青少年期和成年期小鼠在腹腔注射7-NI后對(duì)學(xué)習(xí)記憶力的影響差別，通過(guò)經(jīng)典水迷宮實(shí)驗(yàn)檢測(cè)小鼠學(xué)習(xí)記憶力、亞硝酸鹽滴定法間接測(cè)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(duì)照（NC）組，每組15只并分籠標(biāo)記。7-NI組通過(guò)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(shí)驗(yàn)測(cè)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(cè)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(duì)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(tái)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(jiàn)顯著性差異。在成年期第3、4天學(xué)習(xí)中，通過(guò)配對(duì)樣本T檢驗(yàn)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(tái)次數(shù)均未見(jiàn)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(shí)間百分比均出現(xiàn)顯著性差異，而成年期距離百分比和