【摘要】： 突觸可塑性是神經(jīng)科學(xué)近年來(lái)進(jìn)展最快、取得成果最多的研究領(lǐng)域,其主要表現(xiàn)形式長(zhǎng)時(shí)程增強(qiáng)(long-term potentiation,LTP)和長(zhǎng)時(shí)程減弱(long-term depression,LTD)已被公認(rèn)為是學(xué)習(xí)記憶活動(dòng)在細(xì)胞分子水平的生物學(xué)基礎(chǔ)。其中海馬的LTP研究最多,誘導(dǎo)方式多樣,細(xì)胞內(nèi)機(jī)制復(fù)雜。行為學(xué)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)應(yīng)用NMDA受體拮抗藥阻斷海馬區(qū)域的NMDA受體后,大鼠的學(xué)習(xí)行為能力明顯下降,同時(shí)海馬的LTP不能被成功地誘導(dǎo)產(chǎn)生,表明海馬的LTP與學(xué)習(xí)記憶密切相關(guān)。杏仁核作為邊緣系統(tǒng)的重要組成部分,主要參與情緒情感有關(guān)的學(xué)習(xí)記憶過(guò)程。對(duì)杏仁核突觸可塑性如LTP及其機(jī)制的研究將有助于探討杏仁核的功能。 杏仁核與成癮藥物的共同獎(jiǎng)賞通路腹側(cè)被蓋區(qū)-伏隔核有著密切的解剖結(jié)構(gòu)聯(lián)系,行為學(xué)實(shí)驗(yàn)表明杏仁核參與藥物成癮的過(guò)程。藥物成癮的核心特征是強(qiáng)迫性用藥:即成癮者失去了對(duì)藥物攝取和尋覓的控制。在藥物成癮和戒斷期間,與藥物心理依賴相關(guān)的記憶牢固且持久,特別是在嗎啡類藥物成癮者中,對(duì)藥物引起的特殊記憶很難隨時(shí)間的延長(zhǎng)而減弱,而且這種信息的提取同環(huán)境密切相關(guān)。藥物成癮被普遍認(rèn)為是一種病理性的強(qiáng)化型記憶,其中長(zhǎng)時(shí)程增強(qiáng)(LTP)作為學(xué)習(xí)記憶過(guò)程一種主要的細(xì)胞內(nèi)機(jī)制,其在成癮中的作用倍受關(guān)注。濫用藥物影響藥物成癮相關(guān)腦區(qū)如腹側(cè)被蓋區(qū)、伏隔核和海馬的LTP,提示這些變化是用藥行為產(chǎn)生的結(jié)果,而且通過(guò)記憶的形式得到加強(qiáng)。杏仁核參與藥物成癮的發(fā)生發(fā)展過(guò)程,然而杏仁核LTP在藥物成癮中的作用目前尚不清楚。 我們的實(shí)驗(yàn)通過(guò)在大鼠離體腦片上記錄基底外側(cè)杏仁核(basolateral amygdala, BLA)的場(chǎng)電位,比較不同參數(shù)的強(qiáng)直刺激在誘導(dǎo)BLA LTP中的作用,并采用受體阻斷劑和細(xì)胞通路抑制劑探討B(tài)LA LTP的細(xì)胞過(guò)程。應(yīng)用條件性位置偏愛(ài)建立嗎啡成癮組、成癮消退組和復(fù)吸組動(dòng)物模型,觀察比較不同組之間BLALTP的差異,探討杏仁核LTP在藥物成癮中的作用及其機(jī)制。 大鼠斷頭后制備腦片,在解剖顯微鏡下把雙極鎢刺激電極置于外囊(external capsule,EC),記錄微電極的尖端置于杏仁核的基底外側(cè)區(qū)。記錄電極在腦片表面下約250μm,刺激電極與記錄部位之間的距離大約為2 mm。刺激信號(hào)由RM6240程控刺激器產(chǎn)生,實(shí)驗(yàn)常規(guī)刺激的波寬0.1 ms、頻率0.1 Hz,場(chǎng)電位通過(guò)SWF-2W微電極放大器放大后,應(yīng)用RM6240系統(tǒng)進(jìn)行信號(hào)的記錄、分析和處理。實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用不同的參數(shù)誘導(dǎo)BLA的LTP,研究不同的刺激方式與LTP誘導(dǎo)之間的關(guān)系。通過(guò)在灌流液中分別加入NMDA受體阻斷劑、PKC和酪氨酸蛋白激酶抑制劑,觀察所誘導(dǎo)的LTP的變化,探討B(tài)LA LTP可能的分子機(jī)制。 實(shí)驗(yàn)中觀察到在腦片保持良好活性及記錄系統(tǒng)噪音幅度小于0.01 mV的前提下,應(yīng)用國(guó)產(chǎn)的微電極放大器及記錄系統(tǒng)即可記錄到穩(wěn)定可靠的杏仁核場(chǎng)電位,幅度約為海馬CA1場(chǎng)電位的十分之一;在灌流液中加入AMPA受體拮抗劑CNQX 10μM和NMDA受體阻斷劑APV 100μM后,場(chǎng)電位幾乎完全被阻斷,表明杏仁核的突觸后電位主要由興奮性的谷氨酸受體介導(dǎo)。應(yīng)用間隔10 min的兩串高頻刺激(100 Hz,每串1s )刺激外囊,在基底外側(cè)杏仁核(BLA)可誘導(dǎo)明顯的LTP,兩串高頻刺激后30min增強(qiáng)的場(chǎng)電位的斜率仍然維持在基礎(chǔ)值的146.1±6.9%(n=9,p0.01)。100Hz的高頻刺激是誘導(dǎo)LTP的常用模式,另一種模式θ頻率波刺激模擬學(xué)習(xí)過(guò)程錐體細(xì)胞典型的放電模式,應(yīng)用θ頻率波刺激更接近生理刺激。每串θ頻率波刺激為20個(gè)(頻率5Hz)短時(shí)間高頻串脈沖(5個(gè)脈沖,頻率為100Hz)。同樣應(yīng)用兩串的θ頻率波刺激誘導(dǎo)BLA LTP,并觀察不同的串間隔誘導(dǎo)的BLA LTP的差異。間隔10s的兩串θ頻率波未能在BLA誘導(dǎo)出LTP;增大串刺激間隔為10min或30min,均可觀察到記錄的場(chǎng)電位明顯增大,增強(qiáng)的場(chǎng)電位持續(xù)時(shí)間超過(guò)30min,串間隔為10min的參數(shù)誘導(dǎo)的LTP最明顯;但串間隔10min和30min的θ頻率波刺激所誘導(dǎo)LTP統(tǒng)計(jì)學(xué)上沒(méi)有顯著性差異,結(jié)果提示神經(jīng)細(xì)胞兩個(gè)事件的間隔變化可影響突觸傳遞的效率及突觸可塑性,從而影響學(xué)習(xí)記憶的過(guò)程,而且可能存在一段最適宜的間隔,間隔太短或太長(zhǎng)都將降低學(xué)習(xí)記憶的效率。EC-BLA的LTP表現(xiàn)為通路特異性,且可被NMDA受體阻斷劑APV所阻斷。在灌流液中加入蛋白激酶C(PKC)抑制劑chelerythrine chloride,對(duì)BLA的基礎(chǔ)場(chǎng)電位和配對(duì)脈沖比率(paired-pulse ratio, PPR)不產(chǎn)生影響;但在chelerythrine chloride存在的情況下,兩串間隔10min的θ頻率波刺激未能誘導(dǎo)出LTP;于兩串高頻刺激10 min之后加入chelerythrine chloride則不能阻斷BLA的LTP,結(jié)果表明PKC參與BLA LTP的誘導(dǎo)和早期維持。灌流的人工腦脊液中加入酪氨酸蛋白激酶抑制劑genistein也可抑制BLA LTP的誘導(dǎo),酪氨酸蛋白激酶參與BLA LTP的過(guò)程。 應(yīng)用條件性位置偏愛(ài)(CPP)建立嗎啡成癮組動(dòng)物模型,模型建立后的第二天至第四天(成癮消退之前)制備腦片,應(yīng)用兩串(間隔10s)的高頻刺激誘導(dǎo)BLA LTP,比較嗎啡成癮組與對(duì)照組LTP的差異。對(duì)照組高頻刺激后,場(chǎng)電位出現(xiàn)一過(guò)性增大,高頻刺激30 min后,場(chǎng)電位基本恢復(fù)正常,為基礎(chǔ)場(chǎng)電位的114.0±6.3% (n=9, P0.05)。成癮組高頻刺激后,場(chǎng)電位明顯增大,并且這種增強(qiáng)作用持續(xù)30 min以上,高頻刺激后30 min,增強(qiáng)的場(chǎng)電位的斜率仍然維持在基礎(chǔ)場(chǎng)電位的154.8±5.3% (n=14, P0.01)。為觀察PKA是否參與成癮組基底外側(cè)杏仁核LTP的過(guò)程,實(shí)驗(yàn)中在灌流液中加入PKA抑制劑PKI-(6-22)-amide Tocris(1μmol/L, n=6),其對(duì)基礎(chǔ)的場(chǎng)電位沒(méi)有影響,PKI-(6-22)-amide Tocris作用15 min后場(chǎng)電位仍為基礎(chǔ)值的99.4±3.8% (n=6, P0.05)。然而在PKA抑制劑存在的情況下,兩串HFS刺激外囊,基底外側(cè)杏仁核誘導(dǎo)的LTP明顯減弱。高頻刺激后30 min,場(chǎng)電位的斜率為122.2±4.6% (n=6, P0.01 vs成癮組)。 應(yīng)用CPP建立嗎啡消退組動(dòng)物模型,與高頻刺激前基礎(chǔ)值相比,消退組兩串HFS仍可誘導(dǎo)出LTP,高頻刺激30 min后為基礎(chǔ)場(chǎng)電位的128.0±9.3% (n=8, P0.01),但與成癮組相比,消退組杏仁核的LTP減弱(P0.01)。應(yīng)用半劑量嗎啡點(diǎn)燃和強(qiáng)迫冰冷水游泳5 min應(yīng)激點(diǎn)燃兩種方式建立CPP嗎啡重現(xiàn)組動(dòng)物模型。實(shí)驗(yàn)中觀察到重現(xiàn)組兩串HFS又可以在BLA誘導(dǎo)出明顯的LTP,高頻刺激后30 min,場(chǎng)電位分別為基礎(chǔ)場(chǎng)電位的142.7±8.0% (半劑量嗎啡重現(xiàn)組,n=7, P0.01)和143.3±6.0% (強(qiáng)迫冰冷水游泳應(yīng)激重現(xiàn)組5 min,n=5, P0.01),但兩種點(diǎn)燃方式間沒(méi)有差異(P0.05)。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示串間隔為10min的θ頻率波或100 Hz的刺激是誘導(dǎo)BLA LTP的較佳參數(shù)。BLA LTP為通路特異性和NMDA受體依賴性,細(xì)胞內(nèi)蛋白激酶C和酪氨酸蛋白激酶參與了BLA LTP的誘導(dǎo)和維持。在嗎啡成癮和發(fā)展的過(guò)程中,杏仁核LTP的變化不同,成癮組增強(qiáng),消退組減弱但與對(duì)照組相比仍可誘導(dǎo)出LTP,復(fù)吸組又增強(qiáng),提示成癮藥物所致的BLA LTP并不是持久的、簡(jiǎn)單的單向變化,而是呈雙向的變化趨勢(shì),基底外側(cè)杏仁核在藥物成癮過(guò)程中既有神經(jīng)元的適應(yīng)性變化又有突觸可塑性變化。杏仁核參與學(xué)習(xí)記憶的過(guò)程,對(duì)杏仁核LTP的特點(diǎn)、性質(zhì)、表現(xiàn)形式和細(xì)胞學(xué)機(jī)制的研究,有助于了解杏仁核的功能及其在學(xué)習(xí)記憶中的作用。研究杏仁核LTP與學(xué)習(xí)記憶在藥物成癮形成和復(fù)吸中的作用及其可能的機(jī)制,可為評(píng)價(jià)和干預(yù)成癮的發(fā)生發(fā)展及復(fù)吸提供科學(xué)依據(jù)。另一方面,藥物成癮可為研究神經(jīng)系統(tǒng)的突觸可塑性機(jī)制和作用及大腦的學(xué)習(xí)記憶過(guò)程提供一種模型,將有助于闡明學(xué)習(xí)記憶的腦內(nèi)機(jī)制。
【學(xué)位授予單位】：福建醫(yī)科大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號(hào)】：R749.6
【圖文】：

杏仁核許多新的功能逐漸被認(rèn)識(shí)，其在情緒情感的調(diào)控、學(xué)習(xí)記憶和神經(jīng)系統(tǒng)疾病的發(fā)展中的作用也逐漸為人們所重視[1,2]。杏仁核簇可分為許多大小不等的核團(tuán)，如圖1-1所示，通常將這些核群分為皮質(zhì)內(nèi)側(cè)核群（黃色區(qū)域）、基底外側(cè)核群（藍(lán)色區(qū)域）和皮質(zhì)杏仁移行區(qū)（紫色區(qū)域）[3，4]。其中外側(cè)杏仁核群又可以被進(jìn)一步細(xì)分為外側(cè)杏仁核（lateral amygdala, LA）、基底外側(cè)核（basolateral amygdala, BLA）和副基底核。圖1-1 杏仁核簇解剖分區(qū)示意圖Fig.1-1 Nuclei of the rat amygdaloid complex: Areas in blue form part of thebasolateral group, including AB: accessory basal amygdala, Bpc: basalparvicellular amygdala, BL: basolateral amygdala

含有正常生理濃度的人工腦脊液灌流腦片。2.2 腦片場(chǎng)電位記錄圖1-2 大鼠腦片場(chǎng)電位記錄裝置示意圖Fig.1-2 The recording system of field potential in rat brain slices.

實(shí)驗(yàn)中條件位置偏愛(ài)系統(tǒng)（上海移數(shù)信息科技有限璃制成，置于新型醫(yī)用型隔音箱內(nèi)，可最大程度地消除響，整套系統(tǒng)放置于具有隔音、照明、通風(fēng)的房間內(nèi)所示，由兩個(gè)隔板分為大小相同的兩個(gè)條件訓(xùn)練箱 70高）和一個(gè)中間箱（13 cm × 22 cm × 27 cm），隔板放入箱內(nèi)，隔板取出時(shí)動(dòng)物在整個(gè)穿梭箱內(nèi)可以自由跑動(dòng)一側(cè)的訓(xùn)練箱四壁白色、底板為光滑的桿狀，另一側(cè)訓(xùn)格狀，中間箱四壁灰色，底板為灰色樹(shù)脂玻璃，底板和有工業(yè)高清晰 CCD 攝像頭，清晰度為 600 線，視頻攝也可在星光條件下，對(duì)動(dòng)物進(jìn)行連續(xù)的黑白攝像和分析有觀察時(shí)間、總路程、總平均速度、 黑箱逗留時(shí)間和時(shí)間、白箱逗留路程、百分比、穿梭次數(shù)、中間箱時(shí)間出到 Excel 進(jìn)行分析。

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 陳靜;黃玉香;陳琳琳;;藥物成癮記憶再鞏固的研究現(xiàn)狀與進(jìn)展[J];海峽藥學(xué);2014年04期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 王明明;電針對(duì)嗎啡戒斷大鼠學(xué)習(xí)記憶及腦區(qū)CaMKII活性變化影響的研究[D];黑龍江中醫(yī)藥大學(xué);2012年

本文編號(hào)：2783368