NR1基因敲除小鼠前額葉腦區(qū)突觸可塑性及學(xué)習(xí)記憶的研究.pdf

1、大量的研究工作表明，N-甲基-D-天門冬氨酸(N-methyl-D-aspartic acid，NMDA)受體是突觸可塑性和學(xué)習(xí)記憶的分子開關(guān)。NMDA受體主要是由NR1、NR2(A、B、C和D)和NR3亞基(A和B)構(gòu)成的異聚型復(fù)合體。其中NR1亞基在腦內(nèi)各區(qū)均有分布，是形成NMDA受體通道的必需亞基。關(guān)于NMDA受體及其亞基在突觸可塑性和學(xué)習(xí)記憶中的功能研究主要集中于海馬腦區(qū)。海馬和前額葉皮層同屬于前腦，二者都與高級(jí)認(rèn)知功能有著密切

2、的聯(lián)系，前額葉皮層在短時(shí)程記憶的儲(chǔ)存、靈活性學(xué)習(xí)、注意的調(diào)節(jié)和決策中起著重要的作用，并且其功能與NMDA受體密切相關(guān)。作為NMDA受體的必須亞基，NR1在前額葉腦區(qū)有豐富的表達(dá)。但是關(guān)于NR1亞基在前額葉腦區(qū)學(xué)習(xí)記憶與突觸可塑性中的作用卻少有研究。
　　 因此，本項(xiàng)目采用前腦特異性NR1基因敲除小鼠，通過離體腦片電生理學(xué)和整體行為學(xué)技術(shù)，重點(diǎn)研究了NR1基因敲除對(duì)小鼠前額葉的突觸可塑性、工作記憶、靈活性學(xué)習(xí)和情緒行為的影響。本課

3、題的研究工作主要包括以下三部分：
　　 1 NR1基因敲除小鼠前額葉腦區(qū)突觸可塑性的分析1.1基本突觸傳遞分析：
　　 采用離體腦片場(chǎng)電位記錄技術(shù)，考察了NR1基因敲除小鼠前額葉Ⅴ層到Ⅱ-Ⅲ層的基本突觸傳遞功能。分別將轉(zhuǎn)基因組與同窩對(duì)照組的刺激強(qiáng)度-反應(yīng)曲線(input-output curve)和雙脈沖抑制反應(yīng)(paired pulsedepression，PPD)曲線進(jìn)行分析對(duì)比，結(jié)果表明NR1亞基敲除不會(huì)改變小鼠前

4、額葉腦區(qū)的突觸后AMPA受體功能和突觸前神經(jīng)遞質(zhì)釋放的功能。
　　 1.2 NR1基因敲除小鼠前額葉腦區(qū)的突觸可塑性分析采用離體腦片場(chǎng)電位記錄技術(shù)，研究分析NR1亞基敲除對(duì)小鼠前額葉Ⅴ層到Ⅱ-Ⅲ層突觸可塑性的影響。與同窩對(duì)照小鼠相比，NR1基因敲除小鼠前額葉Ⅴ層到Ⅱ-Ⅲ層的長時(shí)程增強(qiáng)(long-term potentiation，LTP)受損。對(duì)長時(shí)程抑制(Long-term depression，LTD)的研究發(fā)現(xiàn)，NR1基因

5、敲除組的LTD與對(duì)照組相比并無顯著差異。
　　 2 NR1基因敲除小鼠活動(dòng)量及情緒的研究采用開場(chǎng)實(shí)驗(yàn)、高架十字迷宮和明暗箱檢測(cè)小鼠的活動(dòng)量和情緒行為。結(jié)果顯示，在1 h的開場(chǎng)實(shí)驗(yàn)測(cè)試中，NR1基因敲除小鼠的活動(dòng)量顯著高于同窩對(duì)照組小鼠；高架十字迷宮和明暗箱實(shí)驗(yàn)中，NR1基因敲除小鼠表現(xiàn)正常。由此認(rèn)為，前腦特異性NR1基因敲除可能增加小鼠的活動(dòng)量，但對(duì)情緒行為沒有顯著影響。
　　 3 NR1基因敲除小鼠前額葉相關(guān)認(rèn)知功能的

6、研究3.1.空間工作記憶分析：
　　 我們分別采用空間依賴性工作記憶水迷宮和自發(fā)交替變換Y迷宮任務(wù)，檢測(cè)NR1基因敲除小鼠的空間工作記憶能力。結(jié)果表明，NR1基因敲除可能對(duì)小鼠的空間工作記憶能力沒有影響。
　　 3.2靈活性學(xué)習(xí)分析：
　　 采用十字迷宮檢測(cè)NR1基因敲除小鼠的靈活性學(xué)習(xí)能力。結(jié)果表明，NR1基因敲除小鼠的靈活性學(xué)習(xí)能力有所降低，說明NR1基因敲除可能損害小鼠的靈活性學(xué)習(xí)能力。
　　 本研