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年龄相关的小鼠学习记忆功能的变化及GDNF的作用

作　者: 张亚楠
导　师: 李亚
学　校: 曲阜师范大学
专　业: 动物学
关键词: 慢性应激 旷场行为 空间学习记忆 胶质细胞源性神经营养因子 D-半乳糖 衰老 海马 前脑皮层
分类号: Q42
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


本研究采用多因素(禁食、禁水、冷水刺激、束缚+热刺激、电击足底、高台、束缚,21天)应激源给予不同月龄小鼠,以建立慢性应激动物模型；采用皮下注射D-半乳糖(D-gal,每只小鼠每日100mg/kg,连续42天)所致衰老小鼠模型,并给予同样的应激源。利用旷场实验检测小鼠对新异环境的探究行为和适应能力；以Morris水迷宫试验测试小鼠的空间学习记忆能力；采用HE染色法观测小鼠前脑皮层及海马神经元的形态学变化；采用免疫组织化学检测方法测定小鼠脑内胶质细胞源性神经营养因子(GDNF)在前脑皮层及海马神经元中的表达。旨在探讨不同月龄小鼠和D-半乳糖致衰老模型小鼠在慢性应激后的自发行为和空间学习记忆功能的变化及其作用机制。研究结果：1.与青年对照组小鼠相比,在应激后即刻,青年应激组小鼠的爬行格数、直立次数与修饰次数均明显减少,中央格停留时间与粪便粒数显著增加；在应激停止后一周,青年应激组小鼠的爬行格数、直立次数仍显著减少,中央格停留时间显著增加。老年小鼠在应激后即刻和应激停止后一周,与老年对照组小鼠比较,老年应激组小鼠开场行为各指标的变化更加明显。在应激后即刻,与青年对照组小鼠相比,老年对照组小鼠的直立次数、修饰次数显著减少,中央格停留时间显著增加。2.在定位航行试验中,应激后即刻和应激停止后一周,青年和老年应激组小鼠寻找平台的潜伏期分别与对照组小鼠比较均明显增加；而与青年组小鼠相比,老年对照组及老年应激组小鼠寻找到平台的潜伏期明显增加。在空间搜索试验中,应激后即刻,青年和老年应激组小鼠在原平台象限的游泳时间分别较对照组小鼠明显缩短。青年和老年对照组小鼠比较无显著性差异。3.应激组小鼠较对照组小鼠海马及前脑皮层神经元数量减少,排列稀疏、散乱,有的细胞发生萎缩,细胞染色不均匀,多数染色较浅。与青年对照组比较,老年对照组小鼠的各脑区神经元略呈稀疏分布,但排列规整,细胞结构完整。与青年应激组小鼠相比,老年应激组的神经元损伤更为严重,这种变化持续到应激停止后一周。4.应激组小鼠海马和前脑皮层GDNF阳性细胞数明显减少,平均目标灰度值显著增加,各脑区GDNF表达均明显下调；老年应激组小鼠变化尤为明显。分别与青年对照组和应激组小鼠相比,老年对照组和应激组小鼠GDNF的表达显著降低。5.与对照组相比,应激后即刻D-半乳糖致衰老模型组小鼠的爬行格数、直立次数及修饰次数均显著减少,中央格停留时间及粪便粒数明显增加；与衰老模型组相比,衰老模型应激组小鼠爬行格数、直立次数及修饰次数均显著增多；中央格停留时间及粪便粒数明显减少。6.在定位航行试验中,应激后即刻衰老模型组小鼠寻找到平台的潜伏期较对照组小鼠明显增加；衰老模型应激组的小鼠寻找到平台的潜伏期较衰老模型组小鼠显著缩短。在空间搜索试验中,应激后即刻衰老模型组小鼠在原平台象限的游泳时间明显减少,衰老模型应激组小鼠在原平台象限的游泳时间显著增加。7.衰老模型组小鼠在应激后各脑区神经元数量减少,排列稀疏、散乱,有的细胞发生肿胀且呈空泡状,有的细胞发生萎缩,细胞染色不均匀,多数染色较浅；而在应激停止-周后各脑区神经元的损伤状况明显恢复。衰老模型应激组小鼠与对照组小鼠神经元形态结构相似。8.在应激后即刻,衰老模型组小鼠海马和前脑皮层GDNF阳性细胞数明显减少,平均目标灰度值显著增加；而衰老模型应激组小鼠脑各区GDNF阳性细胞数明显增加,平均目标灰度值显著减少。应激停止后一周,和对照组相比,衰老模型组小鼠脑内GDNF的表达逐渐恢复。研究结论：1.伴随年龄增长,小鼠在新异环境中的自发行为和探究能力均明显减弱；空间学习与记忆能力受损；慢性应激后表现的更为显著,且老年小鼠的损伤更严重。2.慢性应激可导致小鼠海马及前脑皮层神经元的形态学变化,海马及前脑皮层GDNF表达降低,老年小鼠的改变加重。3.D-半乳糖致衰老小鼠,在新异环境中自发行为和探究能力显著降低；空间学习记忆能力显著下降；海马及前脑皮层神经元的形态结构发生改变,GDNF的表达明显下调。对D-半乳糖致衰小鼠施加慢性应激后,小鼠的自发行为和探究能力明显增强,空间学习记忆能力也明显增强,海马和前脑皮层神经元GDNF的表达明显上调。4.脑的老化和学习记忆功能的改变与海马及前脑皮层神经元GDNF的表达密切相关。

全文目录


摘要  3-5
Abstract  5-8
英文缩略词  8-12
第一部分 文献综述 应激及衰老对小鼠学习记忆功能的影响及其机制的研究进展  12-19
  1. 应激及机体的应激反应机制  12-13
    1.1 机体的应激反应(stress response)  12
    1.2 与应激反应相关的脑区  12-13
      1.2.1 海马  12-13
      1.2.2 前额叶皮层  13
  2. 学习记忆功能的研究进展  13-16
    2.1 学习记忆的神经机制  13-14
    2.2 与学习记忆功能相关的脑区  14-15
      2.2.1 海马  14
      2.2.2 前额叶皮层  14-15
    2.3 GDNF在学习记忆过程中的作用机制  15-16
      2.3.1 GDNF的生物学特性  15-16
      2.3.2 GDNF对学习记忆的影响  16
  3. 衰老对学习记忆功能的影响及其机制  16-18
    3.1 衰老过程中机体的变化  16-17
    3.2 衰老与学习记忆功能  17-18
  4. 本研究的目的意义  18-19
第二部分 实验研究  19-50
  一、慢性应激对不同月龄小鼠空间学习记忆及脑内GDNF表达的影响  19-40
    1. 前言  19
    2. 材料和方法  19-23
      2.1 实验材料  19-20
        2.1.1 实验动物  19-20
        2.1.2 实验仪器  20
        2.1.3 实验试剂  20
      2.2 实验方法  20-23
        2.2.1 动物分组  20-21
        2.2.2 慢性应激动物模型的建立  21
        2.2.3 小鼠行为学的测定  21-22
          2.2.3.1 旷场行为(Open field behavior)检测  21
          2.2.3.2 Morris水迷宫试验  21-22
        2.2.4 不同月龄小鼠各脑区神经元形态学观察及其GDNF的表达  22-23
          2.2.4.1 取材  22
          2.2.4.2 苏木素-伊红染色(HE染色)  22
          2.2.4.3 免疫组织化学(Immunohistochemistry)染色  22-23
          2.2.4.4 图像分析  23
      2.3 统计学处理  23
    3. 结果  23-36
      3.1 慢性应激前后不同月龄小鼠体重的变化  23-24
      3.2 慢性应激后不同月龄小鼠旷场行为的变化  24-27
      3.3 慢性应激后不同月龄小鼠水迷宫学习记忆能力的变化  27-31
        3.3.1 慢性应激后不同月龄小鼠的定位航行学习能力  27-28
        3.3.2 慢性应激后不同月龄小鼠的空间搜索能力  28-31
      3.4 慢性应激后不同月龄小鼠各脑区神经元形态学变化  31
      3.5 慢性应激对不同月龄小鼠各脑区GDNF表达的影响  31-36
        3.5.1 青年组小鼠不同脑区GDNF的表达  31-32
        3.5.2 老年组小鼠不同脑区GDNF的表达  32-33
        3.5.3 青年组小鼠和老年组小鼠各脑区GDNF表达的比较  33-36
          3.5.3.1 各脑区GDNF阳性细胞数的变化  33-34
          3.5.3.2 各脑区GDNF阳性神经元平均目标灰度值的变化  34-36
    4. 讨论  36-40
  二、慢性应激对衰老模型小鼠空间学习记忆及脑内GDNF表达的影响  40-50
    1. 前言  40-41
    2. 材料和方法  41-42
      2.1 实验材料  41
        2.1.1 实验动物  41
        2.1.2 实验仪器  41
        2.1.3 实验药品  41
      2.2 实验方法  41-42
        2.2.1 动物分组  41
        2.2.2 衰老动物模型的建立  41
        2.2.3 小鼠行为学的测定  41
          2.2.3.1 旷场行为(Open field behavior)检测  41
          2.2.3.2 Morris水迷宫试验  41
        2.2.4 各组小鼠不同脑区神经元形态学观察及其GDNF的表达  41-42
          2.2.4.1 取材  41
          2.2.4.2 苏木素-伊红染色(HE染色)  41
          2.2.4.3 免疫组织化学染色  41-42
          2.2.4.4 图像分析  42
      2.3 统计学处理  42
    3. 结果  42-47
      3.1 慢性应激前后各组小鼠体重的变化  42
      3.2 慢性应激后各组小鼠旷场行为的变化  42-43
      3.3 慢性应激后各组小鼠水迷宫学习记忆能力的变化  43-45
        3.3.1 慢性应激后各组小鼠定位航行学习能力  43-44
        3.3.2 慢性应激后各组小鼠的空间搜索能力  44-45
      3.4 慢性应激后各组小鼠脑内神经元形态学变化  45
      3.5 慢性应激对各组小鼠脑内GDNF表达的影响  45-47
        3.5.1 慢性应激后各脑区GDNF阳性细胞数的变化  45-46
        3.5.2 慢性应激后各脑区GDNF阳性神经元平均目标灰度值的变化  46-47
    4. 讨论  47-50
结论  50-51
附图  51-59
参考文献  59-66
在校期间的研究成果及发表的学术论文  66-67
致谢  67

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中图分类: > 生物科学 > 生理学 > 神经生理学
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