奖惩刺激对幼年小鼠空间认知能力和焦虑情绪的影响及其机制
目的：探讨食物奖励和电击惩罚两种不同刺激对幼年小鼠空间学习记忆能力和焦虑情绪的影响及其潜在的分子机制.方法：健康的幼年昆明小鼠36只随机平均分成3组,即对照组、奖励组和惩罚组.奖惩刺激处理主要在7天的Morris水迷宫实验中进行,即奖励组和惩罚组小鼠在每次训练结束后立即分别给予喜爱的坚果类食物奖励和足底电击惩罚,而对照组小鼠在每次训练结束后不给予任何处理.分别用Morris水迷宫、Y-迷宫和高架十字迷宫检测奖惩刺激对小鼠空间参考记忆、空间识别记忆能力和焦虑情绪的影响.用免疫印迹方法检测各组小鼠海马组织中PKA-CREB信号通路成分PKA、p-CREB-Ser 133、BDNF和PSD-95记忆相关蛋白表达水平的变化.分别用高尔基染色形态学方法和在体记录LTP电生理学方法观察各组小鼠海马中神经元突起数量、长度和树突棘密度以及海马齿状回突触传递长时程增强群峰电位(population spike,PS)幅值的变化.结果：(1)水迷宫结果显示,在定位航行阶段,与对照组和惩罚组小鼠相比,奖励组寻找水中隐藏平台的逃避潜伏期在第3、4和第5天明显缩短(p＜0.05),而惩罚组的潜伏期与对照组相比没有显著性差异.在空间探索阶段,与对照组和惩罚组小鼠相比,奖励组在目标象限(即原平台所在象限)搜寻平台的停留时间明显变长(p＜0.05),而惩罚组与对照组相比无明显差别.(2)Y-迷宫实验中,对照组和奖励组小鼠进入新异臂的次数和在新异臂停留的时间明显多于其它臂(p＜0.05),而惩罚组在新异臂和其它臂的穿梭次数以及停留时间无显著性差异.同时,与对照组和惩罚组相比,奖励组进入新异臂的次数和在新异臂停留的时间明显增加(p＜0.05).(3)高架十字迷宫实验中,与对照组和惩罚组相比,奖励组小鼠进入开放臂的次数和在开放臂停留的时间明增加(p＜0.05).(4)Western blotting结果显示,与对照组和惩罚组相比,奖励组小鼠海马中PKA、p-CREB、BDNF和PSD-95的蛋白表达水平均明显增加,而惩罚组与对照组相比,这些记忆相关蛋白的表达量没有明显变化.(5)高尔基染色结果显示,与对照组和惩罚组相比,奖励组小鼠海马中神经元突起的数量增多,长度变长,树突棘密度明显增多.(6)电生理实验结果显示,与对照组和惩罚组相比,高频刺激后奖励组小鼠海马齿状回PS幅值明显上升；而惩罚组与对照组相比,PS幅值没有明显变化.结论：奖励刺激较之惩罚刺激能够提高幼年小鼠的空间学习记忆能力,并能减轻小鼠的焦虑情绪.这可能与奖励刺激能够增加小鼠海马中PKA-CREB信号通路成分p-CREB,BDNF和PSD-95的表达水平,能够促进海马神经元突起和树突棘的生长以及对海马齿状回LTP具有增强作用有关.
奖惩刺激 学习记忆能力 PKA-CREB信号通路 LTP
柯其昌 王冬 王少辉 廖晓梅
华中师范大学生命科学学院 遗传调控与整合生物学湖北省重点实验室,湖北武汉430079
国内会议
武汉
中文
62-63
2012-10-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）