杏仁核电点燃大鼠认知功能及海马α7型神经烟碱胆碱能受体的表达

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CHINESEJOURNALOFANATOMYVol-35No.32012解剖学杂志2012年第35卷第3期杏仁核电点燃大鼠认知功能及海马a7型神经烟碱胆碱能受体的表达+苗珍花1王峰2(宁夏医科大学,1人体解剖学与组织学胚胎学系;刘庆祝2孙涛2△

2宁夏颅脑重点实验室研究中心,银川750014)

摘要目的:本研究旨在探讨杏仁核电点燃大鼠恐惧状况、学习记忆能力及海马区a7型神经烟碱胆碱能受体(a7nAChR)

表达变化。方法:随机将雄性SD大鼠分为手术对照1周组、2周组及电点燃1周组、2周组。实验结束后,用旷场实验检测大鼠的活动水平、探索能力及恐惧状况;Morris水迷宫实验检测大鼠学习记忆能力;免疫组织化学和免疫印迹检测大鼠海马区a7nAChR表达变化。结果:电点燃组大鼠点燃成功率为91.7%。旷场实验检测结果显示,与手术对照组比较,点燃1周组和2周组大鼠活动的格子数(Fl。一24.77,Pl。一0.00;Fz。=42.86,P2。一O.00)、站立次数(Fl。一56.18,Pl。一O.00;Fz。=42.25,P2。一o.oo)及排出粪便的颗粒数(F1。一10.08,P-。一0.01,F2。一31.22;P2。一0.oo)有差异,具有统计学意义;Morris水迷宫检测结果显示,与手术对照组比较,点燃1周和2周组大鼠搜寻平台的潜伏期(F。。一3。139,P1。一O.095;F2。一o.884,P2。一o.361)及在平台所在象限的搜寻时问百分比(F1。一1.907,P1。一0.185;F‰一o.446,P:。一0.513),差异均无统计学意义;免疫组织化学及免疫印迹结果显示,与手术对照组比较,点燃1周组和2周组大鼠脑海马区a7nAChR表达均增高(F-。一15.70,P,。一o.02,F2。一24.61,Pz。=0.01)。结论:大鼠杏仁核电点燃1周和2周后,导致了其情感行为异常,增加了脑海马区a7nAChR的表达,但对其学习和记忆能力的影响不明显,可能与点燃部位、发作频率、发作强度及发作的持续时间有关。关键词杏仁核;电点燃;认知障碍;a7型神经烟碱胆碱能受体;大鼠

Cognitivefunctionandexpressionofa7nAChRintheamygdalakindlingmodelofepilepsy+MiaoZhenhual,Wang

Fen92,LiuQingzhu2,SunTaoz△

(1.DepartmentofAnatomyandHistology;2.MedicalScienceandTechnologyResearchCenter,NingxiaMedicalUniversity,Yinchuan750014,China)

AbstractObjective:Toinvestigatecognitivefunctionandemotionaldeficitsintheamygdalakindlingmodelofepilepsyand

theexpressionofthea7nicotinicacetylcholinereceptors(a7nAChR)inhippocampus.Methods:The40maleSDratswererandomlydividedinto1-and2-weekcontrolgroups(C1andC2groups,n=8)and1一and2-weekkindlinggroups(K1andK2groups,咒一12).Thekindlinggroupthathadbeenevokedfor5consecutivestageVseizureswereestablishedbytheelectri—calstimulationfully-kindledamygdalaseizures.Thenemotionaldeficitsweretestedbyopenfieldtest,learningandmemory

abilitiesweretestedbyMorriswatermaze,andtheexpressionlevelofa7nAChRinhippocampuswasdeterminedbyimmu—

nohistochemicaltechniquesandWesternblotting.Results:Intheopen-fieldexploratorymaze,comparedwiththecontrol

group,thenumbersof

grids(F1。一24.77,Pl。一0.00,F2。一42.86,P胁一0.oo)andstandingtime(Fl。一56.18,Pl。一

O.OO,F2。一42.25,P2。一O.00)ofKlandK2groupswerea11obviouslydecreased,whilethenumbersoffeces(Fl。一10.08,P1。一O.01,Fz。一31.22,P2。一O.00)ofK1andK2groupswereincreased,andcomparedwithClandC2groups,thediffer—

eneebetweentheescapelatency(F1。一3.139,P1。一0.095;F2。一0。884,P协=0.361)andthetimeintheplatforrnquad—

rant(F1。一1.907,P1。一0.185,Fa。一0.446,P2。一O.513)ofKlandK2groupswerenotsignificant,andtheexpressionsofc【7nAChRofK1andK2groupswerea11increased(F1。一15.70,P1。一0.02,F2。一24.61,P细一0.01).Conlusion:Kin—

dlingmightdifferentiallyresultinemotionaldeficits,andatthesametimetheexpressionlevelofa7nAChRwassignificant

increasedinthehippocampusoftheratamygdaleelectrlcalkindlingepilepsymodel.Butitslearningandmemoryabilitiesdid

notchange,whichmaybecorrelatedtotheageofonset,durationandtypeofseizures,seizurefrequencyandmedication.Keywordsamygdala;electricalkindling;cognitiondisorders;a7nicotinicacetylcholinereceptors;rat

+国家自然科学基金(81060034);2011年973计划前期研究专项(2011CBlll500)第1作者E-mail:miaozhenhua2003@163.corn

△通讯作者,E-mail:suntao@nxmu.edu.cn收稿日期:2011—08—30;修回日期:2012—02—22

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认知功能是指人们处理信息并作出适当反应和行为的能力,它涉及到解决问题、交流、记忆信息和集中注意力等方面。大量研究证实30%~40%癫痫患者存在不同程度的认知障碍。癫痫患者认知功能损害主要表现为对一般知识的注意力下降、对事物的感知能力、

万方数据抽象概括能力、计划判断能力,阅读、学习和词汇表达能力的减退。有3大因素,即癫痫本身、治疗因素和社会心理因素影响癫痫患者的认知功能。颞叶癫痫是临床上最常见的难治性癫痫,可影响患者认知功能,但发生机制尚不清楚。如何控制癫痫发作,并改善患者认知情况,是目前癫痫研究的一个热点。a7型神经烟碱胆碱能受体(a7nicotinicacetylcholinereceptors,a7nAChR)是一种与认知和记忆密切相关的蛋白,在海马及部分皮质大量分布[11,但目前尚不明确其与颞叶癫痫认知障碍之间的关系。本实验选择杏仁核电刺激点燃癫痫动物模型,观察a7nAChR在海马中的表达变化,探讨颞叶癫痫认知功能障碍可能的发病机制,并为认知功能研究提供新的线索及思路。l材料和方法1.1实验动物及分组健康成年雄性SD大鼠45只,体质量280g±20g,由宁夏医科大学实验动物中心提供,自由饮食,室温22℃~25℃,每日光照12h。实验开始前,将每只大鼠放^Moriss水迷宫中自由游泳2min,筛选出40只游泳姿势和游泳速度合格大鼠,随机分为手术对照1周、2周组,每组8只和杏仁核电点燃l周组和2周组,每组12只。1.2实验仪器Alpha—Lab多通道生理记录仪(AL-ABo00153,Is—rael);脑立体定位仪(SR-5R,Japan);生物电子刺激器(AM2100,USA);羊抗兔a7多克隆抗体(SantaCruz公司),S-P试剂盒(福州迈新生物工程有限公司);Morris水迷宫(Morriswatermaze,MWM)和微机生物机能系统(成都泰盟科技有限公司)。1.3模型的建立各组实验大鼠水合氯醛(400mg/kg,腹腔注射)麻醉,固定大鼠头部于脑立体定向仪,消毒并于正中切口约1cm处,剪除部分皮肤、皮下组织和骨膜,暴露颅骨及前后囟,创面止血。将双极电极安放于杏仁核,作为刺激电极,由3孔接插件引出,用牙科水泥将接插件固定在颅骨表面,并在枕顶骨区、额骨区安放4~5个加固螺钉。杏仁核电极靶点坐标:前囟后2.8mm,旁开4.8mm,硬膜下8.0mm。术后观察大鼠呼吸、心率、体温、血压和肤色,各项指标正常后,将鼠单笼饲养,并连续3d每天腹腔注射青霉素钠5万U。术后恢复1周,电点燃组大鼠进行点燃,先测1周组和2周组大鼠杏仁核的后放电阈值,用A-MSYS—TEMS2100刺激器给大鼠持续电流刺激,脉冲为双向方波,波宽1.0ms,频率60Hz,持续1S。杏仁核刺激强度开始为40弘A,以后每隔90S增加10弘A,直到脑电图(electroencephalogram,EEG)记录到≥3S后发放电,为该大鼠的后放阈(afterdischargethreshold,ADT)。从测定ADT的第1天起,每天按ADT1.5倍强度刺激1次,直至出现5次V级发作,视为点燃成功,对照1周和2周组每天不通电刺激2S。发作强度按Racine分级评分,工级:不动、闭眼,面肌轻微痉挛;Ⅱ级:点头;Ⅲ级:单侧前肢阵挛;1V级:双前肢阵挛;V级:全身阵挛发作。点燃成功后,对照1周组和电点燃1周组正常喂养1周、对照2周组和电点燃2周组正常喂养2周后进行行为学检测。1.4旷场活动实验(open