胚胎期吗啡暴露对大鼠海马及视觉通路突触可塑性的影响

摘要

阿片滥用仍旧是当今世界的一大危害，而处在婚育年龄的女性阿片滥用问题也日益严重。此外，日益增多的药物使用也使得在出生前受到阿片暴露的婴儿数量一直在增长。因此，胚胎期阿片暴露造成的子代生理功能的损伤问题逐渐为人们所关注。阿片类，如吗啡，能通过胎盘影响子代中枢神经系统的发育，引起一系列的生理和行为损伤，特别的，会损伤其学习和记忆能力。本工作以胚胎期吗啡暴露SD大鼠为研究模型，通过在体场电位电生理记录和动物行为学方法，研究了其空间记忆损伤和海马突触可塑性的变化，以及其视觉通路的突触可塑性变化。本工作还通过形态学方法，进一步探究了这种海马突触可塑性变化的可能机制。 我们用在体场电位的方法研究了胚胎期吗啡暴露对青少年期(出生后21-31天)和成年期(三个月大)子代大鼠穿通纤维(perforantpath，PP)到海马角回(dentategyrus，DG)区的突触可塑性的影响。我们发现胚胎期吗啡暴露降低了子代大鼠海马DG区神经元的兴奋性突触后电位(excitatorypostsynapticpotential，EPSP)的去增强(depotentiation，DP)而不是长时程增强(long-termpotentiation，LTP)，而其群体峰电位(populationspike，PS)的DP和LTP都被降低了。我们还发现胚胎期吗啡暴露几乎没有影响子代大鼠海马DG区基础兴奋性和短时程突触可塑性。海马DG区被认为与空间记忆密切相关，于是我们用Y-迷宫方法检测了子代大鼠的空间记忆，发现吗啡组子代大鼠的空间记忆也受到了影响。在吗啡组子代大鼠中，PS的LTP被抑制而EPSP的LTP没有被影响，说明依赖于γ-氨基丁酸(GABA，γ-aminobutyricacid)抑制性系统的EPSP-PS增强作用被胚胎期吗啡暴露削弱了，而另有报道称胚胎期吗啡暴露大鼠的GABA调控癫痫的易感性被降低了。为此，我们推测胚胎期吗啡暴露也影响了GABA能系统，并介导了突触可塑性的变化。用免疫组化方法，我们发现胚胎期吗啡暴露减少了海马DG区的GABA阳性神经元，这一证据支持了我们的推测。 行为是与大脑广泛的区域联接相关的，不同感觉通路的信息整合在其中也起了非常重要的作用，但是胚胎期吗啡暴露对感觉影响的报道却很少。阿片受体在大鼠视皮层分布丰富，于是我们用在体场电位的方法研究了胚胎期吗啡暴露对青少年期(出生后23天和30天，均处在视觉发育关键期内)和成年期(三个月大)SD子代大鼠外膝体到视皮层通路的短时程突触可塑性的影响。我们发现胚胎期吗啡暴露提高了出生后23天子代大鼠的所有刺激间隔(interstimulusinterval，ISI)的双脉冲刺激反应比(pairedpulseresponseratio，PPRS)和串刺激诱导的频率抑制比(frequencydepressionratio，FDR)，也提高了出生后30天子代大鼠的大部分ISI的PPRS，而对成年大鼠的PPRS和RRA没有影响。 本工作主要有两方面的结果：其一，发现胚胎期吗啡暴露会导致子代大鼠海马DG区长时程突触可塑性的改变以及其空间记忆的损伤，GABA抑制性系统可能介导了这些作用；其二，发现胚胎期吗啡暴露会导致子代大鼠视觉关键期外膝体皮层视觉通路的短时程突触可塑性的改变。这些结果将有助于解释存在于孕期阿片滥用母亲的孩子中的知觉损伤。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章 综述

1.1 引言

1.2 海马的长时程突触可塑性和学习与记忆

1.2.1 海马的结构

1.2.2 海马在学习与记忆中的作用

1.2.3 海马的长时程突触可塑性是学习与记忆的神经基础

1.3 短时程突触可塑性

1.3.1 短时程增强 (STE) 和短时程抑制 (STD)

1.3.2 丘脑内短时程突触可塑性

1.3.3 海马内短时程突触可塑性

1.3.4 新皮层内短时程突触可塑性

1.4 阿片滥用对亲代和子代的生理学影响

1.4.1 阿片滥用对认识功能的影响

1.4.2 阿片成瘾的分子机制

1.4.3 胚胎期阿片暴露对子代的生理学影响

第2章 胚胎期吗啡暴露对青年大鼠海马DG区突触可塑性的影响

2.1 引言

2.2 材料与方法

2.2.1 胚胎期吗啡暴露模型

2.2.2 出生后子代饲养

2.2.3 场电位记录

2.2.4 Y 迷宫行为学检测 (Y-maze test)

2.2.5 免疫组织化学(Immunohistochemistry)

2.2.6 数据分析

2.3 实验结果

2.3.1 输入输出曲线 (I/O) 和双脉冲刺激反应 (PPR)

2.3.2 长时程增强(LTP) 和去增强 (DP)

2.3.3 Y 迷宫测试

2.3.4 GABA 阳性神经元

2.4 讨论

第3章 胚胎期吗啡暴露对大鼠外膝体皮层视觉通路短时程突触可塑性的影响

3.1 引言

3.2 材料与方法

3.2.1 胚胎期吗啡暴露模型

3.2.2 出生后子代饲养

3.2.3 实验动物的准备

3.2.4 场电位记录

3.2.5 数据分析

3.3 实验结果

3.3.1 双脉冲刺激反应

3.3.2 串刺激反应

3.4 讨论

第4章 总结与展望

4.1 总结

4.2 展望

参考文献

附录 英文缩略词

致谢

在读期间发表的学术论文与取得的研究成果