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P物质(substance P,SP)是1931年最早发现的一种神经肽,广泛存在于中枢神经系统与外周神经中,不仅起着神经递质与神经调质的作用,而且还是调节机体免疫和内分泌的重要因子。SP及其NK1受体参与了重要的生理功能,如免疫调节、痛觉传递、呼吸、消化、攻击行为、情绪反应以及脑的高级功能学习与记忆。纹状体边缘区是1988年舒斯云教授在大鼠脑内新纹状体尾内侧边缘、包绕苍白球外侧的位置上,发现的一条密集排列的梭形细胞带组成的新月形区域,该区富含多种神经递质,如SP、脑啡肽、胆囊收缩素、强啡肽B、生长抑素、神经降压肽等,还富含与学习记忆有关的神经递质受体,如5-羟色胺受体、NMDA受体、GABA受体等。舒斯云教授研究小组在以后的20年内,通过行为学研究、递质受体研究、即刻早期基因研究、电生理研究和功能磁共振研究等一系列研究方法,证明了边缘区与脑的学习记忆功能相关。
本实验用了免疫组织化学、免疫荧光细胞化学以及原位杂交方法,观察了大鼠脑内SP、NK1受体以及NK1R mRNA在纹状体的分布,尤其是在边缘区的分布,我们发现SP、NK1受体以及NK1 RmRNA等在纹状体边缘区神经元胞体、树突、纤维终末等的含量要明显高于纹状体的其他部位；在边缘区中,SP、NK1受体以及NK1R mRNA阳性细胞呈梭形,从细胞的两极发出两个带棘的初级树突,背腹方向走行很长的距离,多层密集排列的细胞组成新月形的区域;SP、NK1受体以及NK1R mRNA阳性神经元在纹状体的分布大体一致,在边缘区较密集,细胞背腹走向；尾壳核有少量点散状分布的多极神经元；在苍白球中只有极少数大的多极神经元。提示可能边缘区的NK1受体主要由边缘区的NK1RmRNA合成,接受边缘区中SP纤维的传入,调节边缘区神经元的活动。
为了进一步论证NK1受体介导了P物质参与的学习记忆功能,我们采用了免疫荧光细胞化学结合Y-迷宫行为学测试,以大家公认的与学习记忆有关的脑区-海马区为对照,首先观察了NK1受体阳性细胞在边缘区和海马(DG、CA1、CA3)的分布特征,并且采用了立体定位手术结合Y-迷宫行为学测试,观察了5组大鼠(双侧边缘区注射组、单侧边缘区注射组、双侧海马注射组、单侧海马注射组、对照组生理盐水注射组)在边缘区或海马注射NK1R mRNA的反义寡核苷酸前后,大鼠在Y-迷宫行为学测试中所需要的电击次数的变化,衡量大鼠的学习记忆能力。实验证实了无论是单侧边缘区(P<0.05)还是双侧边缘区(P<0.01.)NK1R mRNA被封闭之后,大鼠所需要的电击次数显著增加,也即是大鼠的学习记忆能力是显著下降的,并且在双侧海马区或单侧海马区注射组中也发现了类似的结果,不同的是边缘区比海马的下降趋势更明显,我们可以推测边缘区NK1受体介导了P物质参与的学习记忆功能并且边缘区与海马在大鼠NK1RmRNA被封闭后的学习记忆能力上的作用是相似的,边缘区可能参与了更复杂的学习记忆过程。