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虫草素(Cordycepin)又称3-脱氧腺苷,是从传统中药蛹虫草中提取的腺苷类活性物质。本实验室前期研究表明虫草素能够提高学习记忆能力,减轻脑缺血导致的认知障碍。突触传递是脑行使正常生理功能的基本过程,长时程增强(long-term potentiation,LTP)是学习记忆的重要的神经机制之一。因此,我们推测虫草素提高学习记忆和减轻脑缺血导致的认知障碍可能与调控突触传递和LTP的诱导有关,并对此做深入的研究。 本实验以昆明小鼠为实验材料,自发选择行为(spontaneous alternationbehavior,SAB)检测小鼠的记忆;胞外场电位技术记录小鼠海马脑片Schaffer-CA1(SC-CA1)通路的兴奋性突触后场电位(field excitatory postsynaptic potential,fEPSP);氧糖剥夺(oxygen and glucose deprivation,OGD)模拟急性脑缺血离体模型。包括两部分的研究内容:1、虫草素对小鼠SAB、突触传递和LTP产生的影响;2、虫草素对OGD海马脑片突触传递和LTP产生的影响。实验结果如下: 1.10mg/kg剂量的虫草素灌胃给药,显著提高小鼠SAB的正确反应率(P<0.05),但不影响小鼠总的活动次数(P>0.05)。 2.与对照组比较,随着检测刺激强度的增强,灌胃虫草素对小鼠海马脑片SC-CA1通路fEPSP的斜率(I-O曲线)无显著影响(P>0.05),却显著提高theta节律串刺激(theta burst stimulation,TBS)诱导的LTP幅度(P<0.05)。 3.离体海马脑片灌流20μg/ml虫草素15min,对SC-CA1通路fEPSP斜率呈显著抑制作用(P<0.05),期间给予TBS无法诱导LTP。 4.OGD处理10min降低fEPSP斜率,恢复氧糖供应后,fEPSP斜率逐渐恢复并稳定在基线水平。在OGD处理前20μg/ml虫草素预处理15min,fEPSP斜率变化趋势与OGD组相似。两组fEPSP斜率不存在明显变化(P>0.05)。 5.OGD结束后给予TBS处理无法诱导LTP,但虫草素预处理则可以成功诱导出LTP。 上述结果表明,(1)虫草素能提高小鼠的空间工作记忆和短时记忆,这种作用可能与虫草素提高小鼠海马SC-CA1通路LTP的形成有关;(2)虫草素灌流抑制突触传递,作用期间无法诱导产生LTP;(3)虫草素不影响OGD处理下的突触传递;(4)OGD处理后无法诱导产生LTP,而虫草素预处理则可以逆转LTP的诱导障碍。提示虽然虫草素在正常动物和脑缺血动物的突触传递中表现出不同的调节作用,但其改善学习记忆的功效可能与促进LTP的诱导有关。