基于HPA轴调控和海马神经元树突棘改变探讨产前应激影响子代大鼠学习记忆的机制

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目的:  建立孕大鼠产前慢性束缚应激模型,通过检测仔鼠的空间学习记忆能力、血清基础皮质醇(corticosterone,COR)和促肾上腺皮质激素(adrenocorticotropic hormone,ACTH)及观察海马CA1区神经元树突棘的形态和密度变化,揭示产前应激影响子代大鼠学习记忆的机制。  方法:  将SD孕鼠于妊娠14-21d放置于一直径6cm长度可调节的通气透明塑料空筒中,每天进行3次束缚,每次45min,建立产前应激模型。仔鼠为研究对象标记为PS组,无束缚孕鼠的仔鼠为对照组,每组分为雌雄组,各20只。利用Morris水迷宫分析系统检测学习记忆能力;用放射免疫法测定血清基础COR和ACTH水平;使用高尔基(Golgi-Cox)染色法对脑组织染色,应用普通光学显微镜观察海马CA1区神经元树突棘的形态和密度变化并进行拍照,通过MATLAB软件对着色椎体神经元树突棘数目进行计数。  结果:  1.Morris水迷宫测试  定位航行实验(反映学习能力):各个实验组的逃逸潜伏期(escape latency,EL)随着训练天数增加而逐渐缩短,但始终表现出一定的规律。雌性 PS组的逃逸潜伏期总体明显长于雌性对照组,差异具有统计学意义(F=4.533,P<0.05);雌性 PS组第5天的逃逸潜伏期明显长于雌性对照组,差异具有统计学意义(t=2.788,P<0.001)。雄性 PS组的逃逸潜伏期总体明显长于雄性对照组,差异具有统计学意义(F=6.101,P<0.05);雄性PS组第2天的逃逸潜伏期明显长于雌性对照组,差异具有统计学意义(t=3.051,P<0.01)。  空间探索实验(反映记忆能力):雌性PS组的目标象限停留时间占总探索时间的百分比为(29.98±5.80)%,雌性对照组为(32.90±7.70)%,差异不具有统计学意义(t=-4.533,P>0.05)。雄性PS组的目标象限停留时间占总探索时间的百分比为(29.76±5.85)%,雄性对照组为(30.92±6.09)%,差异不具有统计学意义(t=-0.611,P>0.05)。  2.血清基础COR和ACTH水平测定  雌性PS组的血清基础COR水平为(28.77±2.49)mg/L,雌性对照组为(24.01±3.26)mg/L,差异具有统计学意义(t=3.658,P<0.01)。雄性 PS组的血清基础ACTH水平为(69.43±15.84)ng/L,雄性对照组为(51.65±18.34)ng/L,差异具有统计学意义(t=2.319,P<0.05)。  3.Golgi–Cox染色  PS组海马CA1区的锥体神经元树突棘密度为(7.75±0.76)个/10μm,对照组为(8.29±0.83)个/10μm,差异具有显著性(t=-3.072,P<0.01)。PS组海马CA1区的锥体神经元树突形态简单化,分支减少,树突棘密度减低。  结论:  1.产前慢性应激可损伤仔鼠的学习能力,对仔鼠记忆能力影响不明显。  2.产前慢性应激损伤了仔鼠下丘脑-垂体-肾上腺(HPA)轴的功能。  3.由于仔鼠HPA轴功能进行了“重新编程”,影响了仔鼠CA1区椎体神经元树突的发育,表现为树突形态简单化,树突棘密度减少。可能是产前慢性应激损伤仔鼠学习能力的重要机制之一。
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