收藏本站
《华中科技大学》 2012年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

海马依赖性情节记忆调控的突触和神经环路机制研究

杨莹  
【摘要】:[背景]情感和学习记忆是认知功能的核心,学习和记忆是所有认知功能的基础。海马是与学习记忆密切相关的脑区,其功能受到外部与其有着直接或间接纤维支配的神经元及海马内部神经环路的影响。研究表明,与情绪密切相关的脑区杏仁核有直接纤维投射至海马并形成单突触联系,然而情绪对海马依赖性空间情节学习记忆的影响及相关分子机制尚不清楚。海马内部神经环路受到遗传和表观遗传的影响。cAMP是调节细胞遗传基因编码和表观遗传因子表达的核心信使,除激活PKA外,cAMP还能直接激活鸟嘌呤核苷酸交换蛋白(EPAC, Exchange Protein Activated by Cyclic AMP)。在以学习记忆障碍为主要临床表现的老年性痴呆患者脑内,EPAC基因表达异常。然而,EPAC信号传导通路是否通过调控遗传基因的转录和翻译,从而介导海马神经环路突触可塑性和学习记忆的形成尚不清楚。[目的]在整体水平探讨情绪学习或单纯情绪应激对海马突触形态和突触传递可塑性及海马依赖性空间情节记忆的影响及相关分子机制;探讨EPAC偶联的遗传与表观遗传信号通路对海马神经环路突触可塑性和学习记忆的调控机制。[方法]在情绪影响海马依赖性空间记忆及机制的研究中,我们采用电跳台和单纯电击范式复制情绪学习和情绪应激动物模型,Morris水迷宫检测大鼠空间学习记忆能力;采用免疫印迹检测突触相关蛋白表达水平;采用免疫组化检测杏仁核和海马神经元激活情况;采用脑片膜片钳电生理学技术检测海马突触传递可塑性;采用Golgi-cox染色和电镜检测海马突触形态可塑性;采用NMDA (N-methyl-D-aspartate)受体阻断剂(D,L-2-amino-5-phosphonovaleric acid)抑制杏仁核基底外侧核,明确基底外侧核在情绪学习或单纯情绪应激影响海马依赖性空间学习记忆中的作用;采用基因沉默技术明确GluR2在情绪影响海马依赖性空间学习记忆中的作用。在EPAC偶联的遗传与表观遗传信号通路对海马神经环路突触可塑性和学习记忆调控机制的研究中,我们选用EPAC1-/-、EPAC2-/-、EPAC1/2-/-和IN-EPAC小鼠,采用Morris水迷宫检测空间学习记忆能力;采用新鲜事物刺激,检测社交能力;采用Golgi-cox染色和电镜检测海马突触结构;采用免疫印迹检测突触相关蛋白表达水平和Zif268蛋白水平;采用全细胞膜片钳电生理学技术检测海马突触传递可塑性;采用miRNA芯片检测1miRNA变化;采用q-PCR检测miR-124和Zif268水平;采用荧光素酶报告系统研究miR-124和Zif268相互作用;构建了锁核苷酸修饰的反义寡核苷酸(LNA-miR-124)选择性抑制脑内miR-124的表达;构建腺相关病毒载体表达miR-124;我们采用Rap1抗体进行染色体免疫共沉淀检测Rap1与miR-124相互作用。[结果]1.情绪相关学习通过杏仁核基底外侧核易化海马依赖性空间记忆,G1uR2参与情绪相关学习增强海马突触形态及其传递功能。为探讨情绪对海马依赖性空间学习记忆的影响,我们采用电跳台学习和单纯电击复制情绪依赖性学习和情绪应激模型,结果显示二者均能显著激活杏仁核基底外侧核(BLA)。与单纯应激组比,学习组能选择性激活海马CA1和CA3区神经元,并增加海马CA1和CA3区突触相关蛋白GluR2的表达;Morris水迷宫检测结果显示,情绪相关学习能明显易化海马依赖性空间学习与记忆;脑片膜片钳检测发现,情绪相关学习能明显易化海马CA1区晚期LTP的形成。为进一步明确杏仁核BLA在情绪学习易化海马依赖性记忆功能中的作用,我们采用NMDA受体阻断剂AP5抑制BLA再进行电跳台学习训练,然后检测大鼠海马依赖性空间学习记忆能力。结果显示,阻断BLA时上述情绪相关学习对海马依赖性学习记忆的促进作用几乎消失;同样,用基因沉默技术降低海马CA1区GluR2水平时,情绪相关学习对空间记忆准确性的易化作用消失,而对学习过程无影响。2.EPAC失活突变通过增加miR-124转录,抑制Zif268翻译损伤空间学习记忆和社交能力。为探讨EPAC对海马神经环路突触可塑性及学习记忆的影响,我们制备了EPAC1, EPAC2单基因以及EPAC1/EPAC2双基因失活突变小鼠,并与野生型对照小鼠进行对比研究。行为学检测发现EPAC失活突变明显损伤海马依赖性空间学习记忆功能,同时电生理学检测结果表明EPAC失活突变减少突触前谷氨酸释放能力,损伤突触传递长时程增强效应。形态学检测结果表明EPAC失活突变不影响中枢神经元发育及突触结构,蛋白质免疫印迹结果表明EPAC失活突变不影响突触相关蛋白表达。为进一步探讨EAPC失活突变损伤突触可塑性和学习记忆的机制,我们采用miRNA芯片检测发现EPAC失活突变明显增加miR-124水平。染色体免疫共沉淀结果结合药物激活EPAC试验证实Rap1直接与miR-124基因的上游调控元件相互作用调控miR-124转录。采用LNA-miR-124选择性抑制脑内miR-124的表达能逆转EPAC失活突变的表型,过表达miR-124能模拟EPAC失活突变的各种表型。为寻找miR-124特异的靶mRNA,我们进行了全基因组比较分析,结果显示Zif268明显下调。为明确miR-124对Zif268 mRNA的直接作用,我们突变Zif268并运用荧光素酶报告系统,结果显示miR-124可以直接结合Zif268mRNA并发挥抑制效应,同时过表达Zif268能有效逆转miR-124增高的各种表型。此外,我们还发现EPAC失活突变损伤小鼠的社交能力。[结论]1.情绪相关学习通过杏仁核基底外侧核促进GluR2表达,易化海马突触形态及海马依赖性学习记忆功能。2.EPAC失活突变通过增加miR-124转录,抑制Zif268翻译损伤空间学习记忆和社交能力。
【学位授予单位】:华中科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:R363

手机知网App
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 周赛君;何金彩;王小同;陈江帆;舒丹;朱美娥;;咖啡因对小鼠空间学习记忆能力及有关脑区记忆相关蛋白CREB表达的影响[J];中国临床神经科学;2008年02期
2 唐倩;夏茵茵;程淑群;涂白杰;;苯并芘对大鼠记忆及谷氨酸盐受体基因表达影响[J];中国公共卫生;2011年07期
3 陈涛;章军建;余芬;詹雪春;;促红细胞生成素对慢性脑缺血大鼠空间学习记忆能力的影响[J];武汉大学学报(医学版);2006年02期
4 尚游;吴艳;姚尚龙;赵丽;孙雪华;曾因明;;丙泊酚对大鼠空间学习记忆能力影响的实验研究[J];中国药理学通报;2007年06期
5 夏保芦;李林;;褪黑素对铝致痴呆模型大鼠空间学习记忆的影响[J];江汉大学学报(自然科学版);2009年02期
6 牛英才;兴桂华;林春荣;李雪岩;张晓杰;谢宁;;Aβ海马注射对大鼠学习记忆影响及加减地黄饮子的干预作用[J];辽宁中医杂志;2007年07期
7 张楠楠;李亚;李世昌;;三七皂甙对小鼠空间学习记忆的影响[J];福建体育科技;2008年05期
8 魏爱宣;徐忠信;王雪梅;王晓明;郭洪亮;梅春丽;;西洛他唑对慢性脑缺血大鼠学习记忆能力的影响[J];中国实验诊断学;2009年12期
9 陆梦;张莉;丁雪瑞;向俊西;刘洋;姜伊娜;冯诚;董欣;刘健;;咖啡因对小鼠空间学习记忆及体重的影响[J];西安交通大学学报(医学版);2010年05期
10 胡前胜;任铁玲;傅洪军;董胜璋;;低剂量铅对神经细胞粘附分子表达的影响研究[J];科技导报;2006年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 陈瀑;沈爱国;甘胜伟;袁华;王小华;胡继明;;阿尔兹海默氏症大鼠海马组织的拉曼光谱表征[A];第十四届全国光散射学术会议论文摘要集[C];2007年
2 娄鹏程;焦颖;林忠东;叶秀云;王海萍;李光乾;;Z-ATAD-FMK对癫痫持续状态后大鼠海马Caspase-12、3表达和神经元凋亡的影响[A];第六届江浙沪儿科学术会议暨儿科学基础与临床研究进展学术班论文汇编[C];2009年
3 聂坤;于建春;成海燕;潘建明;韩景献;;SAMP10鼠海马组织AKT表达和活化的增龄变化[A];第八届全国中西医结合实验医学研讨会论文汇编[C];2006年
4 孔立红;徐珉;周华;孙国杰;;电针对脑缺血再灌注大鼠海马组织STAT3表达及核转位的影响[A];第九届全国针刺麻醉针刺镇痛及针刺调整效应学术研讨会论文集[C];2007年
5 张雪娜;岳云;刘扬;徐志鹏;杨树广;刘少君;;异丙酚麻醉影响大鼠海马可溶蛋白的比较蛋白质组学研究[A];2008年中华医学会全国麻醉学术年会论文汇编[C];2008年
6 钟树志;李乔;马世平;;基于抗炎作用的当归芍药散抗AD的实验研究[A];第五届全国中医药免疫学术研讨会——暨环境·免疫与肿瘤防治综合交叉会议论文汇编[C];2009年
7 孔立红;孙国杰;;针刺对脑缺血再灌注大鼠海马组织NF-κB表达及含量的影响[A];中国针灸学会2005年学术年会论文汇编[C];2005年
8 谢玉波;;多次丙泊酚给药对大鼠空间学习记忆及海马突触结构的影响[A];2009年西部麻醉学术论坛论文汇编[C];2009年
9 王涛;文亮;;全脑缺血/再灌注海马ICE的表达及其在神经元损伤中的作用[A];第十一次全国急诊医学学术会议暨中华医学会急诊医学分会成立二十周年庆典论文汇编[C];2006年
10 王晟;邹湘辉;黄庆军;;母爱剥夺对小鼠学习记忆和海马形态结构的影响[A];中华医学会精神病学分会第七届学术年会论文摘要集[C];2006年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 龚正;防止记忆衰退并不难[N];医药养生保健报;2009年
2 韦辰;6种方法防记忆力减退[N];大众科技报;2005年
3 钱耀斌;增强记忆力的六大法则[N];大众卫生报;2007年
4 常硕;防止记忆力减退六招[N];医药养生保健报;2005年
5 黄文;五种方法防止记忆力衰退[N];中国中医药报;2006年
6 匡远深;兴奋性突触功能增强是癫痫反复发作根源[N];健康报;2008年
7 记者 匡远深;癫痫放射外科治疗动物模型建立[N];健康报;2008年
8 王振岭;高碘危害人体器官[N];科技日报;2001年
9 谢宁;黑龙江中医药大学确定补肾健脾、化痰开窍法治疗AD原理[N];中国医药报;2005年
10 中国工程院院士 肖培根;中药基因组学 为中医药现代化提速[N];医药导报;2002年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 杨莹;海马依赖性情节记忆调控的突触和神经环路机制研究[D];华中科技大学;2012年
2 王泽军;运动与应激对成年小鼠海马可塑性以及焦虑样行为的影响[D];华东师范大学;2012年
3 姜声扬;X射线辐照后对中枢海马组织损伤作用研究[D];苏州大学;2012年
4 潘建萍;部分CB、TRPV亚型受体参与二十二碳六烯酸提高空间学习记忆的过程[D];华中科技大学;2011年
5 许洁;环境雌激素壬基酚对仔鼠神经发育毒性及机制研究[D];重庆医科大学;2012年
6 崔博;噪声暴露对认知功能的影响及其海马机制研究[D];中国人民解放军军事医学科学院;2010年
7 曹秀菁;发育期铅暴露对大鼠学习记忆功能的损伤及药物和行为的干预[D];中国科学技术大学;2008年
8 刘路英;组胺酸脱羧酶基因敲除小鼠学习记忆和海马CA1区突触可塑性的改变[D];浙江大学;2007年
9 孟培燕;电针对血管性痴呆大鼠学习记忆相关信号通路影响的研究[D];湖北中医学院;2007年
10 谭文斐;低温、手术创伤对大鼠空间学习记忆能力的影响[D];中国医科大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 朱金昌;黑线仓鼠(Cricetulus Barabensis)攻击行为与空间学习记忆能力研究[D];曲阜师范大学;2011年
2 刘爱;血管性痴呆小鼠模型的建立及其空间学习记忆能力的评价[D];河北医科大学;2011年
3 张琼;SAMP8小鼠年龄相关性空间学习记忆损害与不同脑区Rab3a之间的关系[D];安徽医科大学;2010年
4 鲁稳梁;肝叶切除术对老年小鼠空间学习记忆能力的影响[D];郑州大学;2011年
5 马俊骥;老年大鼠的空间学习记忆能力下降与海马背侧胆固醇含量增加有关[D];河北医科大学;2006年
6 张飞龙;社会失败应激致小鼠抑郁行为及空间学习记忆任务对应激效应影响初探[D];安徽医科大学;2011年
7 丁学鹏;间歇性低氧对新生小鼠空间学习记忆的影响[D];浙江大学;2006年
8 方松;不同强度电流损毁SD大鼠海马CA1区对空间学习记忆影响[D];昆明医学院;2010年
9 翁坚;海马区CRFR1受体介导间歇低氧诱导的新生鼠空间学习记忆增强[D];浙江大学;2010年
10 郭艳芬;发育期补充DHA对大鼠空间学习记忆的影响及其机理研究[D];武汉工业学院;2011年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026