Morris水迷宫的应用-恐惧声音心理应激孕鼠的子代空间学习记忆能力研究
摘要 目的:探讨恐惧声音心理应激模型孕鼠子代青春期记忆与学习能力。方法:实验采用昆明雌鼠,受孕后将其随机分成应激组和对照组。应激组以小鼠恐惧声音为应激源,每日上、下午各播放2h,持续2周,对照组为正常饲养小鼠。统训一两组的子代出生率,并正常环境下饲养至35 -40 d。应用Morris水迷宫测试小鼠学习与记忆成绩。结果:应激组子代出生率低于对照组,对照组为11士1. 85只/窝,而应激组下降到7士1. 58只/窝(P<0.05)。 Morris水迷宫实验表明,应激组子代逃逸潜伏期比对照组子代明显增长,尤其在第1,4,5天,两组间的差异具有显著性(P<0.05)。雌雄鼠分别统计,发现雌性子代小鼠的逃离潜伏期与对照组相比无明显升高,而雄性子代小鼠的逃离潜伏期与对照组相比明显升高(P<0.05)。在空间探索能力检测中发现,应激组子代小鼠的空间探索次数低于对照组(2. 58士1. 76 v.s 3. 35士1.89p<0.05);将雌鼠与雄鼠分别分析,发现应激组子代雄鼠的空间探索次数为(1.59士1.37次,对照组子代雄鼠为(3. 08士2. 03)次,两组之间有统计学意义。而子代雌性小鼠的空间探索次数与对照组相比无明显差异。结论恐惧声音心理应激可损伤应激孕鼠雄性子代的学习和记忆能力。
关键词:恐惧声音;小鼠;学习与记忆能力;Morris水迷宫
精神压力不仅可以引起抑郁症、心血管疾病、肿瘤等重大疾病的发生,而且可以应激子代神经系统的发育,影响子代成年后的学习与记忆。目前,应用于精神压力的模型包括力竭游泳、束缚、热以及电击等,均可引起躯体应激和心理应激,因此难以评估单纯心理应激的效应。本研究组前期建立了不引起躯体应激的心理应激模型一恐惧声音心理应激模型。该模型可以引起多种应激激素以及应激相关的神经递质的改变,同时也可导致小鼠免疫功能下降,进而促进荷瘤小鼠的肿瘤的生长。但是,单纯心理应激是否可以引起孕鼠子代的学习记忆的损伤,尚无相关报道。本研究应用恐惧声音心理应激模型应激孕鼠,并检测其后代青春期的学习与记忆,探讨心理应激对子鼠学习与记忆能力的影响。
1材料与方法
1.1实验动物
昆明清洁级小白鼠雄鼠20只以及动情期雌鼠60只,每只雄鼠与三只雌鼠合笼。每天8 : 00查看小鼠阴栓。选择阴栓雌鼠30只,随机分为两组:对照组与应激组各15只。
1.2实验仪器
漫步者声迈X100V音箱(北京爱德发高科技集团);Morris水迷宫(上海欣软信息科技有限公司);N D6脉冲精密声级计(中国江西国营红声器材厂)
1.3动物模型的制备
空白对照组在正常饲养环境中饲养。恐惧声音心理应激组模型的制备参照本小组此前造模方法,即每天上午和下午进行心理应激,强度为65 -85 dB,应激后置于正常饲养环境,持续14 d。各组小鼠自由进食进水,直至生育。子鼠出生后,统计每组子鼠数目,计算每只孕鼠子鼠生殖个数,并置于正常饲养环境中饲养至40 d。空白对照组和恐惧声音心理应激组子鼠各16只,其中雄鼠与雌鼠各8只。
1.4 Morris水迷宫实验
定位航行实验:用于测量小鼠在水迷宫中的学习和记忆能力。实验时间持续5d,实验前一天让小鼠自由游泳2 min以习惯实验环境。正式实验分上、下午两个实验阶段,上、下午各4次,每次120 s ,顺时针从水池东、南、西、北4个入水点将小鼠面向池壁放入水中,观察并记录小鼠找到并爬上平台所需的时间(逃避潜伏期)。如果小鼠120 s内找不到平台,则将其引上平台,并且逃离潜伏期记为120 s 。小鼠在平台上至少停留15S。
空间探索实验:于第6天进行测试。撤去平台,任选一个入水点将小鼠面向池壁放入水中,记录小鼠在120 s内经过平台所在位置的次数,检测试验小鼠的记忆保持能力。
1.5统计学分析
各组实验数据用x士s因素方差分析,SPSS 13. 10表示,两组间比较采用单统计软件对数据进行分析,以P<0.05为差异有统计学意义。
2结果
2. 1恐惧声音心理应激对孕鼠子鼠出生率的影响
恐惧声音具有显著的应激效应。小鼠在恐惧声音播放期间,大小便次数显著增加,而摄食和饮水量下降。对照组孕鼠子鼠的出生率为11 11.85只/窝,恐惧声音应激组为711.58只/窝,两组差异有统计学意义(P<0.05)。
2. 2恐惧声音对应激孕鼠的子鼠定位航行影响
经过5d的定位航行实验,对照组和应激组小鼠的逃离潜伏期均迅速下降。从定位航行第一天开始,每天的小鼠逃离潜伏期均较前一天有明显下降。但是,应激孕鼠的子代较对照组的逃离潜伏期有所升高,在第1天、第4天和第5天,两组间的差异具有显著性(P = 0. 047,见图1)。将应激孕鼠子代的雌雄分别分析,结果表明应激孕鼠的雌性子代与对照组的逃离潜伏期差异无显著性,而应激孕鼠的雄性子代逃离潜伏期较对照组明显上升。
2. 3恐惧声晋对应激孕鼠的于鼠空间探索能力的影响
恐惧声音心理应激对应激孕鼠的子鼠空间探索能力具有明显的抑制作用(P = 0. 049,见表1)。将应激孕鼠子代的雌雄分别分析,结果显示应激孕鼠的雌性子代与对照组的空间探索能力差异无显著性P = 0. 435,而应激孕鼠的雄性子代空间探索能力较对照组明显下降(P = 0. 014) 。
3讨论
近年来的研究表明,生命早期母体营养不良、或暴露于不良环境,如化学物质、电磁辐射等,或精神压力过大,都会造成子代成年期疾病的发生,如心血管疾病、2型糖尿病、免疫功能异常或肿瘤等疾病的发生。并明确这些疾病发生的关键时期是在胚胎期、胎儿期与婴儿期,即“胎源学说”,并引出了人类“健康与疾病发育起源(development origins of health and disease)”的新学说。在以上诸多的母体暴露或应激因素中,心理应激逐渐成为影响人类生存质量的重要原因之一。己有大量的研究工作表明,孕期复合应激可以引起小鼠子代的淋巴细胞数和粒细胞数以及血浆皮质醇降低引起子代海马结构异常,导致记忆和空间辨别能力下降。人类的流行病调查研究显示,孕期应激可以提高母亲皮质醇水平,并通过胎盘传递给胎儿,导致新生儿脐血中皮质醇含量升高,使胎儿处于应激状态,导致子代行动紊乱,注意力缺陷,尤其与男孩多动症独立相关回。但是以上研究存在的问题是不能区分躯体应激与心理应激的影响。
本研究首次应用恐惧声音应激模型研究了孕鼠应激后子代的学习记忆行为。该模型具有以下优点:避免了躯体应激,设备要求简单,操作简便易行。研究结果表明,恐嗅声音应激孕鼠的子代出生数目明显下降。Wainstock等比较研究了对火箭袭击有预期城市的1 345名孕妇与无预期城市的2 143名孕妇的历史资料,其结论与本研究一致,孕期应激与自发流产的发生风险相关。
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