P物質(zhì)片段SP1-7和ERK通路對嬰兒期遺忘作用的研究.pdf

1、學習記憶是腦重要的功能之一。學習和記憶是相互聯(lián)系的兩個過程，學習是獲取新信息和新知識的神經(jīng)過程，而記憶是對所獲取信息的保存和讀取的神經(jīng)過程。學習記憶有許多分類，如學習分為非聯(lián)合型學習和聯(lián)合型學習。記憶，根據(jù)其形成過程可分為獲得、鞏固、保持和再現(xiàn)四個過程。認知心理學家對記憶進行分類，分為陳述性記憶和非陳述性記憶，非陳述性記憶還包括程序性記憶、初始化效應、聯(lián)合學習和非聯(lián)合學習四種類型。根據(jù)時間分類，可以將記憶分為瞬時記憶、短時記憶和長時記憶

2、。伴隨著記憶的是遺忘，包括逆行性遺忘和順行性遺忘。
　　那么人類最早的記憶是從什么時候開始？最早記憶之前的生活事件是否被遺忘？如何解釋這種記憶缺失的現(xiàn)象？弗洛伊德根據(jù)臨床實踐發(fā)現(xiàn)，大部分人缺乏生活早期的記憶。因此，弗洛伊德提出嬰兒期遺忘或童年期遺忘，他認為大多數(shù)人隱藏了最開始的6到8歲之前的生活事件的記憶，而且是因為其不堪的生活事件引起人們潛意識地封鎖了童年的回憶。而目前認為人類嬰兒期遺忘邊界年齡在2-4歲之間。心理學家認為嬰兒期

3、遺忘屬于自傳體記憶的一部分，自傳體記憶是關于人經(jīng)歷的生活事件的記憶，嬰兒期遺忘是自傳體記憶的起點。他們用語言和元認知的發(fā)展、社會發(fā)展和自我發(fā)展等來解釋嬰兒期遺忘。然而動物中也存在嬰兒期遺忘現(xiàn)象，Campbell等首選發(fā)現(xiàn)大鼠同樣存在嬰兒期遺忘現(xiàn)象，而切靈長類動物也有嬰兒期遺忘現(xiàn)象。通過對大鼠嬰兒期遺忘進行研究，結(jié)合其他文獻進行推測，大鼠嬰兒期遺忘邊界年齡為斷乳期21天左右，與嬰兒期遺忘相關的腦區(qū)有海馬、杏仁核、內(nèi)側(cè)前額葉皮質(zhì)、紋狀體以及

4、紋狀體邊緣區(qū)等。與嬰兒期遺忘相關的神經(jīng)生物學分子或神經(jīng)遞質(zhì)，有神經(jīng)遞質(zhì)（γ氨基丁酸GABA、阿片肽）、細胞內(nèi)分子(CAMKⅡ/CAN、PKMξ)、細胞外結(jié)構(gòu)（神經(jīng)元周圍網(wǎng)絡PNNS）、激素（應急激素、腎上腺素）以及其他（神經(jīng)發(fā)生、DNA甲基化、葡糖糖）。上述提到的分子或者神經(jīng)遞質(zhì)等，都是與學習記憶相關的。如神經(jīng)發(fā)生(neurogenesis)，它是神經(jīng)元的生成，包括從神經(jīng)干細胞增殖分裂成為定向祖細胞，并且逐漸向功能區(qū)域遷移、不斷發(fā)生可塑

5、性變化并與其它神經(jīng)元建立突觸聯(lián)系從而產(chǎn)生神經(jīng)功能的完整的過程。神經(jīng)發(fā)生在新記憶形成中有重要作用，神經(jīng)發(fā)生水平高的時候新記憶形成增快，但是神經(jīng)發(fā)生也可以消除已形成的記憶。因此神經(jīng)發(fā)生在學習記憶中有關鍵的作用。
　　P物質(zhì)(Substance P，SP)是一種神經(jīng)肽，也是最早發(fā)現(xiàn)的神經(jīng)肽，其序列為:H-Arg-Pro-Lys-Pro-Gln-Gln-LPhe-Phe-Gly-Leu-Met-NH2，P物質(zhì)分子量為1348。P物質(zhì)屬于速

6、激肽家族，速激肽家族還包括神經(jīng)激肽A(NKA)、神經(jīng)激肽B(NKB)和NKA衍生物神經(jīng)肽K(NPK)以及神經(jīng)肽γ（NPγ）。速激肽有三種類型受體，NK1、NK2和NK3受體，三種速激肽受體都具有七個跨膜α螺旋的G蛋白偶聯(lián)受體。而P物質(zhì)與NK1親和力高，因此NK1為P物質(zhì)受體。NK1廣泛分布于大腦皮質(zhì)、小腦、紋狀體、海馬、基底核、嗅球等中樞神經(jīng)組織，也可見于肺組織等外周組織。P物質(zhì)的作用涉及到全身各個系統(tǒng)，它參與神經(jīng)創(chuàng)傷修復、痛覺傳導、神

7、經(jīng)內(nèi)分泌、骨代謝、多種神經(jīng)疾病等過程，并且它對學習記憶有影響。在給予大鼠P物質(zhì)進行外周注射或者進行顱內(nèi)注射，都顯示了P物質(zhì)對學習記憶增強的作用。P物質(zhì)片段SP1-7保留了全段P物質(zhì)對學習記憶的作用。Tomaz在大鼠進行被動逃避反應訓練后記憶給予腹腔注射SP(0.05μg/g)，SPN1-7(0.167μg/g)和SPC7-11(0.134μg/g)，在24h和21d之后進行記憶保留測試，顯示給予SP和SPN1-7干預的大鼠其記憶保留明顯

8、增強。目前認為P物質(zhì)與NK1受體結(jié)合后的信號轉(zhuǎn)導通路有:1、AC-cAMP-PKA;2、PLC-IP3/DG-PKC;3、絲裂原激活蛋白激酶(MAPK)途徑。
　　MAPK家族有4條通路:細胞外信號調(diào)節(jié)激酶（ERK，包括ERK1和ERK2），c-Jun氨基末端激酶（JNK，又稱SAPK1），P38絲裂原活化蛋白激酶(P38)和細胞外信號調(diào)節(jié)激酶5（ERK5）。細胞受到刺激后，MAPKKK和MAPKK逐級磷酸化，激活MAPK，MAP

9、K被激活后轉(zhuǎn)移至細胞核內(nèi)，使某些轉(zhuǎn)錄因子發(fā)生磷酸化，促使細胞內(nèi)基因表達，完成信號轉(zhuǎn)導。ERK通路是重要的MAPK通路，它在細胞增殖分化調(diào)控方面有重要作用。ERK通路在腫瘤、炎癥、肥胖和糖尿病等疾病中都有重要的作用;也參與缺血再灌注損傷和自噬凋亡的調(diào)節(jié);同時也對學習記憶有關鍵作用。通過對LTP的誘發(fā)和行為學研究，證實了ERK在學習記憶的作用。P物質(zhì)與其受體NK1結(jié)合后可以通過ERK信號轉(zhuǎn)導通路來完成其生理功能，如增加神經(jīng)元存活、參與炎癥反

10、應、加快損傷愈合、促嘔吐和鎮(zhèn)痛等作用。如Amadoro等人通過對大鼠小腦顆粒細胞(CGCa)進行體外實驗，顯示激活顆粒細胞的NK1受體可加強神經(jīng)元的存活，并且是通過激活AKT和ERK通路和抑制延遲整流鉀電流(IK)來實現(xiàn)的。
　　因此，本研究使用明暗穿梭箱對大鼠進行被動逃避反應訓練，檢測其記憶保留，進一步證實嬰兒期遺忘現(xiàn)象。在此基礎，大鼠進行明暗穿梭箱訓練后，給予P物質(zhì)片段SP1-7腹腔注射，觀察SP1-7對記憶保留影響，并對ER

11、K進行免疫組化檢測。初步探討P物質(zhì)片段SP1-7和ERK對嬰兒期遺忘的影響。
　　具體研究包括以下兩部分:
　　第一章:不同日齡大鼠被動逃避反應記憶差異的研究
　　目的：
　　用明暗穿梭箱對不同日齡的大鼠進行被動逃避反應訓練，檢測其記憶保留情況，進一步證實嬰兒期遺忘現(xiàn)象。
　　方法：
　　清潔級健康17日齡和60日齡雄性SD大鼠(Sprague Dawley rat)各24只，進行明暗穿梭箱被動逃避反

12、應訓練，訓練后半小時、2天和7天進行大鼠記憶保留檢測。
　　結(jié)果：
　　適應性訓練反應潛時P17和P60之間無明顯差異(P＞0.05)。P17和P60三個檢測時間進行單因素方差分析有明顯差異(P＜0.05)，反應潛時逐漸縮短。訓練后半小時和訓練后2天P17和P60之間反應潛時比較則無明顯差異（P＞0.05），訓練后7天P17反應潛時比P60短(P＜0.05)。
　　結(jié)論：
　　在大鼠進行明暗穿梭箱訓練后第7天，P

13、17大鼠記憶保留明顯比P60少，顯示了嬰兒期遺忘這一現(xiàn)象。
　　第二章:P物質(zhì)片段SP1-7和ERK通路對嬰兒期遺忘作用的研究
　　目的：
　　通過明暗穿梭箱被動逃避反應訓練，探討P物質(zhì)片段SP1-7和ERK通路在嬰兒期遺忘的作用。
　　方法：
　　17天(P17)雄性SD大鼠48只，分為三組，P物質(zhì)片段SP1-7組（1μg/g組，下稱SP1組）、P片段物質(zhì)SP1-7組（0.1μg/g組，下稱SP0.1組）

14、和生理鹽水組(NS組)。各組SD大鼠在明暗穿梭箱被動逃避訓練后立即注射藥物，分別在2天和7天后進行記憶保留檢測，以上大鼠灌注取腦進行ERK1/2免疫組化。
　　結(jié)果：
　　適應性訓練三組單因素方差分析無明顯差異(P＞0.05)，LSD進行組間多重比較，各組之間兩兩比較無明顯差異(P＞0.05)。三組不同檢測時間t檢驗，NS組訓練后2天反應潛時比訓練后7天長(P＜0.05); SP0.1組無明顯差異(P＞0.05); SP1組

15、訓練后2天反應潛時比訓練后7天短(P＜0.05)。不同檢測時間三組組內(nèi)單因素方差分析，訓練后2天無明顯差異（F=1.29，P＞0.05），各組之間兩兩比較無明顯差異(P＞0.05)。訓練后7天方差分析有差異(F=72.70，P＜0.05)，LSD進行多重比較各組之間兩兩比較有明顯差異(P＜0.05)，反應潛時長短為NS＜SP0.1＜SP1。各干預組海馬CA1區(qū)、紋狀體和前額葉皮質(zhì)三個腦區(qū)陽性細胞個數(shù)訓練后2天和訓練后7天進行t檢驗分析，

16、各干預組均無差異(P＞0.05)。訓練后2天和訓練后7天三組干預組進行單因素方差分析均有明顯差異(P＜0.05)，三個腦區(qū)均顯示NS陽性個數(shù)比SP0.1和SP1組少(P＜0.05)，而SP0.1陽性個數(shù)與SP1組無明顯差異(P＞0.05)。
　　結(jié)論：
　　P物質(zhì)片段SP1-7能增強明暗穿梭箱訓練后7天的記憶保留，提高ERK1/2在海馬CA1區(qū)、紋狀體和前額葉皮質(zhì)的表達。提示SP1-7可能通過ERK1/2通路增強學習記憶能力