四川动物  2016, Vol. 35 Issue (6): 879-883

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赵海, 姚刚, 钱宁, 陈明飞, 杨智, 吴曙光
ZHAO Hai, YAO Gang, QIAN Ning, CHEN Mingfei, YANG Zhi, WU Shuguang
慢性疲劳综合征小鼠的空间学习和记忆功能降低
The Spatial Learning and Memory Function were Reduced in Chronic Fatigue Syndrome Mice
四川动物, 2016, 35(6): 879-883
Sichuan Journal of Zoology, 2016, 35(6): 879-883
10.11984/j.issn.1000-7083.20160161

文章历史

收稿日期: 2016-06-14
接受日期: 2016-08-19
慢性疲劳综合征小鼠的空间学习和记忆功能降低
赵海, 姚刚, 钱宁, 陈明飞, 杨智, 吴曙光*     
贵阳中医学院实验动物研究所, 贵阳 550002
摘要目的 对比分析慢性疲劳综合征小鼠与正常小鼠之间空间学习记忆功能存在的差异性。 方法 采用复合刺激法复制慢性疲劳综合征(CFS)小鼠模型,随后采用Morris水迷宫检测CFS小鼠与正常组小鼠之间空间学习记忆功能存在的差异。 结果 模型组小鼠寻找隐藏平台的潜伏期、总路程、平均游泳速度及目标象限滞留时间占总时间的百分比均显著低于正常组(P<0.05),正常组小鼠寻找隐藏平台主要采用空间搜索策略,而CFS小鼠主要采用重复环绕搜索策略。 结论 CFS小鼠的空间学习和记忆功能降低。
关键词Morris水迷宫     复合刺激     认知功能     空间学习和记忆    
The Spatial Learning and Memory Function were Reduced in Chronic Fatigue Syndrome Mice
ZHAO Hai, YAO Gang, QIAN Ning, CHEN Mingfei, YANG Zhi, WU Shuguang*     
Institute of Laboratory Animals, Guiyang College of Traditional Chinese Medicine, Guiyang 550002, China
Abstract: Objective To analysis the differences of spatial learning and memory function between chronic fatigue syndrome and normal mice. Methods The chronic fatigue syndrome (CFS) mice was first established by compound stimulus method, and then the differences of spatial learning and memory function between chronic fatigue syndrome and normal mice were explored using Morris water maze test. Results The time of latency, path length, average swim speed and percent time in target quadrant for searching hidden platform were significantly decreased in CFS mice compared with the normal group (P<0.05). The normal mice adopt spatial strategy to find the hidden platform, while the CFS mice will adopt a repetitive looping strategy. Conclusion The spatial learning and memory function was decreased in CFS mice compared with the normal mice.
Key words: Morris water maze     compound stimulus     cognitive function     spatial learning and memory    

慢性疲劳综合征(chronic fatigue syndrome,CFS)是在现代节奏紧张的生活方式下出现的以食欲不振、体质量下降、免疫功能受损及精神症状不佳等慢性疲劳为突出表现的全身性症候群(Katafuchi et al.,2003任秋兰,翟伟,2011)。调查显示我国城市人口发病率在10%~25%,世界卫生组织估计此病危及世界人口的20%~25%,CFS对患者的记忆力、注意力、工作、教育和个人活动带来严重的影响,现已成为2l世纪影响人类身心健康的重要因素之一,目前越来越多的人正受到CFS的困扰,而且发病人数呈逐年上升趋势(Jiang et al.,2004吴芳鹏等,2008)。

有研究表明CFS患者的认知能力、神经系统、内分泌系统、细胞免疫功能及下丘脑-垂体-肾上腺轴功能等发生了不同程度的紊乱(李莉,卢洪洲,2009王小峰,2012张颖,黄希庭,2012Tomas et al.,2013翟亚南等,2013Craddock et al.,2014Kempke et al.,2015),同时患者的5-羟色胺转运体启动子区基因多型分布与正常健康人群相比差异显著(施璐霞,毛广平,2006),CFS患者的很多细胞、组织器官、系统等都受到了不同程度的影响。本课题组前期实验研究发现患CFS的SD大鼠血清中雌、孕激素水平显著降低,下丘脑-垂体-性腺轴功能出现紊乱,同时其F1代的学习记忆能力低下、学习兴趣降低,定位航行时间延长,空间搜索次数减少,患有先天性甲状腺功能减退病症(congenital hypothyroidism)(刘蕾,钱宁,2011)。

小鼠是生命科学研究和医学研究中重要的模式生物之一,目前将小鼠用于海马、记忆功能等方面的研究已经取得了显著成就。本实验拟采用复合刺激造模法复制CFS雌性KM小鼠(余曦明等,2014),采用Morris水迷宫对CFS小鼠与正常小鼠进行记忆功能的行为学检测,对比分析二者空间学习记忆功能的差异,进一步探讨分析复合刺激构建CFS的方法对小鼠记忆功能的影响。

1 材料和方法 1.1 材料 1.1.1 实验动物

清洁级健康KM雌性小鼠44只,体质量20 g±2 g,由重庆腾鑫公司提供 。购入后放入动物代养室适应性饲养3 d,实验经贵阳中医学院实验动物研究所批准后进行相应的实验。

1.1.2 仪器与设备

50 mL离心管和计时器等实验器材(上海乐培实验器材有限公司);Morris水迷宫(中国科学院药物研究所生产)。

1.2 方法 1.2.1 CFS小鼠模型的建立

将小鼠随机分为2组:正常组(对照组,n=22)、模型组(给予复合刺激处理组,n=22)。每天对模型组小鼠实施下列3组复合刺激处理,连续5周。束缚刺激:前3天对小鼠用50 mL塑料离心管进行适应性束缚10 min,以后每天束缚的时间为30 min;力竭刺激:将小鼠放入水温为28 ℃±2 ℃,水深25 cm左右的水池中,前3天进行适应性游泳15 min,以后每天游泳30 min或直至力竭;夹尾刺激:用卵圆钳夹住小鼠尾根部1 cm处,时间为15 s左右,钳夹力度以雌鼠不适、挣扎、发出哀叫声为度。在此基础上每周随机对模型组小鼠进行低温、饥饿、饥渴及明暗颠倒刺激。正常组小鼠不给予任何刺激,实验期间严格控制小鼠的进食量(每只每天5 g),自由饮水。

1.2.2 Morris水迷宫实验

经过连续5周复合刺激处理后,随机选取模型组和正常组小鼠各10只,随后进行Morris水迷宫实验。实验的起止时间应保持一致,并保证环境因素的一致性。实验室必须保持安静,池壁上标记物和池中隐避平台的位置保持固定,实验人员将小鼠放入水池后,立即离开所站立的位置,避免小鼠将实验人员误认为是标记物。

空间记忆采集实验(acquisition trial):实验历时6 d,每只小鼠每天训练4次,每天以半随机的方式选择入水点(表 1),将小鼠面向池壁,轻放入水中,小鼠在60 s内找到平台,记其登上平台所需的时间,即为潜伏期;若60 s未能找到平台,记潜伏期为60 s,并引导小鼠到平台上并停留30 s,每次实验结束后,必须将小鼠擦干,并用加热器烘干其毛发,每天记录小鼠的潜伏期、游泳路程、速度和游泳轨迹等情况。

表 1 Morris水迷宫空间记忆采集(隐藏平台寻找)实验起始象限 Table 1 Start position of acquisition trial in Morris water maze(searching hidden platform)
实验日 时间空间记忆采集实验
第一次实验第二次实验第三次实验第四次实验
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注: N. 北方,E. 东方,S. 南方,W. 西方。
Notes: N. north,E. east,S. south,W. west.

空间探索实验(probe/retention trial):在游泳训练6 d结束