大鼠海马损毁与学习记忆进展
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缺点: 冲击后装置内压力不能立即释放,脑组织可再次受 损伤,伴有不同程度局部脑挫伤的弥漫性脑损伤,挫伤范围及 周围水肿程度随打击力度增加而增大。如果想对海马结构进 行有效打击,则液 压 打 击 部 位 的 选 择 和 打 击 力 度 的 控 制 尤 为 重要。如不加以重视,则会对海马以外脑组织造成较大范围损 伤,加重大鼠意识及运动功能等障碍,掩盖因海马结构损伤所 致的学习记忆功能障碍,致使实验结果不准确。如果打击冲击 道波和( 或) 经过鼠脑中线部位,甚至会对脑干、丘脑等重要结 构造成直接损害,明显增加实验组大鼠的伤情和死亡率。
海马是边缘系统重要组成部分,参与了情绪、学习和记忆、 行为、免疫等的调节,目前发现成年海马神经发生可能有几种 潜在的功能,包括学习和记忆的适应作用、对新环境的适应、与 低沉情绪的潜在联系以及对损伤的可能反应〔1〕。海马结构和 功能的研究是当前脑科学领域研究的热点,损毁法是研究脑海 马功能定位的常用方法之一。
大鼠海马损毁与学习记忆研究进展
黄晓科 银晓勇 黄艳秋1 李艳君1 ( 河北省峰峰集团邯郸医院海马损毁模型 〔中图分类号〕 R74 〔文献标识码〕 A
〔文章编号〕 1005-9202( 2012) 10-2199-03; doi: 10. 3969 / j. issn. 1005-9202. 2012. 10. 108
胡谋先等〔4〕用手术的方法直接横切大鼠双侧隔一海马通 路。腹腔麻醉大鼠,固定于脑立体定位仪上,用一把三面有刃 的特制刀片在前囟后 1. 8 mm、距中线 1 mm,自颅骨表面垂直插 入 5 mm 横切距离 4 mm 切断双侧海马伞及部分穿隆。术后大 鼠记忆力显著下降。He 等〔5〕采用单侧弯窿伞损伤,主要破坏
目前海马毁损的实验动物模型的滞后制约了海马的研究, 随着海马损毁模型的完善,我们将能够越来越好地研究海马与 认知的关系。已有的毁损海马模型,总的来说,包括物理损毁, 化学损毁和电损毁。
1 物理方法 1. 1 切断开穹窿海马伞通路 早在 1954 年,Daitz 等人就采 用横断穹窿海马伞系统来研究观察神经元的退化过程。后来 人们为了进行 AD 方面的研究,采取了真空抽吸、横断或电解 等方法损毁单侧或双侧穹窿海马伞通路建立 AD 模型〔2,3〕。此 种方法主要是通过切断隔海马通路 ( 如扣 带 束、背 穹 窿 海 马 伞) ,破坏胆碱能及非胆碱能纤维传入,导致实验动物行为及神 经化学方面的缺损,造成动物空间定向和记忆障碍及胆碱能神 经元的丢失。步骤: 将大鼠用以 10% 水合氯醛 3. 5 ml / kg 剂 量,对实验大 鼠 行 腹 腔 注 射 将 其 麻 醉 后,固 定 于 脑 立 体 定 位 仪,常规 消 毒、剪 毛,正 中 切 开 头 皮,暴 露 出 颅 骨,于 前 囟 自 后 1. 5 mm,中线外左右 1. 0 mm 处,用电动开颅器凿开颅骨,切开 硬脑膜,用自制的双刃刀先置于上述部位的脑表面( 相当于弯 窿部位) ,续降刀 6 mm,切断弯窿,降刀时间约 1 min,假手术组 降刀 2 mm,( 未切弯窿) ,刀在脑中均停留 5 min。清洁颅面,缝 合头皮。用此方法建立模型,周期短( 约 2 w) ,但手术定位难 以控制,很难避免手术区邻近组织的受损。
林云鹏〔10〕用改进的液压打击海马损伤模型观察大鼠伤后 空间学习能力发现: 各实验组大鼠均可见程度不同的 MR 影像 特征、病理学特征改变; 除轻型打击组外,水迷宫逃避潜伏期及 游泳距离均与对照组间存在显著差异。
2 电损毁 近年来电毁损建立模型在实验研究中得到广泛应用。电
毁损即用金属电极通过直流电在中枢神经系统内造成损伤,其 机制是离子流能诱发细胞发生不可逆性代谢改变,最终导致细 胞死亡。由阳极电流造成的损伤,无论在损伤的大小及形状上
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中国老年学杂志 2012 年 5 月第 32 卷
均易于重复,而且损伤的程度可以通过电流强度及通电时间进 行调节〔11〕。
以 水 合 氯 醛 ( 35 mg / kg ) 腹 腔 麻 醉,麻 醉 生 效 时 间 3 ~ 5 min,麻醉生效后将常规备皮、消毒,顶部正中切口,分离暴露 顶骨。选择前囟后 3. 5 mm,矢状缝两侧 3 mm 处钻孔开骨窗, 骨窗直径为 3 mm,注意保持硬脑膜的完整性,按《大鼠立体定 位图谱》确定海马位置海马结构基本位于前囟后1. 8 ~ 6. 0 mm, 中线旁 0. 5 ~ 5 mm 范围内皮层下,用直流电阳极电解双侧海 马。电解损毁的最大不足是损毁特异性不强,它不仅定位损毁 神经元,同时也损毁输入纤维和过路纤维,往往导致损毁部位 与损毁效应关系的不确定。
基金项目: 佳木斯大学重点课题( Sz2009-006) 1 佳木斯大学基础医学院 通讯作者: 李艳君( 1965-) ,女,教授,硕士生导师,主要从事神经干细胞
基础与应用研究。 第一作者: 黄晓科( 1980-) ,男,在读硕士,主要从事神经干细胞基础与
应用研究。
胆碱能通路,致使其中枢神经系统的完整性破坏,海马胆碱能 纤维减少,大鼠学习记忆力下降。 1. 2 液压打击 液压损伤法( FPI) 由 Lindgren 于 1966 年首先 报道,1976 年 使 用 于 猫 及 兔 正 中 液 压 打 击,1987 年 Dixon 等〔6,7〕建立了大鼠液压冲击颅脑损伤模型。至 1989 年改进为 啮鼠动物单侧半球液压冲击〔8,9〕。侧方液压冲击模型在 2002 年后广泛用于小动物 TBI 模型的制备。其原理是通过液压装 置有然改变密闭颅腔内压力而间接造成脑损伤。根据颅骨钻 孔的位置不同,可将模型分为正中冲击和侧位冲击两种。该法 受外界因素如 动 物 头 颅 发 育 的 差 异 影 响 小,稳 定 性 和 重 复 性 好,定性及可控性较强。
海马损伤模型的建立参照大鼠脑立体定位图谱明确海马 结构对应脑皮层位置( 海马结构基本位于前囟后1. 8 ~ 6. 0 mm, 中线旁 0. 5 ~ 5 mm 范围内皮层下) ,确定于顶骨开骨窗部位。 以 10% 水合氯醛 3. 5 ml / kg 剂量,对实验大鼠行腹腔注射,常 规备皮、消 毒,顶 部 正 中 切 口,分 离 暴 露 顶 骨。选 择 前 囟 后 3. 5 mm,矢状缝右侧 3 mm 处钻孔开骨窗,骨窗直径为3 mm,注 意保持硬脑膜的完整性。连接固定颅骨连接管,封闭液压打击 系统。待大鼠恢复角 膜 反 射 及 夹 尾 反 射 后 再 进 行 液 压 打 击。 此模型借助国际上通用的 MODEL01-B 液压打击装置对大鼠进 行分组打击。
海马是边缘系统重要组成部分,参与了情绪、学习和记忆、 行为、免疫等的调节,目前发现成年海马神经发生可能有几种 潜在的功能,包括学习和记忆的适应作用、对新环境的适应、与 低沉情绪的潜在联系以及对损伤的可能反应〔1〕。海马结构和 功能的研究是当前脑科学领域研究的热点,损毁法是研究脑海 马功能定位的常用方法之一。
大鼠海马损毁与学习记忆研究进展
黄晓科 银晓勇 黄艳秋1 李艳君1 ( 河北省峰峰集团邯郸医院海马损毁模型 〔中图分类号〕 R74 〔文献标识码〕 A
〔文章编号〕 1005-9202( 2012) 10-2199-03; doi: 10. 3969 / j. issn. 1005-9202. 2012. 10. 108
胡谋先等〔4〕用手术的方法直接横切大鼠双侧隔一海马通 路。腹腔麻醉大鼠,固定于脑立体定位仪上,用一把三面有刃 的特制刀片在前囟后 1. 8 mm、距中线 1 mm,自颅骨表面垂直插 入 5 mm 横切距离 4 mm 切断双侧海马伞及部分穿隆。术后大 鼠记忆力显著下降。He 等〔5〕采用单侧弯窿伞损伤,主要破坏
目前海马毁损的实验动物模型的滞后制约了海马的研究, 随着海马损毁模型的完善,我们将能够越来越好地研究海马与 认知的关系。已有的毁损海马模型,总的来说,包括物理损毁, 化学损毁和电损毁。
1 物理方法 1. 1 切断开穹窿海马伞通路 早在 1954 年,Daitz 等人就采 用横断穹窿海马伞系统来研究观察神经元的退化过程。后来 人们为了进行 AD 方面的研究,采取了真空抽吸、横断或电解 等方法损毁单侧或双侧穹窿海马伞通路建立 AD 模型〔2,3〕。此 种方法主要是通过切断隔海马通路 ( 如扣 带 束、背 穹 窿 海 马 伞) ,破坏胆碱能及非胆碱能纤维传入,导致实验动物行为及神 经化学方面的缺损,造成动物空间定向和记忆障碍及胆碱能神 经元的丢失。步骤: 将大鼠用以 10% 水合氯醛 3. 5 ml / kg 剂 量,对实验大 鼠 行 腹 腔 注 射 将 其 麻 醉 后,固 定 于 脑 立 体 定 位 仪,常规 消 毒、剪 毛,正 中 切 开 头 皮,暴 露 出 颅 骨,于 前 囟 自 后 1. 5 mm,中线外左右 1. 0 mm 处,用电动开颅器凿开颅骨,切开 硬脑膜,用自制的双刃刀先置于上述部位的脑表面( 相当于弯 窿部位) ,续降刀 6 mm,切断弯窿,降刀时间约 1 min,假手术组 降刀 2 mm,( 未切弯窿) ,刀在脑中均停留 5 min。清洁颅面,缝 合头皮。用此方法建立模型,周期短( 约 2 w) ,但手术定位难 以控制,很难避免手术区邻近组织的受损。
林云鹏〔10〕用改进的液压打击海马损伤模型观察大鼠伤后 空间学习能力发现: 各实验组大鼠均可见程度不同的 MR 影像 特征、病理学特征改变; 除轻型打击组外,水迷宫逃避潜伏期及 游泳距离均与对照组间存在显著差异。
2 电损毁 近年来电毁损建立模型在实验研究中得到广泛应用。电
毁损即用金属电极通过直流电在中枢神经系统内造成损伤,其 机制是离子流能诱发细胞发生不可逆性代谢改变,最终导致细 胞死亡。由阳极电流造成的损伤,无论在损伤的大小及形状上
·2200·
中国老年学杂志 2012 年 5 月第 32 卷
均易于重复,而且损伤的程度可以通过电流强度及通电时间进 行调节〔11〕。
以 水 合 氯 醛 ( 35 mg / kg ) 腹 腔 麻 醉,麻 醉 生 效 时 间 3 ~ 5 min,麻醉生效后将常规备皮、消毒,顶部正中切口,分离暴露 顶骨。选择前囟后 3. 5 mm,矢状缝两侧 3 mm 处钻孔开骨窗, 骨窗直径为 3 mm,注意保持硬脑膜的完整性,按《大鼠立体定 位图谱》确定海马位置海马结构基本位于前囟后1. 8 ~ 6. 0 mm, 中线旁 0. 5 ~ 5 mm 范围内皮层下,用直流电阳极电解双侧海 马。电解损毁的最大不足是损毁特异性不强,它不仅定位损毁 神经元,同时也损毁输入纤维和过路纤维,往往导致损毁部位 与损毁效应关系的不确定。
基金项目: 佳木斯大学重点课题( Sz2009-006) 1 佳木斯大学基础医学院 通讯作者: 李艳君( 1965-) ,女,教授,硕士生导师,主要从事神经干细胞
基础与应用研究。 第一作者: 黄晓科( 1980-) ,男,在读硕士,主要从事神经干细胞基础与
应用研究。
胆碱能通路,致使其中枢神经系统的完整性破坏,海马胆碱能 纤维减少,大鼠学习记忆力下降。 1. 2 液压打击 液压损伤法( FPI) 由 Lindgren 于 1966 年首先 报道,1976 年 使 用 于 猫 及 兔 正 中 液 压 打 击,1987 年 Dixon 等〔6,7〕建立了大鼠液压冲击颅脑损伤模型。至 1989 年改进为 啮鼠动物单侧半球液压冲击〔8,9〕。侧方液压冲击模型在 2002 年后广泛用于小动物 TBI 模型的制备。其原理是通过液压装 置有然改变密闭颅腔内压力而间接造成脑损伤。根据颅骨钻 孔的位置不同,可将模型分为正中冲击和侧位冲击两种。该法 受外界因素如 动 物 头 颅 发 育 的 差 异 影 响 小,稳 定 性 和 重 复 性 好,定性及可控性较强。
海马损伤模型的建立参照大鼠脑立体定位图谱明确海马 结构对应脑皮层位置( 海马结构基本位于前囟后1. 8 ~ 6. 0 mm, 中线旁 0. 5 ~ 5 mm 范围内皮层下) ,确定于顶骨开骨窗部位。 以 10% 水合氯醛 3. 5 ml / kg 剂量,对实验大鼠行腹腔注射,常 规备皮、消 毒,顶 部 正 中 切 口,分 离 暴 露 顶 骨。选 择 前 囟 后 3. 5 mm,矢状缝右侧 3 mm 处钻孔开骨窗,骨窗直径为3 mm,注 意保持硬脑膜的完整性。连接固定颅骨连接管,封闭液压打击 系统。待大鼠恢复角 膜 反 射 及 夹 尾 反 射 后 再 进 行 液 压 打 击。 此模型借助国际上通用的 MODEL01-B 液压打击装置对大鼠进 行分组打击。