摘要:目的 建立腦積水SD大鼠模型,通過避暗試驗(yàn)觀察研究腦積水模型大鼠不同時(shí)間段學(xué)習(xí)記憶功能。方法 健康雄性SD大40只,隨機(jī)分為腦積水模型組,腦積水假手術(shù)組,正常對照組,腦積水模型組分21 d,42 d,60 d ,共3個(gè)亞組,對照組和模型組、假手術(shù)組一樣喂食及同樣環(huán)境。觀察大鼠行為學(xué)改變,采用避暗試驗(yàn)方法記錄各組大鼠實(shí)驗(yàn)潛伏期(LT)及來回穿梭次數(shù)(EN),研究其學(xué)習(xí)及空間記憶功能。結(jié)果 腦積水模型大鼠模型組與對照組比學(xué)習(xí)記憶能力明顯下降,組間對比,模型組大鼠21 d、42 d、60 d組認(rèn)知功能逐漸減弱,學(xué)習(xí)記憶有明顯減弱(P<0.05)。結(jié)論 腦積水模型大鼠成功建立,通過行為學(xué)觀察證明腦積水疾病在生理上影響大鼠的學(xué)習(xí)及記憶等認(rèn)知功能。
關(guān)鍵詞:腦積水;大鼠;學(xué)習(xí)記憶
腦積水(Hydrocephalus)是由多種病因共同作用引起的一種綜合病理結(jié)果,以腦脊液循環(huán)通路多種原因梗阻以及或吸收不良較為多見,而分泌過多者較為罕見[1];大多數(shù)腦積水患者不同程度上認(rèn)知功能明顯受限,研究分析腦積水認(rèn)知功能對患者病情把握及預(yù)后評估有重要作用及意義,經(jīng)典動(dòng)物模型可以模擬人體機(jī)能方面的變化反映。本研究在與建立腦積水大鼠模型,檢測大鼠各個(gè)時(shí)間段學(xué)習(xí)記憶功能,為臨床提供依據(jù)。
1資料與方法
1.1腦積水大鼠模型的制作
1.1.1選取純種品系 6~8 w齡雄性青狀年SD大鼠40只,體重g均購自河南科技大學(xué)醫(yī)學(xué)院動(dòng)物飼養(yǎng)培育中心。所精選大鼠均采用單籠飼養(yǎng),避免強(qiáng)烈外界刺激,正常生理作息。所選動(dòng)物均適應(yīng)1 w后進(jìn)行篩選,喂食需保持定時(shí)、定量原則,自由飲水。積極培養(yǎng)本批大鼠統(tǒng)一生活習(xí)性及覓食規(guī)律。隨機(jī)分為腦積水模型組、腦積水模型假手術(shù)組(同腦積水手術(shù)方式,只注入生理鹽水,不注入白陶土懸液,排除手術(shù)對大鼠學(xué)習(xí)記憶的影響)以及空白對照組,,蛛網(wǎng)膜下腔出血組n=8只。假手術(shù)組每次按照模型組一樣條件,唯一不同就是不注入白陶土,注入同用量生理鹽水即可,空白對照組,在每次刺激實(shí)驗(yàn)組的大鼠時(shí)以相同的方法刺激抓取1~2次即可,以排除人為刺激影響。
1.2.2模型制作 實(shí)驗(yàn)組以及假手術(shù)參照DEL bigio的方法完成腦積水實(shí)驗(yàn)動(dòng)物模型[2],將大鼠頭部固定于腦立體定向儀上,正中切口,呈橢圓形(長短軸比為:2 cm×3 cm)依次剪除皮膚、皮下結(jié)締組織和鈍性分離骨膜,用無水乙醇露骨表面脫脂,顯露顱骨及前后囟點(diǎn)位置,用動(dòng)物實(shí)驗(yàn)蚊式鉗創(chuàng)面夾閉止血,露骨表面滲血可使用骨蠟涂抹,在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)專用手術(shù)顯微鏡下沿后頸部正中于頭頸交界處作一長約4~5 mm的縱切口 依次切開 先用4.5號注射針頭穿刺枕大池 放腦脊液0.06~0.1 mL后再注入25%白陶土混懸液0.1 mL注射時(shí)間不少于 10 min注射完畢后留針5 min,撥針后用醫(yī)用耳腦膠封閉針眼,縫合切口,并維持頭低位10~20 min,假手術(shù)對照組用同樣方法向枕大池注入生理鹽水0.1 mL術(shù)后連續(xù)應(yīng)用青霉素(2萬U/Kg)腹腔注射抗炎3 d,清潔傷口2次/d直至傷口愈合,參考文獻(xiàn)20 d是行動(dòng)物MRI檢測,測量腦室腦組織空間比值,確定模型建立成功。
1.2避暗試驗(yàn)檢測 實(shí)驗(yàn)?zāi)P徒M及對照組大鼠依次采用避暗試驗(yàn)箱進(jìn)行學(xué)習(xí)及記憶能力測試[3]。利用大鼠的喜暗惡明的動(dòng)物特性,將大鼠背對暗箱的洞口放入明室,打開實(shí)驗(yàn)上方的視屏系統(tǒng),記錄路線及軌跡趨勢,進(jìn)行學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn),很快自由進(jìn)入暗箱,此時(shí)即為動(dòng)物潛伏期,并記錄,同時(shí)接通暗箱電源,受到電擊后動(dòng)物立即會逃出暗箱,時(shí)間記錄動(dòng)物從眀箱第1次進(jìn)入暗箱的時(shí)間即為本次實(shí)驗(yàn)大鼠LT,大鼠受電擊后會逃避性地跑出暗室,然后記錄10 min大鼠進(jìn)入暗室的次數(shù)即EN,并記錄和觀察大鼠在明暗是活動(dòng)時(shí)間和活動(dòng)路線距離,共同作為記憶成績表現(xiàn)為LT和EN。
1.3統(tǒng)計(jì)學(xué)處理及分析 收集計(jì)數(shù)資料及計(jì)量資料均采用SPSS 15.5統(tǒng)計(jì)軟件統(tǒng)計(jì)分析劑量計(jì)計(jì)數(shù)資料LT及EN,分析方法使用用單因素因素方差分析,模型組間比較用LSD-t檢驗(yàn),P<0.05為有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2結(jié)果
2.1模型制作
3討論
腦積水綜合癥由Adams和Hakim于1965年提出,是一種以步態(tài)不穩(wěn)、尿失禁和認(rèn)知功能缺損為主要特征性改變,而認(rèn)知功能損害逐漸被重視起來,及時(shí)且準(zhǔn)確的診斷是預(yù)后較好療效的關(guān)鍵[4]。經(jīng)過數(shù)據(jù)精確測算,腦積水模型建立成功,腦室與腦實(shí)質(zhì)比例分?jǐn)?shù)在腦積水診斷范圍之內(nèi),腦積水模型大鼠模型組與對照組比學(xué)習(xí)記憶能力明顯下降,學(xué)習(xí)記憶有明顯減弱,有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,均較正常組差,比值均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義;認(rèn)知功能損害為主要表現(xiàn),隨著腦積水的時(shí)間延長,腦積水引起腦功能損害越明顯,特別是認(rèn)知功能損害更加明顯,且有關(guān)數(shù)據(jù)表明,部分認(rèn)知功能損害是由于顱內(nèi)壓力增大[5],導(dǎo)致腦功能異常引起,屬于可逆性損害,隨著時(shí)間遷延,導(dǎo)致部分損害為不可逆性損害,為永久性腦功能損害,表現(xiàn)在認(rèn)知功能這一塊為更加明顯突出,本研究中通過反映執(zhí)行功能的學(xué)習(xí)記憶特別是空間學(xué)習(xí)記憶等認(rèn)知功能測驗(yàn)等驗(yàn)證闡述的觀點(diǎn),與國外報(bào)道關(guān)于腦積水認(rèn)知的研究一致[6]。有研究顯示腦積水患者腦脊液循環(huán)障礙,腦脊液生成和轉(zhuǎn)運(yùn)減少,淀粉樣蛋白清除能力下降,部分微觀分子如P38的改變,最終使淀粉樣蛋白沉積、P38的減少,這也可能是導(dǎo)致認(rèn)知功能障礙的重要原因[7]。
參考文獻(xiàn):
[1]Kumar V, Chichili VP, Zhong L,et al .Structural basis for the interaction of unstructured neuron specific substrates neuromodulin and neurogranin with Calmodulin. Sci Rep. 2013;3:1392.
[2]Vetere G, Restivo L, Ammassari-Teule M. Pre-synaptic control of remote fear extinction in the neocortex. Front Behav Neurosci. 2012;1:34-38.
[3]Denny JB. Molecular mechanisms, biological actions, and neuropharmacology of the growth-associated proteinP38. Behav Neurosci. 2013;6:34-41.
[4]Berntson, Chichili G, Restiv T, et al., The insula and evaluative processes. Psychol Sci, 2011. 22(1):80-86.
[5]Saxena N, Kaul SC, Wadhwa R, et al. Protective role of Ashwagandha leaf extract and its component withanone on scopolamine-induced changes in the brain and brain-derived cells. PLoS One. 2011;6(11):27265-27269.
[6]Fung SJ,Sivagnanasundaram S,Weickert CS.Lack of change in markers of presynaptic terminal abundance alongside subtle reductions in markers of presynaptic terminal plasticity in prefrontal cortex of schizophrenia patients. Biol Psychiatry,2011 Jan 1,69(1):71-79.
[7]Straube, T. and W.H. Miltner, Attention to aversive emotion and specific activation of the right insula and right somatosensory cortex. Neuroimage,2011,54(3):2534-2538.
編輯/張燕