【摘要】 目的 探讨 Z-VAD-FMK 对外周刺激诱发的海马CA1区LTP的调制作用。方法 20只雄性SD大鼠180-250 g,随机分为4组,单刺激坐骨神经诱发海马CA1区场电位。对照组强直刺激坐骨神经,诱发海马CA1区LTP。药物组在强直刺激前,于侧脑室微量注入大、中、小不同剂量的Z-VAD-FMK,10 min后强直刺激坐骨神经,诱导海马CA1区LTP,比较海马CA1区诱发场电位幅度在强直刺激前后的变化。结果 ①电刺激坐骨神经可在海马CA1区诱发出潜伏期固定,可重复出现的以负波为主的场电位;②对照组强直刺激后可出现持续时间2 h以上的LTP现象;③大、中、小剂量的Z-VAD-FMK抑制了强直刺激后海马CA1区LTP,主要表现在场电位幅度的变化,而且呈现剂量依赖性。结论 LTP是学习与记忆的神经基础,Z-VAD-FMK能抑制海马LTP的诱导和形成且呈现剂量依赖性。
【关键词】
Z-VAD-FMK ;海马CA1区; LTP
自1973 年Bliss & Lino 在家兔的海马上发现长时程增强(long-term potentiation,LTP),不仅提供了高等动物脑内活动依赖性突触可塑性的有力证据,而且也为在突触水平上研究学习记忆的神经机制提供了一个理想模型[1]。LTP是突触传递效率持续性增强的表现,被认为是学习与记忆的神经基础[2,3],电刺激坐骨神经及自然伤害性刺激或急性神经损伤都可使海马或脊髓等部位的C-纤维诱发电位产生LTP[4,5]。关于LTP 形成的机制,研究的范围十分广泛,涉及到从膜受体的转移到基因表达的各个过程与多种分子。
动物在体实验观察到,电刺激坐骨神经,可在海马齿状回记录到诱发场电位,不同的条件刺激可诱发该场电位的不同突触可塑性,表现为突触传递效能的增强和降低。本实验通过caspase抑制剂 Z-VAD-FMK 对刺激坐骨神经诱发的LTP 的影响,旨在探讨caspase抑制剂对外周刺激诱发的海马CA1区LTP的调制作用。
1 材料与方法
1.1 实验仪器 多道生理信号采集处理系统RM6240B型;江湾 I-C型立体定向仪;DW2000小动物人工呼吸机。绝缘不锈钢双极同芯电极(自制,尖端直径约0.1 mm,阻抗0.5~1ΜΩ),不锈钢注射套管。
1.2 药品与试剂 Z-VAD-FMK(Promega公司提供);氯化琥珀胆碱。
1.3 动物分组与处理 实验对象为雄性SD大鼠,体质量180~250 g,SPF级。将动物随机分为4组,每组5只。
对照组:强直刺激前10 min给予侧脑室注射生理盐水5 μl。
Z-VAD-FMK小剂量组:强直刺激前10 min 侧脑室注射 0.4 μM/5 μl
Z-VAD-FMK中剂量组:强直刺激前10 min侧脑室注射 2.0 μM/5 μl
Z-VAD-FMK大剂量组:强直刺激前10 min侧脑室注射10 μM/5 μl
1.4 实验方法 动物称重后,腹腔注射10%氨基甲酸乙酯(1 g/kg)麻醉,行常规气管插管术。分离左侧坐骨神经,将动物固定在立体定向仪上,颅骨钻孔,挑开硬脑膜。37℃液体石蜡保护暴露的神经组织。腹腔注射氯化琥珀胆碱(1 mg/kg~1.5 mg/kg)保持肌肉松弛,小动物人工呼吸机维持呼吸,体温维持在(37±0.5)℃。
根据大鼠脑立体定位图谱将内径0.5 mm的不锈钢套管插入左侧侧脑室备用,侧脑室位置(AP:0 mm,L:1.4~1.7 mm,H:2.9~3.5 mm)。不锈钢双极同芯记录电极插入右侧海马CA1区(AP:4.0~4.4 mm,R:2~3 mm,H:2.5~3 mm),用RM6240多道生理信号采集处理系统记录海马深部脑电输入电脑,分析处理记录信号,绝缘不锈钢双极刺激电极刺激左侧坐骨神经。单方波(10~20 V,0.5 ms,1次/min,30 min)刺激左侧坐骨神经诱发海马场电位。强直刺激(35 V,0.5 ms,100 Hz,持续1 s,间隔10 s,4次)诱导海马LTP。然后再单方波刺激左侧坐骨神经2 h以上。比较海马CA1区诱发场电位在强直刺激前后的变化。
1.5 统计学分析 用SPSS11.0统计软件处理实验结果,以强直刺激前后海马CA1区诱发场电位潜伏期及幅度的变化为指标,所有数据均用均数±标准误表示(mean±SEM)。组内比较采用自身配对t检验;组间比较采用成组t检验。(P[6]。有文献报导,谷氨酸与AMPA受体结合后,通过级联反应,可引起神经元细胞内钾离子浓度的增加,使神经元细胞凋亡,而Z-VAD-FMK可抑制这个级联的过程,从而减弱AMPA的作用[7]。还有研究报道,在中脑动脉阻塞/再灌注模型的研究中发现,静注Z-VAD-FMK后,会明显减轻神经细胞的损伤[8]。
本实验结果显示不同剂量的Z-VAD-FMK侧脑室注射完全抑制了海马CA1区LTP的诱导,主要表现在电位幅度的变化,而且呈现剂量依赖性。Z-VAD-FMK对外周刺激诱导的海马LTP的抑制作用表明,这种海马痛觉LTP可能是由递质与AMPA受体结合后通过级联反应诱导的,AMPA受体在海马的痛觉调制功能起重要作用。
参 考 文 献
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