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目的:
阐明NMDA受体功能变化在皮质酮(Corticosterone,CORT)致长时程增强(Long-term potentiation,LTP)和长时程抑制(Long-term depression,LTD)损伤中的作用和机制,在此基础上通过对LTP/LTD的精确调节,观察LTP/LTD对创伤记忆消退的影响。以期通过本研究为基于促进创伤记忆消退防治PTSD奠定基础。
方法:
1选择C57BL/6小鼠海马脑片CA3-CA1区,采用MED64Mobius系统进行LTP/LTD记录和分析。首先采用0.033Hz进行单脉冲刺激并记录场兴奋性突触后电位(fEPSP),随后采用高频刺激(High-frequency stimulation,HFS)或低频刺激(Low-frequency stimulation,LFS)诱发LTP和LTD。
2采用足底电击方法来建立条件恐惧模型,足底电击参数为:声音刺激20s(5000Hz,78dB),足底电击1.5mA,持续2s,重复5次,每次间隔60s,全程白噪音(60dB)。以条件恐惧来模拟创伤应激,情景恐惧和线索恐惧作为评价条件恐惧模型的指标。
结果:
1调节NMDA受体功能对CORT致LTP/LTD损伤的影响
采用含0.1μM-2μMCORT的ACSF循环灌流脑片,结果提示1μM CORT在不影响基础突触传递的同时可以显著损伤LTP和LTD。亚型非选择性N-甲基-D-天冬氨酸(NMDA)受体拮抗剂D-AP5(10μM)、GluN2A拮抗剂TCN-201(0.1μM)和GluN2B拮抗剂Ro25-6981(0.25μM)均不能改善CORT致LTP/LTD损伤,反而有加剧损伤的趋势;NMDA受体共激活剂D-Serine(10μM)(模拟同时激活GluN2A和GluN2B)可改善CORT致LTP/LTD损伤,与GluN2B拮抗剂ifenprodil合用(模拟仅激活GluN2A)时仅改善CORT致LTP损伤,对LTD损伤无显著影响,提示CORT致LTP/LTD损伤时NMDA受体功能可能是降低的,其中GluN2A受体功能的降低可能介导CORT致LTP损伤。L-电压依赖性钙通道(L-VDCC)拮抗剂Nifedipine(30μM)有加剧CORT致LTP损伤的趋势,但可显著改善CORT致LTD损伤,提示L-VDCC是LFS时CORT使LTD转化为LTP的重要因素。
2.调节LTP/LTD对创伤记忆消退的影响
选用D-Serine与ifenprodil合用来改善LTP,选择Nifedipine来改善LTD,选择D-Serine来同时改善LTP和LTD。所选药物在3个不同的时间点进行干预,分别在创伤应激后、创伤环境重现前和创伤环境重现后,以考察不同时间点调节LTP/LTD功能对创伤记忆消退的作用特点和异同。在应激后1d和30d进行情景恐惧和线索恐惧测试中发现,创伤应激后立即改善LTP、改善LTD和同时改善LTP和LTD均可促进创伤记忆消退,其中同时改善LTP和LTD对创伤记忆消退的促进作用更好;在创伤应激后30min给予所选药物处理,然后将小鼠放回创伤环境中进行创伤环境重现,结果提示在创伤环境重现前改善LTP、改善LTD和同时改善LTP和LTD均不能促进创伤记忆消退;在创伤应激后30min先进行创伤环境重现,再分别给予所选药物处理,改善LTD或同时改善LTP和LTD可促进创伤记忆消退,表明在创伤环境重现后改善LTP/LTD可以促进创伤记忆消退,且同时改善LTP和LTD的效果更好。
3化合物ZQS00297和ZQS00315对创伤记忆消退的影响
创伤应激后立即给予40mg/Kg的ZQS00297或ZQS00315,然后将小鼠放回笼中饲养。分别在创伤应激后1d和30d进行测试,结果提示在创伤应激后应用化合物ZQS00297或ZQS00315可促进创伤记忆消退。创伤应激后30min后先将小鼠放回创伤环境中进行创伤环境重现,再给予40mg/Kg的ZQS00297或ZQS00315,提示ZQS00297和ZQS00315有促进创伤记忆消退的潜能,进一步验证了调节LTP/LTD可促进创伤记忆消退,也为将ZQS00297和ZQS00315开发为防治PTSD的药物奠定了基础。
结论:
1.CORT致LTP/LTD损伤时,NMDA受体功能是降低的而非过度激活。
2.单独改善LTP或LTD,同时改善LTP和LTD均可以促进创伤记忆消退,但同时改善LTP/LTD的效果更好。创伤环境后调节LTP/LTD,即记忆唤醒后改善LTP/LTD可以促进创伤记忆消退,与创伤应激后改善LTP/LTD效果一致。
3.化合物ZQS00297和ZQS00315对创伤记忆的消退均有促进作用,具有进一步开发成治疗PTSD药物的潜能。
阐明NMDA受体功能变化在皮质酮(Corticosterone,CORT)致长时程增强(Long-term potentiation,LTP)和长时程抑制(Long-term depression,LTD)损伤中的作用和机制,在此基础上通过对LTP/LTD的精确调节,观察LTP/LTD对创伤记忆消退的影响。以期通过本研究为基于促进创伤记忆消退防治PTSD奠定基础。
方法:
1选择C57BL/6小鼠海马脑片CA3-CA1区,采用MED64Mobius系统进行LTP/LTD记录和分析。首先采用0.033Hz进行单脉冲刺激并记录场兴奋性突触后电位(fEPSP),随后采用高频刺激(High-frequency stimulation,HFS)或低频刺激(Low-frequency stimulation,LFS)诱发LTP和LTD。
2采用足底电击方法来建立条件恐惧模型,足底电击参数为:声音刺激20s(5000Hz,78dB),足底电击1.5mA,持续2s,重复5次,每次间隔60s,全程白噪音(60dB)。以条件恐惧来模拟创伤应激,情景恐惧和线索恐惧作为评价条件恐惧模型的指标。
结果:
1调节NMDA受体功能对CORT致LTP/LTD损伤的影响
采用含0.1μM-2μMCORT的ACSF循环灌流脑片,结果提示1μM CORT在不影响基础突触传递的同时可以显著损伤LTP和LTD。亚型非选择性N-甲基-D-天冬氨酸(NMDA)受体拮抗剂D-AP5(10μM)、GluN2A拮抗剂TCN-201(0.1μM)和GluN2B拮抗剂Ro25-6981(0.25μM)均不能改善CORT致LTP/LTD损伤,反而有加剧损伤的趋势;NMDA受体共激活剂D-Serine(10μM)(模拟同时激活GluN2A和GluN2B)可改善CORT致LTP/LTD损伤,与GluN2B拮抗剂ifenprodil合用(模拟仅激活GluN2A)时仅改善CORT致LTP损伤,对LTD损伤无显著影响,提示CORT致LTP/LTD损伤时NMDA受体功能可能是降低的,其中GluN2A受体功能的降低可能介导CORT致LTP损伤。L-电压依赖性钙通道(L-VDCC)拮抗剂Nifedipine(30μM)有加剧CORT致LTP损伤的趋势,但可显著改善CORT致LTD损伤,提示L-VDCC是LFS时CORT使LTD转化为LTP的重要因素。
2.调节LTP/LTD对创伤记忆消退的影响
选用D-Serine与ifenprodil合用来改善LTP,选择Nifedipine来改善LTD,选择D-Serine来同时改善LTP和LTD。所选药物在3个不同的时间点进行干预,分别在创伤应激后、创伤环境重现前和创伤环境重现后,以考察不同时间点调节LTP/LTD功能对创伤记忆消退的作用特点和异同。在应激后1d和30d进行情景恐惧和线索恐惧测试中发现,创伤应激后立即改善LTP、改善LTD和同时改善LTP和LTD均可促进创伤记忆消退,其中同时改善LTP和LTD对创伤记忆消退的促进作用更好;在创伤应激后30min给予所选药物处理,然后将小鼠放回创伤环境中进行创伤环境重现,结果提示在创伤环境重现前改善LTP、改善LTD和同时改善LTP和LTD均不能促进创伤记忆消退;在创伤应激后30min先进行创伤环境重现,再分别给予所选药物处理,改善LTD或同时改善LTP和LTD可促进创伤记忆消退,表明在创伤环境重现后改善LTP/LTD可以促进创伤记忆消退,且同时改善LTP和LTD的效果更好。
3化合物ZQS00297和ZQS00315对创伤记忆消退的影响
创伤应激后立即给予40mg/Kg的ZQS00297或ZQS00315,然后将小鼠放回笼中饲养。分别在创伤应激后1d和30d进行测试,结果提示在创伤应激后应用化合物ZQS00297或ZQS00315可促进创伤记忆消退。创伤应激后30min后先将小鼠放回创伤环境中进行创伤环境重现,再给予40mg/Kg的ZQS00297或ZQS00315,提示ZQS00297和ZQS00315有促进创伤记忆消退的潜能,进一步验证了调节LTP/LTD可促进创伤记忆消退,也为将ZQS00297和ZQS00315开发为防治PTSD的药物奠定了基础。
结论:
1.CORT致LTP/LTD损伤时,NMDA受体功能是降低的而非过度激活。
2.单独改善LTP或LTD,同时改善LTP和LTD均可以促进创伤记忆消退,但同时改善LTP/LTD的效果更好。创伤环境后调节LTP/LTD,即记忆唤醒后改善LTP/LTD可以促进创伤记忆消退,与创伤应激后改善LTP/LTD效果一致。
3.化合物ZQS00297和ZQS00315对创伤记忆的消退均有促进作用,具有进一步开发成治疗PTSD药物的潜能。