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目的:观察大鼠配对前经历吗啡成瘾及戒断对其子代焦虑样行为和学习记忆的影响,并利用基因芯片技术对子代鼠海马基因表达水平进行初步分析,为进一步研究引起子代鼠行为学改变的机制提供基因水平研究基础。
方法:实验选用8周龄健康Sprague-Dawley大鼠40只,雌雄各半。20只大鼠(雌雄各半)腹腔内注射盐酸吗啡10天,2次/d,起始剂量为5mg/Kg,逐日递增5mg,至第10天为50mg/Kg,建立吗啡成瘾模型,另20只大鼠(雌雄各半)用相同方式注射同剂量的生理盐水。吗啡戒断后第21天,雌雄大鼠配对分组,1组:成瘾雄鼠+成瘾雌鼠;2组:成瘾雄鼠+生理盐水雌鼠;3组:生理盐水雄鼠+成瘾雌鼠;4组:生理盐水雄鼠+生理盐水雌鼠。每组内雌雄各5只,按上述分组配对合笼。各组所产子代鼠8周时,利用高架十字迷宫、旷场试验对其情绪行为进行检测,利用Morris水迷宫对其空间位置学习记忆功能进行检测。在行为学测试结束后24小时各组子代鼠取海马组织,提取mRNA,采用上海康成生物公司所提供的基因芯片,样本经探针标记后与基因芯片杂交,荧光扫描分析,筛选吗啡组子代鼠/对照组子代鼠比值大于2.0或小于0.5的差异表达基因。
结果:高架十字迷宫测试:1、2、3组雌雄子代在开放臂停留时间百分比[分别为(2.49±0.91,0.45±0.10)%、(3.34±1.12,5.51±1.60)%、(3.15±0.52,2.09±0.70)%]低于4组雌雄子代(10.41d±2.64,9.32±1.63)%,差异具有显著性(P<0.01);旷场行为测试:1、2、3组雌雄子代在中央格停留时间百分比[分别为(3.91±0.82,2.63±0.41)%、(4.31±0.62,2.75±0.72)%、(3.71±0.41,2.04±0.39)%]低于4组雌雄子代(13.97±0.61,7.71±0.21)%,差异具有显著性(P<0.001)。水迷宫测试:每组子代找到平台的平均潜伏期、在目标象限的时间均无明显差别(P>0.05)。基因芯片结果显示,与第4组雄性子代鼠比较,第1、第2、第3组雄性子代鼠共同表达2倍上调的有663个基因,共同表达2倍下调的有449个基因。与第4组雌性子代鼠比较,第1、第2、第3组雌性子代鼠共同表达2倍上调的有350个基因,共同表达2倍下调的有188个基因。这些差异表达基因中包括与精神行为障碍密切相关的神经递质受体:Htr2c;Gabra3;Gabra6;Crhr1;reelin等,参与表观遗传修饰的Hdac4_pre;Hdac5;Igf2;Mbd3_pre等。
结论:亲代配对前经历吗啡成瘾及戒断后会导致子代产生焦虑样行为,但对学习记忆无明显影响。运用基因芯片技术对一些相关基因的初步分析表明基因的异常表达可能是引起焦虑样行为增高的机制,并为进一步研究形成子代鼠行为学改变的机制提供了分子生物学基础。