阻断内侧前额叶皮质TrkB受体对大鼠认知和海马BDNF表达的影响*

王 琼 王玮文 李 曼 杜 伟 邵 枫

(1北京大学心理学系和行为与心理健康北京市重点实验室,北京 100871)(2中国科学院心理健康重点实验室,中国科学院心理研究所,北京 100101)

1 引言

脑源性神经营养因子(brain-derived neurotrophic factor,BDNF)是哺乳动物脑内分布最广、含量最高的一类神经营养因子,广泛分布于海马(hippocampus)和内侧前额叶皮质(medial frontal cortex,mPFC)等脑区(Baquet,Gorski,&Jones,2004),能维持成熟神经元正常功能,具有营养、支持和保护作用,并且能够促进神经元的修复和再生(Greenberg,Xu,Lu,&Hempstead,2009;Lynch,Rex,Chen,&Gall,2008)。BDNF的受体分为两类,p75受体和TrkB受体。BDNF主要通过与 TrkB受体特异性结合,进而实现其一系列神经营养和支持功能(Huang &Reichardt,2003;Kaplan &Miller,2000)。此外,BDNF作为神经可塑性调节中的重要成员,在学习和记忆的过程中也起着重要的调节作用(Bekinschtein,Cammarota,Izquierdo,&Medina,2008;Peters,Dieppa-Perea,Melendez,&Quirk,2010)。

Morris水迷宫学习是常用的检测动物空间学习记忆能力的行为范式。而水迷宫的逆反学习(reversal learning)能力则观察的是当环境发生改变时个体迅速调整已建立行为模式的能力,是个体认知灵活性的重要体现(Miller,2000)。以往的研究表明,空间学习和逆反学习能力受海马,mPFC和伏隔核(nucleus accumbens,NAc)等多个脑区的调节(Castañé,Theobald,&Robbins,2010;Ferry,Lu,&Price,2000;Mizoguchi,Shoji,Tanaka,&Tabira,2011;Watson &Stanton,2009)。

海马(Hippocampus)作为记忆的关键脑区,对个体的学习和记忆有着重要的调节作用(Watson &Stanton,2009),此外海马的BDNF系统也对个体的认知功能有着重要的影响。Chen等的研究结果显示,学习过程与海马突触中BDNF受体的激活密切相关(Chen,Rex,Pham,Lynch,&Gall,2010)。不仅如此,特异性敲除海马中BDNF基因可损伤小鼠的新异物体再认和水迷宫空间学习能力(Heldt,Stanek,Chhatwal,&Ressler,2007)。此外,海马BDNF水平的增高可提高动物认知功能。例如,与其野生型小鼠相比,海马中BDNF水平增高的转基因小鼠表现出水迷宫的逃离潜伏期及运动距离显著降低(Nakajo et al.,2008)。海马单次给予 BDNF也可显著缩短Morris水迷宫逆反学习中大鼠到达站台的潜伏期及运动距离(Cirulli,Berry,Chiarotti,&Alleva,2004)。此外,大鼠海马中 BDNF mRNA水平的增高与Morris水迷宫中增强的空间记忆行为呈现显著正相关(Falkenberg et al.,1992)。

mPFC广泛参与了个体诸如计划、问题解决、组织等高级认知功能,并且与工作记忆功能紧密相关(Xing,Guo,Meng,Wei,&Li,2012)。许多研究都证实了mPFC的BDNF系统在调节个体认知功能中起着重要的作用,但是这些研究的结果却是不一致的。例如,有研究证实mPFC微注射BDNF可以显著增强大鼠已习得条件性恐惧记忆的消退,加速新记忆的形成(Peters et al.,2010)。另一项研究则发现mPFC内过量表达BDNF的转基因小鼠表现出显著增加的焦虑样行为,以及工作记忆损伤(Papaleo et al.,2011)。Choi等发现利用病毒特异性删除小鼠边缘前皮质(prelimbic cortex,PL) BDNF基因可以显著损伤动物恐惧记忆的习得,但并不影响其空间学习能力(Choi et al.,2010)。随后,Choi等又利用TrkB受体点突变导致TrkB受体阻断的TrkB小鼠开展了进一步的深入研究,发现 TrkB小鼠和病毒转导的PL特异性BDNF删除均可导致小鼠可卡因依赖的恐惧记忆学习损伤(Choi,Grourley &Ressler,2012)。以上的研究结果均表明 mPFC-BDNF对于记忆的学习和巩固十分重要,然而迄今为止,并未发现有关阻断mPFC-TrkB受体导致个体认知功能发生改变的研究报道。

综合以上内容发现,以往的研究主要关注的是单独的海马或mPFC脑区内的BDNF变化对动物认知能力的影响。然而许多研究都证实海马和mPFC之间有着广泛的神经联结(Swanson,1981;Jay,Glowinski,&Thierry,1989;Jay &Witter,1991),而且最近的一项研究表明,动物的逆反学习能力可能更多地依赖于mPFC-海马之间的相互作用。例如,Sakata等发现选择性的破坏BDNF表达的基因突变型BDNF-KIV小鼠在表现出Morris水迷宫逆反学习能力显著降低的同时出现海马 CA1迟发性长时程增强(late-phase long-term potentiation,L-LTP)和PFC的GABA能神经元的损伤(Sakata et al.,2013)。

本实验室前期的研究工作发现,慢性母婴隔离(4 h/d,出生后1～21 d)在一定程度地降低成年早期(出生后56 d)大鼠在Morris水迷宫测试中的空间学习能力的同时,显著提高了其逆反学习能力(Wang,Li,Du,Shao,&Wang,2015)。此外,进一步的研究发现此逆反学习能力的增强与mPFC的BDNF表达之间呈现显著的负相关关系(unpublished data)。那么mPFC- BDNF在空间学习和认知灵活性方面发挥怎样的作用？阻断mPFC-TrkB受体是否能有效地调节成年大鼠在Morris水迷宫测试中的认知能力？mPFC-海马之间的相互作用是否也参与此调节过程？

本研究通过特异性阻断mPFC的TrkB受体,观察大鼠在旷场测试和Morris水迷宫测试空间学习和逆反学习中的各项行为改变,并进一步通过免疫蛋白印迹(Western Blotting)技术,考察特异性阻断mPFC的TrkB受体对海马BDNF表达的影响,探索mPFC-BDNF系统在调节个体认知功能中的作用,为深入研究海马和mPFC依赖的认知功能及其神经生物学机制提供更为坚实的理论基础。

2 实验材料和方法

2.1 动物

实验中所使用的雄性 Wistar大鼠购自北京维通利华实验动物技术有限公司。所有动物在SPF级动物房内饲养,控制环境温度 22 ± 2 ℃,相对湿度40～60%,昼夜明周期为 12 h / 12 h (光照时间 07：00～19：00)。实验期间大鼠饲养在标准 Macrolon笼中,自由进食饮水。实验程序获得北京大学伦理审查委员会批准,符合国家动物管理和使用规则。

2.2 手术和注射

购入出生后35 d (PND 35)左右的大鼠,7 d适应期结束后,将动物随机分为两组：TrkB受体阻断组(ANA-12)和对照组(DMSO),并对两组大鼠进行脑立体定位手术,本研究采用的立体定位手术实验方法在之前研究中有过介绍(Snyder,Wang,Han,McFadden,&Valentino,2012)。通过气体麻醉机使用异氟烷(2%)麻醉大鼠,并将大鼠固定于立体定位仪(STOELTING,USA),剃去手术部位毛发,使用碘伏和 75%酒精消毒,随后切开头皮,分离皮下组织,充分暴露头骨前囟。调整耳插位置,使前囟和后囟处于同一水平面。参照大鼠脑图谱(Paxinos &Watson;2004),将不锈钢导管(外径0.67 mm,长6 mm;RWD Life Science Co.,Ltd,China)植入mPFC,mPFC的坐标参考了以前的研究,为前囟前AP：3.2 mm;中缝内外侧ML：1.6 mm;颅骨平面下DV：3.2 mm (AP：+3.2 mm;ML：±1.6 mm;DV：-3.2 mm),倾斜角度15° (Gilmartin,Kwapis,&Helmstetter 2012)。用丙烯酸树脂将螺丝和套管固定在颅骨上,在套管内插入内芯(外径0.3 mm,长度6 mm;RWD Life Science Co.,Ltd,China)防止套管堵塞。手术后恢复7 d,然后进行脑区给药。

脑区给药实行双侧注射,将微量注射器(HAMILTON,USA)与注射内管(外径0.3 mm,长8 mm;RWD Life Science Co.,Ltd,China)以及 PE 管(外径1.1 mm,内径,0.6 mm;RWD Life Science Co.,Ltd,China)连接,将注射内管插入套管内,通过全自动微注射泵(Harvard Apparatus,USA)向大鼠的双侧目标脑区分别注射适量药物及溶质。TrkB受体阻断剂ANA-12 (SML0209,Sigma)的用药时间和剂量参照了以往的研究(Greenberg et al.,2013;Spaeth,Kanoski,Hayes,&Grill,2012)。将ANA-12溶于二甲基亚砜DMSO (D2650,Sigma)中,配制浓度为 15μg/μl的溶液,并用人工脑脊液(NaCl 130 mM,KCl 13 mM,NaHPO1.25 mM,NaHCO26 mM,MgCl1 mM,葡萄糖10 mM,CaCl2 mM)按1：1稀释上述溶液,得到7.5μg/μl的 ANA-12 溶液。向 ANA-12 组大鼠的每侧mPFC 注射 7.5μg/μl的 ANA-12 溶液 0.2 μl,双侧注射,每只大鼠共注射 0.4 μl溶液,含 3μg ANA-12,每天一次,连续7天。向DMSO组大鼠的每侧 mPFC注射0.2 μl 50%的DMSO溶液,双侧注射,每只大鼠共注射0.4 μl 50%的DMSO溶液,每天一次,连续7天。注射完毕注射器需停留1min,以保证药物充分渗透避免拔管倒流,注射完毕以内芯封闭插管。药物注射结束后,进行各项行为测试。全部实验结束24 h后,断头处死大鼠,剥离大脑,观察注射位点,对照大鼠脑图谱(Paxinos &Watson,2004)剔除定位不准确的大鼠。

2.3 行为测试

2.3.1 旷场测试

本研究采用的旷场测试模型沿袭了本实验室之前研究中的范式(Wang,Li,et al.,2015),其装置由一个直径150cm、高50cm的圆形水缸构成,中心区域被定义为以装置中心为圆点,直径 60cm 的圆形区域。行为测试在弱光环境(40 W)中进行,以减少动物的焦虑感。测试开始时将动物随机放置在旷场的中心区域,动物在旷场中的运动总路程(distance traveled)以及在中心区域停留的时间(time spent in the central arena)使用行为监测软件(Etho Vision;Noldus)自动记录。每只动物测试结束后都对测试装置进行清理。

2.3.2 Morris水迷宫测试

本研究使用的 Morris水迷宫实验范式在本实验室之前的研究中有过介绍(Han,Wang,Xue,Shao,&Li,2011;Wang,Li,et al.,2015),其装置为一个直径150cm的不锈钢水池,注入深22cm的水(23 ± 2℃)。装置被平均分为 4个象限,每次测试开始时动物被随机放入其中一个象限。一个直径8cm的圆形平台被放置在装置的某一个象限中,平台表面距水面高度为 2cm。装置周围的视觉线索固定不变,测试在黑暗环境下进行,以防止动物利用视觉观察到水面下平台的位置。将一台红外摄像机放置于装置的正上方,捕捉动物的各项行为指标,并通过软件进行记录和分析(Etho Vision;Noldus)。

(1)空间学习(Spatial learning)

空间学习任务包括连续4 d的实验,将平台固定放置在目标象限中心距离水池壁约45cm处。在4 d的实验中,每只大鼠经历4次测试(trail),每次测试开始时将大鼠随机放入水迷宫的平台以外的 3个不同象限中,持续1min。随后将大鼠引导至平台处,让其在平台上停留10 s。每次测试结束后,将大鼠从水迷宫中拿出,用毛巾擦干后放回饲养盒内,约50 s后开始下次测试,使两次测试间隔大约为60 s。测试过程中大鼠从放入迷宫至登上平台的逃离潜伏期和在水迷宫中运动总路程通过摄像头记录,并使用软件(Etho Vision;Noldus)进行分析。4 d的空间学习之后,接着进行1 d的Probe test,测试时将水下平台移出,并将大鼠放入没有水下平台的装置内,记录其在 4个象限中的运动时间,并计算出大鼠在空间学习测试时水下平台所在目标象限中的运动时间占总时间的百分比。Probe test每只大鼠仅进行 1次测试(trail),持续1min。

(2)逆反学习(Reversal learning)

4 d的空间学习和Probe test之后,动物接受逆反学习测试。逆反学习测试时平台被移至空间学习时正对着的相反象限,位于距离池壁约45cm的象限中心处。与大鼠在空间学习测试中一样,每只大鼠每天接4个测试(trail),持续4 d。其余操作均与空间学习类似。

2.4 组织学检查

行为测试结束后,用斩鼠器(北京合力科创科技发展有限公司,北京)将大鼠直接断头取脑,迅速剥离大脑将其用液氮快速冷冻后冻存于-80°C。Western Blotting测试前利用冰冻切片机(Leica,Germany),参照大鼠脑图谱,剔除定位不准确的大鼠。

2.5 免疫蛋白印迹(Western Blotting)

本研究所采用的 Western Blotting检测方法是在之前研究的基础上加以改进而来的(Qi,Lin,Li,Pan,&Wang,2006)。冰冻切片机(Leica,Germany) -20°C微刺取出目标脑区海马组织,依据脑组织体积大小加入4°C预冷的组织裂解液(PH 7.5,含有5μg/ml亮抑酶肽,5μg/ml抑肽酶,5μg/ml胃蛋白酶抑制剂,5μg/ml胰蛋白酶抑制剂,2 mM EDTA,2 mM EGTA,1 mM DTT 和 0.5% NP-40) 50～70 μl,使用超声破碎仪(SONICS &MATERIALS,USA)进行超声破碎。裂解物用BCA试剂盒(Thermo Scientific,USA)进行蛋白浓度测定。将裂解物按一定比例加入5×烷基硫酸钠(sodium dodecyl sulfate,SDS)上样缓冲液混合成一定浓度的样本溶液后,95°C煮沸8min使蛋白变性。用 12%的 SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳分离样品蛋白(32μg);230 mA电流下转膜1 h将凝胶电泳中蛋白转移至硝酸纤维素膜(NC膜);NC膜用5%脱脂奶粉封闭液(脱脂奶粉和 TBST按比例配制)4°C孵育过夜。用 TBST洗膜 3次每次 10min;加入BDNF 一抗(ab46176,Abcam;1：1000)室温振摇孵育2 h,TBST洗膜3次,每次10min;加入辣根过氧化物酶标记的山羊抗兔二抗(Golden bridge,China;1：4000)后,室温振摇孵育1 h,TBST洗膜3次,每次10min;加入 ECL发光液(Millipore,USA),胶片曝光显影。

用膜再生液洗膜40min后,TBST洗膜3次。膜用5%脱脂奶粉封闭液4°C孵育过夜。TBST洗膜 3次,每次10min;加入Beta actin一抗(Golden bridge,China ;1：1000)室温振摇孵育2 h,TBST洗膜3次,每次 10min;加入辣根过氧化物酶标记的山羊抗小鼠二抗(Golden bridge,China;1：4000)后,室温振摇孵育1 h,TBST洗膜3次,每次10min;加入ECL发光液,胶片曝光显影。

蛋白含量定量分析指标为其灰度值,采用 Lab Works4.6图像获取和分析软件获得(UVP,USA)。各目标蛋白条带以Beta actin作为内参照,使用目标蛋白和Beta actin灰度值的比值分析条带间的差异。

2.6 统计分析

所有数值以均值±标准误(

M

±

SE

)表示,采用SPSS 17.0统计软件分析处理实验数据。旷场行为和 BDNF测试结果采用独立样本

t

检验进行分析,水迷宫测试结果采用重复测量的方差分析进行分析处理,以测试天数为组内变量,以药物阻断为组间变量。两组之间的两两比较采用独立样本

t

检验进行分析。

p

＜0.05为差异有统计学意义。

3 结果

3.1 组织学检查结果

通过对照大鼠脑图谱确认注射位点是否有效,最终将12只(6只/组)双侧位点均有效的大鼠纳入行为数据分析和随后的 Western Blotting检测,注射位点如图1所示。

图1 mPFC立体定位手术组织学检查结果

3.2 旷场测试结果

对旷场测试运动距离数据结果分析显示,ANA-12组大鼠和DMSO组大鼠在旷场总运动距离的差异没有统计学意义,

t

(11)=1.02,

p

=0.332。对旷场测试中心区域停留时间结果分析显示,ANA-12组大鼠和DMSO组大鼠在旷场中心区域停留时间的差异没有统计学意义,

t

(11)=-0.09,

p

=0.932。

3.3 水迷宫测试空间学习结果

对空间学习的运动距离数据结果分析显示,测试天数的主效应差异具有统计学意义,

F

(1,8)=23.273,

p

＜0.001;药物阻断和测试天数交互作用的差异没有统计学意义,

F

(3,8)=1.38,

p

=0.317;阻断的主效应差异没有统计学意义,

F

(1,10)=3.71,

p

=0.083。对空间学习的逃离潜伏期数据结果分析显示,测试天数的主效应差异具有统计学意义,

F

(1,8)=14.99,

p

=0.001;药物阻断和测试天数交互作用差异没有统计学意义,

F

(3,8)=1.71,

p

=0.243;阻断的主效应差异没有统计学意义,

F

(1,10)=4.83,

p

=0.053。

Probe test的结果见图2,数据分析结果显示,ANA-12组大鼠和DMSO组大鼠在目标象限停留时间显著高于其它3个象限的停留时间。

图2 水迷宫Probe test测试结果

3.4 水迷宫测试逆反学习结果

逆反学习的运动距离结果见图 3A,数据分析结果显示测试天数的主效应差异具有统计学意义,

F

(1,8)=4.74,

p

=0.035;药物阻断的主效应差异具有统计学意义,

F

(1,10)=5.10,

p

=0.048;而药物阻断和测试天数交互作用差异没有统计学意义,

F

(3,8)=0.42,

p

=0.745。进一步分析药物阻断的主效应(

t

检验)发现,阻断 mPFC-TrkB受体显著降低了大鼠的在逆反学习第4d测试的运动距离,

t

(11)=-2.54,

p

=0.030。逆反学习的逃离潜伏期结果见图 3B,数据分析结果显示测试天数的主效应差异具有统计学意义,

F

(1,8)=5.12,

p

=0.029;药物阻断的主效应差异具有统计学意义,

F

(1,10)=6.90,

p

=0.025;而药物阻断和测试天数交互作用差异没有统计学意义,

F

(3,8)=0.49,

p

=0.699。进一步分析药物阻断的主效应(

t

检验)发现,阻断 mPFC-TrkB受体显著降低了大鼠的在逆反学习第3 d和第4 d测试的逃离潜伏期(Test Day 3：

t

(11)=-2.24,

p

=0.049;Test Day 4：

t

(11)=-3.06,

p

=0.012)。

图3 阻断mPFC-TrkB受体对水迷宫测试中逆反学习的影响

3.5 Western Blotting结果

对海马BDNF蛋白表达的Western Blotting结果分析显示(图4),实验组(ANA-12：0.39±0.05)与对照组(DMSO：0.41±0.05)大鼠海马内BDNF的表达水平无统计学差异,

t

(11)=-0.35,

p

=0.735。

4 讨论

本实验的研究结果发现,mPFC-TrkB受体的慢性阻断显著降低了大鼠在 Morris水迷宫逆反学习测试中的逃离潜伏期和运动距离,即提高了大鼠的逆反学习能力,但是对大鼠在Morris水迷宫空间学习测试和旷场测试中的各种行为并没有产生显著影响。同时,慢性阻断mPFC-TrkB受体也未导致大鼠海马BDNF的表达产生显著改变。

图4 海马BDNF及其内参的蛋白条带图

首先,本研究发现慢性阻断 mPFC-TrkB受体并未引起大鼠在旷场测试中各项行为的显著改变。尽管以前的研究发现,腹腔注射 TrkB受体拮抗剂ANA-12可以显著降低小鼠在旷场(Open field)、高架十字迷宫(Elevated plus maze)和新环境进食抑制(Novelty suppressed feeding)测试中的焦虑样行为(Cazorla et al.,2011)。但用药方式和动物种系的不同可能是导致结果不一致的原因。

其次,本实验的研究结果表明,慢性阻断mPFC-TrkB受体并未引起大鼠在 Morris水迷宫测试中的空间学习能力的显著改变。迄今为止,并未发现有关阻断 mPFC-TrkB受体对大鼠空间学习能力影响的报道。之前的研究多采用转基因动物,来观察mPFC内BDNF变化与动物空间学习能力之间的关系。例如,有研究者发现特异性损坏BDNF启动子IV基因的小鼠(BDNF-KIV)表现出PFC-BDNF表达显著降低(Sakata et al.,2009),同时进一步的研究发现 BDNF-KIV小鼠在水迷宫测试中的空间学习能力并未受到显著影响(Sakata et al.,2013)。该报道与本研究结果一致。然而,另有一些相反的研究报道。如多巴胺D1受体基因敲除的小鼠在PFC-BDNF表达显著降低的同时,也表现出水迷宫空间学习能力的损伤(Xing et al.,2012)。这些研究结果的不一致性可能是由于具体实验操作的差异如基因干预和本实验采用的功能性阻断以及动物品系的不同所导致的。

第三,研究结果提示,慢性阻断mPFC-TrkB受体并未引起大鼠海马BDNF表达的显著改变。尽管本实验室以往的研究结果提示大鼠mPFC的BDNF表达与海马的 BDNF水平之间可能呈现一定的反向关系,例如,慢性母婴隔离(4 h/d,出生后1～21 d)可诱发成年早期(出生后56 d)大鼠mPFC的BDNF表达的显著降低和海马BDNF表达的显著增高。但这种变化可能是母婴隔离所导致的一系列复杂神经生化改变中的一种体现,这与单纯阻断 mPFC-TrkB受体引发的大脑内部变化可能有差别的,这或许是本研究与之前研究不一致的潜在原因。此外,结合以往广泛报道的海马BDNF与 Morris水迷宫空间学习能力影响的研究(Cirulli et al.,2004;Falkenberg et al.,1992)。本研究发现的慢性阻断 mPFC-TrkB受体并未影响 Morris水迷宫测试中的空间学习能力和海马 BDNF表达的结果在行为和神经生化两个层面上是一致的。

最后,本研究发现,慢性阻断mPFC-TrkB受体可以显著增强大鼠在 Morris水迷宫测试中的逆反学习能力。如前所述,本实验室报道的慢性母婴隔离(4 h/d,出生后1～21 d)显著提高了成年早期(出生后56 d)大鼠在Morris水迷宫测试中逆反学习能力(Wang,Li,et al.,2015),同样的母婴隔离显著降低了大鼠mPFC的BDNF表达,并且二者呈现显著的负相关关系(Wang,Shao,&Wang,2015)。因此我们假设mPFC的BDNF表达降低可能参与了水迷宫的逆反学习能力增强的神经机制。而本研究的结果进一步支持了这一研究假设。相关研究发现,mPFC损毁的大鼠仍然能够将目标和环境信息进行空间上的联结(de Bruin,Sànchez-Santed,Heinsbroek,Donker,&Postmes 1994),提示我们mPFC可能并未参与空间信息的加工。在结合了许多mPFC参与调节认知功能的研究之后,Lacroix等研究者提出mPFC影响认知学习并非是通过影响记忆功能本身来实现的,而主要通过影响注意、识别能力等非记忆认知过程来实现的(Lacroix,White,&Feldon,2002)。 本研究发现的阻断 mPFC-TrkB受体显著提高了大鼠在 Morris水迷宫的逆反学习能力并对其空间学习能力没有显著影响很好的支持了上述观点。

BDNF可以调节大脑的突触可塑性,并且对于维持 mPFC的功能有着重要作用(Savitz,Solms,&Ramesar,2006),虽然目前并未发现有阻断 mPFC-TrkB受体影响动物认知灵活性的相关报道,但是最近的一项研究表明,温和应激可以增强小鼠的逆反学习能力,腹内侧前额叶皮质(Ventromedial prefrontal cortex,vmPFC)损毁成功模拟了这种逆反学习增强的效果,而vmPFC注射BDNF则阻止了应激导致的小鼠逆反学习能力的增强(Graybeal et al.,2011)。这一研究很好的从侧面支持了本研究的结果。此外,本实验室之前的研究发现,社会隔离可以导致大鼠 Morris水迷宫中逆反学习能力的损伤,同时伴随 mPFC-BDNF表达的增加(Han et al.,2011)。而另一项研究发现基因突变导致mPFC过量表达BDNF的小鼠工作记忆受到了损伤(Papaleo et al.,2011),这些研究也从相反的方向印证了本研究的发现。综合以上研究结果,mPFC内的BDNF通路与认知灵活性之间可能呈现一定的负向调节关系,即激活或阻断分别与认知灵活性降低或增高相关,但关于mPFC-BDNF参与调节大鼠学习、记忆以及认知灵活性功能的神经机制需要我们做更深一步的探究。

5 结论

本研究的结果发现,慢性阻断mPFC-TrkB受体显著提高了大鼠在 Morris水迷宫测试中的逆反学习能力,但是对其空间学习能力并没有显著影响。同时,慢性阻断mPFC-TrkB受体对大鼠海马BDNF的表达和旷场测试中各种行为也未能产生显著影响。本研究首次考察了阻断mPFC-TrkB受体对于大鼠 Morris水迷宫认知能力的影响及其潜在的神经机制,对于探索海马和mPFC在调节个体认知功能中各自的作用提供了有力的实验证据和理论支持。

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