大鼠岛叶μ型阿片受体活性水平对空间学习记忆的影响

赵孝鹏　王峰　吴楠　杨曦　孙涛

【中图分类号】R246 【文献标识码】A 【文章编号】2095-6851（2018）02-00-01

空间学习与记忆是脑的高级神经生理活动之一。空间探索能力是一种对环境进行认识并适应的能力，其具体机制牵涉多个脑区、多种神经递质和细胞信号分子，是一项十分复杂的神经生理过程[1]。有研究表明，在一些复杂的认知过程中，岛叶也发挥着十分重要的作用，然而，島叶在其中的具体作用及机制尚不明确[2]。内源性阿片肽（EOP）是存在于体内具有阿片样作用的多肽样物质，目前已知的EOP主要分为脑啡肽、内啡肽、强啡肽和新啡肽这几大类。同时，中枢神经系统也广泛分布着多种相应的阿片受体，其主要亚型包括μ、κ、δ、σ等。阿片系统具有多种重要的生理功能，最早被因其显著的镇痛功能而被人们所知，此后人们逐渐发现它对机体的诸多功能也具有重要的调节作用，包括自主神经系统、内分泌系统以及免疫系统等。近年来的研究发现，阿片系统对学习记忆功能也具有重要的调节作用，其中μ型阿片受体对学习记忆的影响备受关注。μ型阿片受体通过直接或间接作用影响学习记忆的某个环节或者某个方面，从而参与对学习记忆过程的调节[3]。

由于岛叶与记忆关系密切，且岛叶非颗粒细胞区具有大量的μ型阿片受体，因此，本研究通过对SD大鼠双侧前岛叶放置注药套管，应用μ型阿片受体的特异性激动剂（DAMGO）及拮抗剂（CTOP），通过Morris水迷宫对大鼠空间探索情况进行检测，探讨岛叶μ型阿片受体活性水平对大鼠空间学习记忆的影响。

1 材料和方法

1.1 实验动物及分组 SPF级雄性SD大鼠，体重220～250g，由宁夏医科大学实验动物中心提供，避噪音单笼饲养。随机分为正常组、DAMGO组、CTOP组、及生理盐水组，每组6只。实验组大鼠每天分别于前岛叶定位注射DAMGO（5μL）CTOP（5μL）和生理盐水（5μL），注射10min后开始水迷宫训练。各组均接受连续4天水迷宫测试。

1.2 主要仪器及试剂 注药套管，立体定位仪，Morris水迷宫实验装置，水合氯醛，义齿基托树脂，DAMGO，CTOP

1.3 双侧前岛叶埋置注药套管 正常组大鼠不予任何处理，其余各组均于双侧前岛叶留置注药套管，10%水合氯醛麻醉，立体定位仪固定大鼠头部。分离头皮及皮下组织，暴露颅骨，参考6版大鼠脑解剖图谱，注药套管末端定位于岛叶非颗粒细胞区（前囟Bregma点前1.2mm，旁开5mm，颅骨下7mm）。牙科水泥将注药套管固定于颅骨表面。术后连续3 d腹腔注射青霉素4万·kg-1，预防感染。

1.4 行为学检测 选择安静、暗光、恒温条件进行测试。实验前将水池灌以清水至预定高度，再加入适量白色素，使水呈现出不透明乳白色液体。整个水池分为4个象限，隐藏平台放置于第4象限中央，距离水面约1.5cm。

Morris水迷宫定位航行试验：实验动物连续训练4天，每只动物分别从水池的4个象限面壁入水，每次训练间隔5分钟。记录每只大鼠寻找并爬上隐藏平台的时间，即逃避潜伏期。大鼠在水池中寻找隐藏平台的时间设置为60s，若该大鼠找到隐藏平台并在上面停留30s，则认为逃避成功。反之，若大鼠未在60s内找到隐藏平台，则需实验人员将其引导至平台并停留30s。

1.5 统计分析方法 所有实验数据均采用SPSS 21.0统计软件分析，逃避潜伏期采用重复测量数据的方差分析。数据均采用均数±标准差（±s）形式表示，以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 Morris水迷宫定位航行实验

在4天的训练期中，除DAMGO组外，各组的平均逃避潜伏期均称下降趋势，表明各组在学习过程中，对隐藏平台的位置逐渐熟悉，寻找隐藏平台的速度逐渐加快，而DAMGO组寻找隐藏平台的能力无明显提高，其逃避潜伏期与各组相比明显延长（P<0.05），提示了μ型受体的活化，损伤了大鼠的空间记忆的获取能力。而CTOP组的逃避潜伏期与对照组相比，无统计学差异。

3 讨论

岛叶是大脑半球唯一隐藏在深部的脑叶，其表面被额叶，颞叶及顶叶所构成的岛盖覆盖，同时，岛叶也与这些脑区存在着广泛的纤维联系，由于岛叶周围结构复杂，功能学研究困难，目前国内外对岛叶的相关报道十分有限。随着功能影像学及脑深部电极的快速发展，岛叶受关注的程度日渐提高。近年来，有研究提出，前岛叶皮质时大脑突显网络的关键节点，是信息整合的核心区域[4]。也有研究显示，前岛叶参与了多种高级的认知过程，但对于岛叶在学习记忆中的作用及机制还有待研究[5]。因此，研究岛叶在记忆神经生理学中的作用。将为脑认知的研究打开一个新视野，对将来认识及治疗各种神经、精神类疾病具有着重要的意义。

阿片系统参与了机体多种功能的调控，近期多项研究表明，μ型阿片对学习记忆的功能也具有着重要的调节作用。其中，有研究称在大鼠Y迷宫测试中，μ型阿片受体的激动剂吗啡可损伤受试大鼠的空间记忆[6]。也有研究称，μ型阿片受体的拮抗剂纳洛酮可以对大鼠的记忆力有所改善。

在本研究中，DAMGO组在4天的训练里，逃避潜伏期较其余各组均明显延长（P<0.05），表明的μ型阿片受体的过高表达，损害了大鼠空间探索与位置记忆能力。测试结果显示CTOP组与正常组及生理盐水组间均无统计学差异（P>0.05），表明μ型阿片受体的活性降低对大鼠的空间探索与位置记忆能力无明显影响。生理盐水组与正常组间无统计学差异，表明套管的埋置科学有效，并未对实验本身产生明显的干扰。

综上所述，岛叶μ型阿片受体活性水平升高可损害大鼠空间学习记忆，岛叶μ型活性水平降低对大鼠空间学习记忆无明显影响，其具体机制有待进一步研究。

参考文献

方松，余化霖.Morris水迷宫实验中海马相关空间学习记忆的研究进展[J].国际病理科学与临床杂志，2010，30（04）：321-326.

Bermudez-Rattoni F. The forgotten insular cortex： its role on recognition memory formation[J]. Neurobiol Learn Mem， 2014，109： 207-216.

曹兰勤，温洁，刘志强.阿片μ受体介导应激诱发的空间参考记忆损伤[J].生理学报，2015，67（02）：173-180.

Uddin LQ. Salience processing and insular cortical function and dysfunction[J]. Nat Rev Neurosci， 2015，16（1）： 55-61.

Menon V， Uddin LQ. Saliency， switching， attention and control： a network model of insula function[J]. Brain Struct Funct， 2010，214（5-6）： 655-667.

Ma M，Chen Y，He J，et al. Effects of morphine and its withdrawal on Y-maze Spatial recognition memory in mice[J].Neuroscience，2007，147（4）：1059-1065.