探索學習環境對腦梗死大鼠學習記憶能力及缺血側海馬區微血管密度的影響①

馬向陽，張麗萍，董靜，黃冬冬，劉冬梅，孫汝智

探索學習環境對腦梗死大鼠學習記憶能力及缺血側海馬區微血管密度的影響①

馬向陽，張麗萍，董靜，黃冬冬，劉冬梅，孫汝智

目的研究探索學習環境對局灶性腦梗死大鼠學習記憶能力及缺血側海馬區微血管密度的影響。方法80只Sprague-Dawley大鼠開顱電凝右側大腦中動脈，隨機分為標準環境組(SE組,n=40)和探索學習環境組(LE組,n=40)。分別于術后7 d、28 d進行Morris水迷宮測試；術后1 d、3 d、7 d、14 d、28 d，CD34免疫組織化學法測定海馬區微血管密度。結果LE組Morris水迷宮測試成績顯著優于SE組(P＜0.001)。術后7 d起，LE組缺血側海馬區微血管密度高于SE組(P＜0.05)。結論探索學習環境可促進腦梗死大鼠微血管新生，有利于學習記憶功能恢復。

腦梗死；探索學習環境；學習記憶；微血管密度；大鼠

[本文著錄格式]馬向陽，張麗萍，董靜，等.探索學習環境對腦梗死大鼠學習記憶能力及缺血側海馬區微血管密度的影響[J].中國康復理論與實踐,2015,21(1):42-44.

CITED AS:Ma XY,Zhang LP,Dong J,et al.Effects of learning environment on learning and memory and microvessel density in hippocampus of rats after cerebral infarction[J].Zhongguo Kangfu Lilun Yu Shijian,2015,21(1):42-44.

近年來，腦卒中的康復日益受到重視，而腦的可塑性和功能重組是腦卒中后神經功能恢復主要機制。有研究證實，腦的可塑性受學習訓練的影響[1]。本研究探討探索學習環境對局灶性腦梗死大鼠學習記憶能力與海馬區微血管密度的影響。

1 材料與方法

1.1 實驗動物

清潔級雄性Sprague-Dawley大鼠80只，3～4月齡，體質量230～260 g，購自河南醫科大學實驗動物學部。

1.2 模型制造及分組

參照賈子善等的方法[2]制作模型。大鼠10%水合氯醛0.35 ml/100 g腹腔注射麻醉，左側臥位固定。常規消毒后，在右眼與右耳間切開皮膚，分離顳肌，暴露顳骨翼板。術中避免損傷面神經，面部主要動脈、靜脈，眼外肌及淚腺和顴弓。在手術顯微鏡下，用牙鉆經顳骨翼板鉆至硬腦膜，暴露大腦中動脈，用小咬骨鉗向下咬去部分顱骨，電凝器閉塞嗅束近端至大腦下靜脈之間大腦中動脈。依次縫合顳肌及皮膚。腹腔內注射青霉素2000 U以預防感染。共用大鼠114只，80只符合入選條件(蘇醒后右眼出現Horner征及左側

肢體偏癱)并存活到規定時間。術后24 h將大鼠分為標準環境(SE)組和探索學習環境(LE)組各40只。

1.3 飼養環境

SE組飼養于標準籠(290×178×160 mm)中，每籠5只。LE組飼養于自行設計的迷宮籠[3]，每籠20只。迷宮籠由一個圓籠與一個方籠組成，直徑500 mm圓籠同640×480×120 mm方籠間通過兩條通道相連。圓籠由絲網分隔，一側為進食區，一側為飲水區；方籠：由絲網分隔形成寬80×80 mm的迷宮。迷宮由易到難，每周變換1次。

1.4 Morris水迷宮測試[4]

分別于術后7 d、28 d，兩組各取鼠15只進行Morris水迷宮測試。

Morris水迷宮為一直徑150 cm、高50 cm的圓形水池，外接動態軌跡攝像和計算機分析系統。水深30 cm，水溫(24±2)℃，水中加全脂淡奶粉160 g使水渾濁。在水池邊緣確定東、西、南、北4個點，在水池中間設立直徑9 cm、高29 cm的透明有機玻璃平臺，沒于水下1 cm。測試時室內安靜，物品陳設、照明度一致。

1.4.1 定位航行實驗

每天上、下午各訓練1輪，每輪4次。兩次訓練間隔30 s，共5 d。每次分別從4個象限1/2弧度處頭朝池壁入水，在60 s內觸到平臺的時間為逃避潛伏期。若大鼠在60 s內未找到平臺，則計為60 s。以最后一輪4次所用時間的總值作為觀察指標。

1.4.2 空間探索試驗

第5天下午撤除平臺。大鼠于原平臺對側象限入水，觀察其60 s內穿越原平臺所在位置的次數(穿臺次數)。測4次，取平均值。

1.5 微血管密度(microvessel density,MVD)

兩組分別于術后1 d、3 d、7 d、14 d、28 d各取5只大鼠，10%水合氯醛0.35 ml/100 g腹腔內注射麻醉，固定于手術臺，剪開胸腔，暴露心臟，用9#針頭插入左心室，灌注生理鹽水，待右心耳膨起，剪開右心耳讓血液流出；至右心耳流出液為無色透明時，4%多聚甲醛灌注固定，每只約200 ml，在20～30 min內灌完。立即在視交叉處切開，取出大腦，浸于4%多聚甲醛中再固定4 h。經常規梯度酒精脫水，二甲苯透明，石蠟包埋，7 μm厚連續切片，每隔100 μm連續取3張，CD34免疫組化測定。

參照文獻方法[5]，以免疫組織化學染色成棕黃色的單個內皮細胞或內皮細胞簇作為一個血管計數，每張切片在缺血側海馬區選擇4個高倍(400×)視野進行微血管計數，計算每mm2內微血管的數量，每個時間點每組共統計15張切片。

1.6 統計學分析

采用SPSS 12.0統計軟件進行數據處理。計量資料用(±s)表示，兩樣本均數比較采用t檢驗。顯著性水平α=0.05。

2 結果

2.1 Morris水迷宮測試

游泳軌跡LE組以目標明確的趨向式為主，SE組以隨機式為主。LE組較SE組逃避潛伏期顯著縮短(P＜0.001)，穿臺次數顯著增加(P＜0.001)。見表1。

表1 兩組Morris水迷宮測試成績比較

2.2 MVD

微血管形態不規則，管腔由染成棕黃色的內皮細胞圍成，兩組缺血側海馬區可見較多散在單個內皮細胞(圖1)。術后7 d起，LE組微血管密度多于SE組(P＜0.05)。見表2。

表2 兩組缺血側海馬區微血管密度比較(/mm2)

3 討論

探索學習環境由社會交往、探索學習和體力活動等成分構成[6]。對成年腦損傷動物的研究已證實，探索學習環境能減輕腦損傷，改善腦功能，促進腦損傷修復[7]。

Morris水迷宮是檢測大鼠空間學習記憶能力的常用裝置[8-10]。本研究顯示，探索環境干預能改善和提高腦梗死大鼠空間學習記憶能力。

作為腦高級活動的學習記憶功能，其實質是復雜的信息獲取、傳遞與整合的過程。信息來自環境。不同環境發出信息的質和量不同，來自SE的信息刺激有限，而來自LE的豐富刺激則使信息在整個神經環

路傳遞與強化[11-12]，由此形成復雜的學習與記憶過程。

圖1 缺血側海馬區微血管密度(CD34免疫組化染色,400×)

對大鼠缺血側海馬區微血管密度的分析結果顯示，缺血側海馬區微血管有代償性增生，而探索學習環境對這種增生有促進作用。

血管新生是決定缺血性神經元存活的關鍵因素，微血管新生的范圍與程度直接關系到海馬區血流的改善，影響該區神經元生理功能的恢復。大鼠局灶性腦梗死后缺血側海馬區微血管的增生，對改善海馬區的微循環、促進學習記憶能力的恢復、改善預后具有重要意義；而探索學習環境對這一過程有明顯的促進作用。這可能是探索學習促進腦缺血后功能恢復的一個重要機制。

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Effects of Learning Environment on Learning and Memory and Microvessel Density in Hippocampus of Rats after Cerebral Infarction

MA Xiang-yang,ZHANG Li-ping,DONG Jing,HUANG Dong-dong,LIU Dong-mei,SUN Ru-zhi.Cangzhou Medical College,Cangzhou,Hebei 061001,China

Objective To study the effects of learning environment on learning memory and microvessel density in hippocampus of rats after cerebral infarction.Methods 80 Sprague-Dawley rats were coagulated right middle cerebral arteries electrically,and randomly divided into learning envionment(LE)and standard environment(SE)groups.They were tested with Morris Water Maze 7 d and 28 d after operation.The microvessel density in hippocampus was measured with CD34immunohistochemstry 1,3,7,14 and 28 days after operation.Results The achievement of Morris Water Maze was significantly better in the LE group than in the SE group(P＜0.001),while the microvessel density in the hippocampus was more since 7 days after operation(P＜0.05).Conclusion The learning environment can promote the angiogenesis and improve the learning and memory function recovery.

cerebral infarction;learning environment;learning and memory;microvessel density;rats

10.3969/j.issn.1006-9771.2015.01.011

R743.3

A

1006-9771(2015)01-0042-03

2014-10-29

2014-12-04)

滄州醫學高等專科學校，河北滄州市061001。作者簡介：馬向陽(1970-)，女，漢族，河北景縣人，碩士，教授，主要研究方向：神經病學。