大鼠島葉μ型阿片受體活性水平對空間學習記憶的影響

趙孝鵬　王峰　吳楠　楊曦　孫濤

【中圖分類號】R246 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-6851（2018）02-00-01

空間學習與記憶是腦的高級神經生理活動之一。空間探索能力是一種對環境進行認識并適應的能力，其具體機制牽涉多個腦區、多種神經遞質和細胞信號分子，是一項十分復雜的神經生理過程[1]。有研究表明，在一些復雜的認知過程中，島葉也發揮著十分重要的作用，然而，島葉在其中的具體作用及機制尚不明確[2]。內源性阿片肽（EOP）是存在于體內具有阿片樣作用的多肽樣物質，目前已知的EOP主要分為腦啡肽、內啡肽、強啡肽和新啡肽這幾大類。同時，中樞神經系統也廣泛分布著多種相應的阿片受體，其主要亞型包括μ、κ、δ、σ等。阿片系統具有多種重要的生理功能，最早被因其顯著的鎮痛功能而被人們所知，此后人們逐漸發現它對機體的諸多功能也具有重要的調節作用，包括自主神經系統、內分泌系統以及免疫系統等。近年來的研究發現，阿片系統對學習記憶功能也具有重要的調節作用，其中μ型阿片受體對學習記憶的影響備受關注。μ型阿片受體通過直接或間接作用影響學習記憶的某個環節或者某個方面，從而參與對學習記憶過程的調節[3]。

由于島葉與記憶關系密切，且島葉非顆粒細胞區具有大量的μ型阿片受體，因此，本研究通過對SD大鼠雙側前島葉放置注藥套管，應用μ型阿片受體的特異性激動劑（DAMGO）及拮抗劑（CTOP），通過Morris水迷宮對大鼠空間探索情況進行檢測，探討島葉μ型阿片受體活性水平對大鼠空間學習記憶的影響。

1 材料和方法

1.1 實驗動物及分組 SPF級雄性SD大鼠，體重220～250g，由寧夏醫科大學實驗動物中心提供，避噪音單籠飼養。隨機分為正常組、DAMGO組、CTOP組、及生理鹽水組，每組6只。實驗組大鼠每天分別于前島葉定位注射DAMGO（5μL）CTOP（5μL）和生理鹽水（5μL），注射10min后開始水迷宮訓練。各組均接受連續4天水迷宮測試。

1.2 主要儀器及試劑 注藥套管，立體定位儀，Morris水迷宮實驗裝置，水合氯醛，義齒基托樹脂，DAMGO，CTOP

1.3 雙側前島葉埋置注藥套管 正常組大鼠不予任何處理，其余各組均于雙側前島葉留置注藥套管，10%水合氯醛麻醉，立體定位儀固定大鼠頭部。分離頭皮及皮下組織，暴露顱骨，參考6版大鼠腦解剖圖譜，注藥套管末端定位于島葉非顆粒細胞區（前囟Bregma點前1.2mm，旁開5mm，顱骨下7mm）。牙科水泥將注藥套管固定于顱骨表面。術后連續3 d腹腔注射青霉素4萬·kg-1，預防感染。

1.4 行為學檢測 選擇安靜、暗光、恒溫條件進行測試。實驗前將水池灌以清水至預定高度，再加入適量白色素，使水呈現出不透明乳白色液體。整個水池分為4個象限，隱藏平臺放置于第4象限中央，距離水面約1.5cm。

Morris水迷宮定位航行試驗：實驗動物連續訓練4天，每只動物分別從水池的4個象限面壁入水，每次訓練間隔5分鐘。記錄每只大鼠尋找并爬上隱藏平臺的時間，即逃避潛伏期。大鼠在水池中尋找隱藏平臺的時間設置為60s，若該大鼠找到隱藏平臺并在上面停留30s，則認為逃避成功。反之，若大鼠未在60s內找到隱藏平臺，則需實驗人員將其引導至平臺并停留30s。

1.5 統計分析方法 所有實驗數據均采用SPSS 21.0統計軟件分析，逃避潛伏期采用重復測量數據的方差分析。數據均采用均數±標準差（±s）形式表示，以P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 Morris水迷宮定位航行實驗

在4天的訓練期中，除DAMGO組外，各組的平均逃避潛伏期均稱下降趨勢，表明各組在學習過程中，對隱藏平臺的位置逐漸熟悉，尋找隱藏平臺的速度逐漸加快，而DAMGO組尋找隱藏平臺的能力無明顯提高，其逃避潛伏期與各組相比明顯延長（P<0.05），提示了μ型受體的活化，損傷了大鼠的空間記憶的獲取能力。而CTOP組的逃避潛伏期與對照組相比，無統計學差異。

3 討論

島葉是大腦半球唯一隱藏在深部的腦葉，其表面被額葉，顳葉及頂葉所構成的島蓋覆蓋，同時，島葉也與這些腦區存在著廣泛的纖維聯系，由于島葉周圍結構復雜，功能學研究困難，目前國內外對島葉的相關報道十分有限。隨著功能影像學及腦深部電極的快速發展，島葉受關注的程度日漸提高。近年來，有研究提出，前島葉皮質時大腦突顯網絡的關鍵節點，是信息整合的核心區域[4]。也有研究顯示，前島葉參與了多種高級的認知過程，但對于島葉在學習記憶中的作用及機制還有待研究[5]。因此，研究島葉在記憶神經生理學中的作用。將為腦認知的研究打開一個新視野，對將來認識及治療各種神經、精神類疾病具有著重要的意義。

阿片系統參與了機體多種功能的調控，近期多項研究表明，μ型阿片對學習記憶的功能也具有著重要的調節作用。其中，有研究稱在大鼠Y迷宮測試中，μ型阿片受體的激動劑嗎啡可損傷受試大鼠的空間記憶[6]。也有研究稱，μ型阿片受體的拮抗劑納洛酮可以對大鼠的記憶力有所改善。

在本研究中，DAMGO組在4天的訓練里，逃避潛伏期較其余各組均明顯延長（P<0.05），表明的μ型阿片受體的過高表達，損害了大鼠空間探索與位置記憶能力。測試結果顯示CTOP組與正常組及生理鹽水組間均無統計學差異（P>0.05），表明μ型阿片受體的活性降低對大鼠的空間探索與位置記憶能力無明顯影響。生理鹽水組與正常組間無統計學差異，表明套管的埋置科學有效，并未對實驗本身產生明顯的干擾。

綜上所述，島葉μ型阿片受體活性水平升高可損害大鼠空間學習記憶，島葉μ型活性水平降低對大鼠空間學習記憶無明顯影響，其具體機制有待進一步研究。

參考文獻

方松，余化霖.Morris水迷宮實驗中海馬相關空間學習記憶的研究進展[J].國際病理科學與臨床雜志，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.

曹蘭勤，溫潔，劉志強.阿片μ受體介導應激誘發的空間參考記憶損傷[J].生理學報，2015，67（02）：173-180.

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