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中国行为医学科学 /%%$ 年第 7& 卷第 , 期Y O@FEA6A Z1=HED2 1B #A@D5F1HD2 [A>FCD2 XCFAECA /%%$,\12- 7&,+1- ,

・基础研究・

!"#" 及 !"#"! 受体在大鼠前额叶执行控制中 的作用机制研究 李敏

黎海蒂

汪涛

胡华

【 摘要】 目的 作用机制。方法

探讨 "(氨基丁酸( !"#")及 !"#" 受体( !"#" ! ))在大鼠前额叶执行控制功能中的 用氨基酸分析技术、免疫组化技术和原位杂交技术研究执行控制能力不同的大鼠( 执行

控制能力好组及差组)前额叶 !"#" 含量、!"#" 免疫阳性神经元数量和 !"#" ! ) *)+" 表达。结果

执行控制能力好组大鼠相比,执行控制能力差组大鼠 !"#" 含量较少[(,- ./ 0 &- %&)#*12 3 4 56($- %& 0 7- 78)#*12 3 4,! 9 %- %. ]、!"#" 免疫反应阳性神经元数量较少(/%’ 0 88 56 7$& 0 .:,! 9 %- %7)、!"#" ! ) *)+" 表达较高(7&: 0 &, 56 7’/ 0 .7,! 9 %- %.)。结论

!"#" 及 !"#" ! ) 在前额叶执行控制中起重要

作用。 【 关键词】 !"#"; !"#" ! ); 执行控制; 前额叶 !"#$% &’ "() )**)+" ,’$ -)+(,’./- &* 0121 ,’$ 0121 ! 3 .’ 45)*5&’",6 +&5")7 )7)+#".8) +&’"5&6 &* 5,"/

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根据环境刺激发动和抑制某种行为是人类和动物 适应生活环境的基本能力( 执行控制能力)。行为和 冲动的控制能力是从儿童到成年期逐渐形成和发展起 来的额叶高级功能。临床报告表明前额叶( IHABH1E<D2 C1H<AJ,QRO)受损的患者出现执行控制功能障碍[7(&]。 精神和神经疾病患者认知行为功能障碍与前额叶 !"( #" 减少、!"#" 代谢障碍和前额叶多巴胺( S")功能 异常有关[$]。本研究对 !"#" 及 !"#" ! ) 在大鼠前 额叶执行控制功能中的作用及其机制进行了探讨。 材料与方法 一、动物和行为训练方法 健康 TF6<DH 大鼠 7 U 7- . 月龄 7%% 只,体质量 8% U :%4,雌雄不拘,自由进食和饮水,由第三军医大学实 验动物中心提供。 动物先进行爬杆训练,学会后进行执行控制训练: 大鼠能对连续两次灯光刺激( 间隔 . U 7%6)进行爬杆 反应为 41 反应( 若不爬杆则在第二次灯光出现 7.6 后 给予电击);对一次持续灯光刺激(/%6)则不能爬杆为

作者单位: $%%%&’ 重庆,第三军医大学基础医学部医学心理学教研 室

E1 41 反 应( 若 爬 杆 则 用 环 钳 夹 痛 尾 巴 并 将 其 拉 下 杆)。每天训练 / 次,每次 &%*FE。若训练 $ 周未达标 ( 正确率 9 ’.V )的大鼠继续训练 / U & 周仍然不能达 标, 说明这些大鼠执行控制功能差,因此以 , 周作为分 组时间,将 动 物 分 为 执 行 控 制 功 能 好 组( 正 确 率 % ’.V )和执行控制差组( 正确率 9 ’.V ),每组 ’ 只。 二、实验方法 !"#" 含量的测定:前额叶组织,称重后用 7%V 磺 基水杨酸钠溶液冰浴匀浆、离心、取上清,用氨基酸分 析仪检测。检测 !"#" 阳性神经元分布采用武汉博 士德公司的 !"#" 免疫组化试剂盒进行,阴性空白对 照不加兔抗鼠 !"#" 抗体。参照武汉博士德公司原 位杂交检测试剂盒使用说明书,检测大鼠前额叶皮层 !"#" ! ) *)+" 表 达,阴 性 对 照 不 加 地 高 辛 标 记 的 !"#" ! ) 特异性的寡核苷酸探针。 三、图像分析及结果统计 所有切片均在同一放大倍数( W /%)、同一光强度 下分析。每例动物测 & 张切片,每组共 7’ 张切片。每 张切片分别测相同面积的前额叶皮层,分析平均阳性 反应细胞数 3 #*/ 。用 XQXX:- % 软件包进行数据统计, 对统计资料进行 2 检验。


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中国行为医学科学 ’**0 年第 1) 卷第 $ 期\ :AB;FEF O,?G;=- ,H #FA=KB,G=- CFQB@=- <@BF;@F ’**0,V,-% 1),9,% $

一、大鼠前额叶 !"#" 含量 执行 控 制 能 力 好 的 大 鼠 前 额 叶 !"#" 含 量 为 ($% &’ ( )% *))!+,- . /,执行控制能力差的大鼠 !"#" 含量(0% *) ( 1% 12)!+,- . /,组间差异有显著性( ! 3 *% *&)。 二、大鼠前额叶 !"#" 免疫阳性神经元数量 光学显微镜下 !"#"456 阳性物质呈棕黄色,主要 位于神经元胞体及树突,广泛分布于大脑皮层各层,数 量较多,以皮层浅层更明显,神经元大小、形态不均一 ( 图 1)。执行控制能力好组大鼠 !"#"456 阳性神经 元为(’*7 ( 22)个 . !+’ ,执行控制能力差的大鼠 !"4 #"456 细胞数(10) ( &8)个 . !+’ ,组间差异具有非常 显著性( ! 3 *% *1)。

图1

大鼠前额叶 !"#"456 阳性神经元分布

三、大鼠前额叶 !"#" " 6+69" 的表达 光学显微镜下 !"#" " 6 +69" 阳性神经元密集 分布于前额叶皮层浅层,其阳性产物呈棕黄色,位于胞 浆( 图 ’)。执行控制能力好组 !"#" " 6 +69" 阳性神 经元为(1)8 ( )$)个 . !+’ ,执行控制能力差组 !"#" "

已知灵长类的大脑皮层有丰富的含抑制性神经递 质 !"#" 的神经元,且有大量的 !"#" " 受体。实验中 观察到与执行控制能力好的大鼠相比,执行控制能力 差的大鼠前额叶组织中 !"#" 含量相对较少,前额叶 !"#" 免疫反应阳性细胞数较少,提示执行控制能力 差的大鼠前额叶 !"#" 能系统功能相对不足。前额 叶 !"#" 的不足影响注意和抑制功能,动物易产生冲 动性行为,导致 /, . ;, /, 任务成绩下降,表现为该 /, 反应时可能出现 ;, /, 反应,而该 ;, /, 反应时可能进 行 /, 反应。这可以解释 <=>=/?@AB 等[&]应用荷包牡丹 碱( #C5)阻断前额叶内源性 !"#" 的抑制作用后恒河 猴执行 /, . ;, /, 任务的正确率显著下降,神经元基础 放电频率显著增加,出现失抑制的结果。 近年来大量的研究显示:许多精神障碍均伴有脑 内 !"#" 的改变[0]。对 1$ 例精神分裂症患者死后前 额叶皮层 !"#" 能的相关参数的分析发现前额叶组 织 !"#" 含量降低、!"#" " 6 增加、!"#" " 46#41+69" 表达增加[$]。本实验中执行控制能力差的大鼠前额 叶 !"#" " 6 +69" 表达增加。其原因可能是前额叶 组织 !"#" 的含量相对不足,使前额叶 !"#" 能的输 入减少,中枢通过代偿机制引起 !"#" " 6 +69" 过表 达,进而增加 !"#" " 6 的含量,让有限的 !"#" 发挥 最大的作用。因此,我们认为执行控制能力差的大鼠 前额叶 !"#" " 6 +69" 表达增强代表机体为增加 !"4 #" 能系统功能的一种适应性反应,是机体的一种自我 保护机制。 !"#" 及其受体在前额叶的执行控制功能中起重 要作用,!"#" 和( 或)其受体的异常均可能影响前额 叶的执行控制功能,引起冲动性行为或精神障碍。

6 +69" 阳性神经元(17’ ( &1)个 . !+’ ,组间差异有 显著性( ! 3 *% *&)。

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大鼠前额叶 !"#" " 6 +69" 阳性神经元分布

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!"#" 是中枢神经系统主要的抑制型神经递质, 广泛存在于大脑各区,与注意、工作记忆、情绪、运动抑 制等多种脑高级功能有关。脑内有三种 !"#" 受体: !"#" "、!"#" # 和 !"#" : 。

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( 本文编辑:冯学泉)


GABA及GABAα受体在大鼠前额叶执行控制中的作用机制研究(2004)