局灶性脑缺血后海马内的神经发生及其在学习记忆中的作用

包括人在内的成年哺乳动物海马齿状回颗粒细胞下层终生存在神经干细胞。正常生理状态下，海马内的新生神经元迁移到齿状回颗粒细胞层，发育成熟后和周围神经元形成突触联系，参与学习记忆。成年大鼠局灶性脑缺血后，海马内有更多地新生神经元产生。但对其在学习记忆中的作用却没有相关研究。本研究采用成年大鼠局灶性脑缺血再灌注模型，利用BrdU和复制缺陷型逆转录病毒标记分裂细胞的方法，研究局灶性脑缺血后海马内新生神经元的形态、迁移和分化；利用扫描电子显微镜技术,检测局灶性脑缺血后海马内新生神经元能否和周围的神经元形成突触联系；利用场景恐惧记忆和水迷宫等行为模型,研究局灶性脑缺血后海马内新生神经元在学习记忆中的作用。本课题的最终目的是对局灶性脑缺血后,海马内的神经发生以及新生神经元在学习记忆中的作用进行比较细致的研究，为神经干细胞应用于临床治疗脑卒中等疾病提供实验依据。

成年啮齿类动物短暂的局灶性脑缺血后，脑室下层和海马齿状回颗粒细胞下层区域都有更多的新生神经元产生。但局灶性脑缺血对海马内神经发生的影响是暂时的还是持续不断的却没有相关的研究。本研究发现成年大鼠局灶性脑缺血后6周直至6个月，损伤侧海马内都有更多的新生神经元产生；缺血后被新生神经元标记物BrdU所标记的新生神经元在海马内至少能存活6个月；缺血后6周损伤侧海马内仍有更多的新生神经元产生，而且这些新生神经元能发育为海马内的成熟神经元。这一研究结果提示，短暂性脑缺血对海马内神经发生的影响是持续不断的。在本课题的资助下，我们利用5HT3aR-BACEGFP转基因小鼠，研究了5-HT3AR在脑室下层、吻侧迁移流和嗅球内的分布。实验结果表明，分布于脑室下层、吻侧迁移流和嗅球内的GFP神经元都表达转录因子Sp8；被GFP所标记的、起源于脑室下层的新生神经元沿着吻侧迁移流长距离迁移到嗅球后，能分化为嗅球内表达CR、PV、Som、VIP、NPY和TH免疫阳性的中间神经元，并且表达Sp8。这一研究提示，分布于脑室下层、吻侧迁移流和嗅球内的5-HT3AR起源于胚胎发育时期的背外侧神经节隆起，5-HT3AR可能通过嗅球内的各类中间神经元参与嗅球内的信息传递。