海马齿状回在学习记忆功能和阿尔茨海默病记忆障碍中的作用及其神经化学机制

本项目拟用脑部微量透析法、高效液相色谱法（HPLC）、慢性电极埋植技术、行为学实验等实验技术，在清醒自由活动大鼠的学习记忆活动过程中，同步观测海马齿状回（DG）区的LTP现象和突触前神经递质释放量，以及大鼠学习记忆相关行为，并在上述相关指标有机结合的研究平台上，结合脑部微量注射法、免疫组织化学染色法、脑片膜片钳技术及单细胞Multi-RT-PCR等各种实验技术，从整体到细胞水平上全面探讨海马DG区各类神经递质（或调质）及其受体在学习记忆功能中的作用及其机制，并以此为基础进一步探讨海马DG区参与阿尔茨海默病（AD）记忆障碍的神经化学机制。通过本研究可以较直观而全面地阐明海马DG区参与学习记忆过程和阿尔茨海默病记忆障碍的神经化学及其受体机制，可为AD的病因研究和防治提供可靠的理论依据。

海马齿状回（DG）作为新信息进入海马的传入点在学习记忆功能中起重要作用，但DG在学习记忆及阿尔茨海默病（AD）记忆障碍中的作用机制，尤其是有关神经递质的神经化学机制目前尚不清楚。长时程增强(LTP)是海马突触可塑性的典型表现，也是海马参与学习记忆功能的重要神经生理学基础。因此，本项目利用脑部微量透析法、高效液相色谱法、慢性电极埋植技术、行为学实验等实验技术，在大鼠的学习记忆活动过程中，同步观察DG区的LTP现象和突触前神经递质释放量，以及大鼠学习记忆相关行为，并在上述相关指标有机结合的研究平台上，结合脑部微量注射法、免疫组织化学染色法、离体脑片记录法等多种实验技术，进一步探讨海马DG区几种神经递质及其受体在学习记忆及相关突触可塑性中的作用及其机制，并以此为基础进一步探讨海马DG区参与AD记忆障碍的神经化学机制。本项目的主要研究结果显示：①正常大鼠海马DG区的：谷氨酸（Glu）和甘氨酸（Gly）通过激活NMDA受体参与习得性LTP的形成过程，而此过程中存在一氧化氮（NO）的促进作用；多巴胺（DA）及其D1受体通过加强Glu兴奋传递过程和减弱GABA的抑制作用，易化大鼠的空间学习和记忆；GABA的抑制作用在学习记忆过程中逐渐减弱；5羟色胺 （5-HT）及其5-HT1A受体易化主动回避学习并巩固相关记忆；去甲肾上腺素（NE）对学习记忆有不同的作用，它取决于受体的种类。② 在AD大鼠：有明显的学习记忆障碍和习得性LTP的减弱；海马DG区出现Glu的明显增加及NMDA和AMPA受体的过度激活；海马DG区的NMDA和AMPA受体表达下调可能是针对Glu能系统过度激活的一种代偿机制；海马DG内的NO和NMDA受体，而非AMPA受体，通过抑制DG区习得性LTP来损害AD大鼠的学习记忆；海马DG区GABA明显增加，通过激活GABAB受体抑制Glu和Gly在NMDA受体依赖性习得性LTP中的作用；海马DG区的DA明显减少，且人为激活D1受体可改善AD的学习记忆障碍。本项目的实验结果较直观而全面地阐明海马DG区参与学习记忆过程和AD记忆障碍的神经化学及其受体机制，可为AD的病因研究和防治提供可靠的理论依据。