两种小鼠恐惧记忆模型建立的比较研究
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中国行为医学科学 2006年 12月第 15 卷第 12期 Ch in J of Beh avioral M ed S c,i D ecem ber 2006, V ol 15, N o. 12
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二、方法 为确保建立的动物恐惧模型的可靠性及稳定性, 选用 C57BL /6和 KM 两个种系的小鼠进行对比筛选。 实验分为两步, 第一步将 43 只 KM 小鼠分成 3 组, 足 底电击强度分别为 0. 4mA、0. 6mA、0. 9mA; 第二步随 机抽出 13只 C57BL /6小鼠, 电击强度为 0. 4mA。动 物在训练箱中适应 3m in后, 给予 20 s, 条件信号, 最后 的 2 s同时施加足底电击, 间隔 60 s, 连续重复上述过 程 10次完成训练。训练的效果于 24 h后检测。动物 在训练箱中适应时间 3m in 后, 单独给予一次声音信 号刺激, 观察 5m in内木僵反应持续时间, 以大于 50% 为合格。木僵是指动物接受声音信号后, 除呼吸运动 外, 全身其他躯体运动全部停止的状态。 三、统计处理 实验数值用均数 ? 标准差表示, 数据处理采用 SPSS 11. 5软件处理。
= Abstract> O bjective T o establish an optim a l fear condition ing pro to co l for study ing the in ter- stra in d ifference in m ice. M ethod s Kunm ing m ice ( KM ) and C57BL /6 m ice w ere ex am ined. T he cond itioning was to assoc ia te a footp la te shock w ith a tone s igna .l T he dura tion o f tone- induced stupor response 24h a fter the training represen ts the retention o f fear m em ory. Resu lts In bo th strains the optim a l current intensity inducing a reproducib le response w as 0. 4~ 0. 6mA. In KM tra ined using 0. 4, 0. 6, and 0. 9mA ave rs ive stim ul,i the durations o f stupor response w ere 60. 00 ? 57. 77 s, 110. 00 ? 129. 61 s and 101. 99 ? 20. 38 s respective ly ( P > 0. 05); the h ighest qua lification percen tage ( 30% ) w as seen in 0. 6mA group. U sing 0. 4mA aversive stim ulus, the dura tion w as 275. 62 ? 36. 99s in C57BL /6, w hich w as sign ificantly than that in KM ( P < 0. 01). A ll C57BL /6 m ice qua l-i fied, wh ile on ly 7. 69% in KM ( P < 0. 01). Con clusion C57BL /6 stra in is m ore su itab le fo r fear cond itioning stud ies than KM stra in and current o f 0. 4 ~ 0. 6 mA is optim a l intensity.
表 1 KM 小鼠于训练后 24 h引出的木僵反应持续时间 和合格率比较
电击强度 组别
(来自百度文库A)
1
0. 4
2
0. 6
3
0. 9
例数
13 10 20
木僵反应持续时间
( s) 60. 00 ? 57. 77* 110. 00 ? 129. 61* 101. 99 ? 20. 38*
合格例数
( \ 150 s) 1 3 5
结果
一、KM 小鼠对不同电击强度的训练效果 用不同强度的电击训练均可建立动物对电击这种 恶性刺激的记忆, 但从较大的标准差上看, 动物间的差 异较大; 总体上看合格率低; 其中强度为 0. 6mA 组的 合格率最高, 但也仅达 30% ; 增加电击强度到 0. 9mA 时合格率反降低至 25% 。这表明, 对小鼠进行此种恐 惧性条件反射的最适电击强度为 0. 6mA。见表 1。
材料与方法
一、材料 1. 实验动物: 健康昆明种 ( KM ) 小鼠由青岛大学 医学院动物中心提供, C57BL /6小鼠, 由北京维通利华 实验动物技术有限公司提供。选用鼠龄 4~ 6周、体质 量 KM 种小鼠 23~ 28g, C57BL /6小鼠 18~ 21g的雄性
作者单位: 261041 青岛, 青岛大学医学院生理教研室
= K ey words> Fea r m em ory; Cond itional reflex; A nim a lm ode l
在学习和记忆的实验研究中, 恐惧性记忆是常选 择的记忆类型之一, 在其他记忆类型的实验研究中, 也 不可避免地涉及应激事件的影 响 [ 1, 2] , 如在 M orris水 迷宫中的训练对受试动物就是应 激事件 [ 3 ] 。虽然学 习和记忆的细胞及分子机制目前尚未明了, 但在记忆 的固化过程中, 皮质类固醇激素的影响是不可忽略的。 皮质类固醇激素作为应激反应的主要激素之一, 对记 忆的固化具有促进和损害两种相反的影响 [ 4-6] 。这种 双向影响的突出表现是, 在动物训练后急性适量的皮 质固 酮能增强 记忆的固 化, 而 过量则损 害记忆 的固 化 [ 7] 。恐惧性记忆的训练都使用强的恶性刺激 ( 如电 击足底 ) , 伴随的应激反应较强, 所以训练的成功率直 接影响进一步实验对该类动物模型的应用。
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中国行为医学科学 2006年 12月第 15卷第 12期 Ch in J of Behavioral M ed S c,i D ecem ber 2006, V ol 15, N o. 12
# 基础研究 #
两种小鼠恐惧记忆模型建立的比较研究
宋海滨 李春林 金毅 唐明
=摘要 > 目的 建 立一 种 能有 效地 评 价小 鼠恐 惧 记忆 能力 的 实验 动 物 模型。 方法 选 用 昆明 种 ( KM )和 C57BL /6小鼠, 使用声音结合 足底电击训练, 测试同一品种小鼠用不同电击强度, 和不同品种小鼠 用相同条件训练时, 恐惧性记忆建立的差异。恐惧性 记忆形 成的表 现为训 练后 24 h测 试时出 现木僵 反应 ( stupo r response)且持续时间长。结 果 声音 分别结合 0. 4mA、0. 6mA、0. 9mA 的 足底 电击, 24 h后在 KM 小鼠引出的木僵反应时间分别 为 ( 60. 00 ? 57. 77) s, ( 110. 00 ? 129. 61) s, ( 101. 99 ? 20. 38) s, 组 间没有显著 性差异 ( P > 0. 05) 。强度 0. 6mA 组的合格率 最高, 达 30% 。在声音结 合 0. 4mA 电击 条件下, C57BL /6小 鼠的木僵反应时间为 ( 275. 62 ? 36. 99) s, 显 著长于 KM 小鼠的时间 ( P < 0. 01); 前者的合格率为 100% , 远 高于 KM 小鼠的 7. 69% 。结论 C57BL /6小鼠比 KM 小鼠更适用于建立恐惧记忆模型; 强度 0. 4~ 0. 6mA 的足底电击能获得重 复性好的训练效果, 而仅以增加电击强度的方式不能 提高合格率。
讨论
在对 KM 小鼠所做的不同强度的训练中, 发现了 过强的强度损害训练效果, 这与已有的研究结果 [ 9] 相 似, 但主要表现在合格率上, 即, 强度 0. 6mA组的合格 率最高, 提高电击强度反而使得合格率下降。实际上, 我们曾参照大鼠的数据, 尝试过高达 1. 5mA的电击电 流, 但受试动物无一合格。这种现象可能正反映了应 激反应的程度对记忆固化过程的 影响。其他 研究表
合格率
(% ) 7. 69 30. 00 25. 00
注: 各组之间多重比较, * P < 0. 05
二、相同训练条件下两系小鼠的训练效果 强度 0. 4mA 的训练后引出的木僵反应持续时间 在 C57BL / 6小鼠为 ( 275. 62 ? 36. 99) s, 显著地比 KM 小鼠 的 长 ( F = 128. 432, 相 伴 概 率 为 0. 000, P < 0. 01), 见表 2。 C57BL / 6小鼠的合格率达 100% 以上。 即使与 0. 6mA训练的 KM 比较, 合格率也高达 3倍之 多。见表 2。
=关键词 > 恐惧记忆; 条件反射; 动物模型
S train-dep enden t d ifferen ce in fear cond ition in g mouse model SONG H ai-B in, LI Chun-L in, JIN Y i, et al. D ep ar tm ent of Phy siology, M ed ical C ollege of Q ingdao University, Q ingdao 266071, China
动物。动物分笼饲养, 自由饮用饲料和水, 动物室昼夜 交替自然采光。
2. 小鼠用恐惧条件反射训练装置: 由于国产声音、 电刺激装置多为大鼠设计, 不适用于小鼠, 因此, 我们 根据实验要求, 参考荷兰 Am sterdam 大学的类似装置 的数据及 F rankland等 [ 8] 的文献资料, 自行设计、制作 了条件反应箱, 经反复测试和改进, 其技术指标符合实 验要求。 ( 1) 训练箱: 训练箱材料为有机玻璃, 大小为 20 cm @ 20 cm @ 20 cm, 箱底为电极板, 箱内三壁涂红色 竖向条带, 另一壁涂黄色条带。箱盖上装有扬声器、光 源, 并有微型摄像头安装孔, 用于实现远距离监视和录 像。电极板用直径 1mm 的不锈 钢丝作为 电极, 架空 10mm 平行铺设于有机玻璃板上制成, 按正负极交错 方式连接引线。 ( 2) 条件刺激装置: 由音频发生器和 刺激器两部分组成。条件信号的音频为 1 kH z, 声强为 70 dB。电刺激信号由 20V AC 多倍压整流后获得, 最 大输出电流为 10mA, 并获得多个空载电压值, 包括适 用的 60V。通过动物的实际电流用串联毫安表测定。 两种信号的发生及序列用软件通过微机接口 RS-232C 的状态控制线实行定时控制。 ( 3) 监控: 训练在隔音 良好的暗室中进行, 过程用微机视频监视系统在暗室 外全程录像。
表 2 2种小鼠训练后木僵 反应时间和合格率
比较 (各 n= 13)
鼠种
刺激强度 (mA)
C 57BL / 6 0. 4
KM
0. 4
木僵反应
( s) 275. 62 ? 36. 99*
60. 00 ? 57. 77
合格例数
( \ 150 s) 13 1
合格率
(% ) 100 7. 69
注: 与 KM 组比较, * P < 0. 01
明, 皮质类固醇激素作为应激反应的主要激素, 其受体 ( GR) 在海马中表达丰富, 对海马 LTP 的产生有易化 和抑制的 双重作 用 [ 10] , 过量 将导 致 LTD 产 生; 相 应 地, 包括人类在内的多个种属, 在不同的训练科目中, 训练后急性给予足以兴奋 GR 剂量的皮质激素能增强 记忆固化, 过量则损害之 [ 7] , 而给予选择性的 GR 拮抗 剂则损害记忆的固化。所以我们认为, 单纯地提高电 击强度不能提高合格率, 0. 6mA 或以下的电击强度是 建立小鼠恐惧性条件反射的适宜强度, 引起的应激反 应程度适于恐惧性记忆的固化。