海马环路中的组合突触可塑性与大鼠情绪研究

海马在某些类型的学习和记忆中起着关键的作用，而突触可塑性（synaptic plasticity）为学习和记忆的模型提供了理论基础。在海马环路中，分布着各种类型的可塑性，包括突触特异的Hebbian形式的可塑性，如长时程增强（long-term potentiation，LTP）和长时程抑制（long-term depression，LTD）；稳态可塑性（homeostatic plasticity），如突触缩放（synaptic scaling）。稳态可塑性是一种整体的调控过程，它可以调节神经元甚至神经网络的平衡；而Hebbian可塑性则是突触特异的，即每个突触进行单独调控的过程。 越来越多的研究提示稳态可塑性和Hebbian可塑性之间存在着空间间隙（spatial gap），那么，如何使得神经元可以通过Hebbian可塑性的过程来维持细胞整体的兴奋性就变得尤为重要。一些报道揭示了LTP和LTD可以在同一突触通路中同时被激活，因此，我们提出组合突触可塑性的概念，即LTP和LTD的组合，它在赋予系统灵活性的同时又可以降低噪音维持系统的稳定性。基于此，本文将围绕这个问题而开展实验工作。 通过对海马CA1区锥体神经元的微小兴奋性突触后电流（miniature excitatory synaptic current, mEPSC）进行测定分析，我们发现mEPSC的幅度分布符合双峰正态分布（double-peak normal distribution）。Theta节律刺激（theta burst stimuli, TBS）诱导后，mEPSC的幅度分布发生改变，呈现右移趋势。随后，采用干扰肽Pep-A2特异地阻断LTP而不影响LTD，我们发现Pep-A2不影响基础状态下mEPSC的幅度分布。在干扰肽Pep-A2存在下，TBS诱导对基础状态下mEPSC的幅度分布也没有影响。结果为揭示LTP和LTD的组合可塑性提供了初步的证据，对进一步理解记忆的编码过程提供了一定的基础。社交隔离可以引起实验大鼠产生焦虑样和抑郁样的行为，而性经历可以改变动物的情绪状态，降低焦虑样和抑郁样的反应。然而，性经历后进行社交隔离对大鼠情绪的影响并没有报道。在这部分工作中，雄性大鼠经历一周的社交活动（male-male paired housing）或者性活动（male-female paired housing），随后进行一段时间的隔离（1天，2天或者7天）。我们发现，经历过性活动的大鼠，无论隔离与否都表现出相似的情绪反应，包括焦虑样和抑郁样行为以及超声波（ultrasonic vocalizations，USVs）发放；而未经历过性活动的大鼠，其情绪反应随着隔离时间的不同而不同。这一现象提示我们，先前的性经历可以对抗实验动物对环境应激事件，如社交隔离的反应。