GABA and its agonists improved visual cortical function in senescent monkeys

Human cerebral cortical function degrades during old age. Much of this change may result from a degradation of intracortical inhibition during senescence. We used multibarreled microelectrodes to study the effects of electrophoretic application of gamma-aminobutyric acid (GABA), the GABA type a (GABAa) receptor agonist muscimol, and the GABAa receptor antagonist bicuculline, respectively, on the properties of individual V1 cells in old monkeys. Bicuculline exerted a much weaker effect on neuronal responses in old than in young animals, confirming a degradation of GABA-mediated inhibition. On the other hand, the administration of GABA and muscimol resulted in improved visual function. Many treated cells in area V1 of old animals displayed responses typical of young cells. The present results have important implications for the treatment of the sensory, motor, and cognitive declines that accompany old age.

GABA Transporter-1 Activity Modulates Hippocampal Theta Oscillation and Theta Burst Stimulation-Induced Long-Term Potentiation

The network oscillation and synaptic plasticity are known to be regulated by GABAergic inhibition, but how they are affected by changes in the GABA transporter activity remains unclear. Here we show that in the CA1 region of mouse hippocampus, pharmacolog

1.初级视觉皮层功能，GABA系统功能在衰老过程中的变化; 2.奖赏机制，极低频磁场的生物学效应研究

1 初级视觉皮层功能，GABA系统功能在衰老过程中的变化 本章首先对衰老过程中神经形态学和神经电生理学上的研究进行了综述，然后报道了作者的博士学位论文研究工作。实验采用神经电生理的手段，探讨初级视觉皮层（primary visual cortex；V1）功能，以及GABA（gamma-aminobutyric acid）系统功能在衰老过程中的变化。 实验1和2均采用单细胞记录技术，检测了中年猴V1细胞的方位选择性、方向选择性、自发放和最大反应，并与年轻和老年猴进行对比；比较了年轻和老年猴V1细胞的感受野外周抑制能力。在实验3中，我们记录了年轻和中年大鼠在给予GABA直接或间接的激动剂，戊巴比妥钠或氯胺酮{通过拮抗NMDA（N-methyl-D-aspartate）受体}后，其皮层的EEG（electroencephalogram）活动，并分析与年龄相关的差异。结果如下： 实验1：中年猴V1细胞的方向选择性和自发放介于年轻猴和老年猴之间，而方位选择性和最大反应与年龄之间没有相关性。 实验2：感受野外周区的最优刺激明显降低了年轻和老年猴具有高方位选择性细胞的比例。同时，年轻猴所有细胞，以及老年猴高方位选择性细胞具有较高的最大抑制比，与它们相比，老年猴无明显方位偏好细胞的最大抑制比显著降低； 实验3：戊巴比妥钠注射后，在年轻和中年大鼠上，alpha (8-12 Hz) 和beta (12-20 Hz) 频段EEG功率增加，theta (4-8 Hz) 功率减少，这些变化在中年大鼠上较为明显。氯胺酮注射后，中年大鼠theta功率比年轻大鼠具有更大幅度的降低。 我们的结果表明，视觉皮层功能的下调在衰老早期就已发生，其机制可能与抑制系统功能普遍降低有关. 2 奖赏机制，极低频磁场的生物学效应研究 本章首先对自然奖赏和药物成瘾机制、极低频磁场生物学效应，以及极低频磁场对奖赏系统的影响进行了综述，然后报道了作者的博士论文研究工作。实验目的是探讨大鼠眶额叶皮质（orbitofrontal cortex；OFC）活动与食物奖赏刺激的相关性，以及极低频磁场对小鼠空间认知能力的影响。 实验1采用EEG记录技术，检测了大鼠OFC在食物奖赏和渴求过程中EEG各频段的功率变化。在实验2中，使用了一种探索型Y-迷宫实验范式，它仅依赖于啮齿类动物天生的探索欲望，避免了奖赏效应的干扰，利用此新型迷宫，我们检测了25和50 Hz磁场对小鼠空间识别记忆能力的影响。其结果如下： 实验1：大鼠OFC的delta频段（2-4 Hz）EEG活动与食物刺激显著相关，其相对功率在食物渴求时下降，在食物奖赏时升高。 实验2：与短时照射相比，长时的50 Hz磁场照射降低了小鼠对新异臂的探索能力，而25和50 Hz磁场暴露都不影响小鼠的活动力。 本研究表明，食物奖赏与OFC的delta频段EEG活动密切相关，而我们以前发现，大鼠和猴OFC的gamma（20-100 Hz）活动与吗啡成瘾相关，提示了OFC在自然奖赏和药物成瘾中具有不同的作用；另外，本实验首次证明，极低频磁场损害了小鼠不依赖于奖赏系统的空间认知能力，而我们先前发现，极低频磁场可以强化吗啡诱导的条件化位置偏好，从而说明极低频磁场对吗啡成瘾具有独特的生物学效应。

Study on the GABA gated channels in the neurosecretory cells of MTXO in the eyestalks of Eriocheir sinensis

The responses to rapid application of gamma-aminobutyric acid (GABA) and the GABA receptor characteristics of MTXO neurosecretory cells in the eyestalks of Chinese mitten-handed crab (Eriocheir sinensis) were examined by whole-cell patch clamp. Under current clamp mode, the depolarization and hyperpolarization were evoked from the three types of neurosecretory cells in response to the GABA (0.1 mmol/L) depending on the Nernst Cl- potential. Under voltage clamp mode, the inward Cl- channel currents (I-GABA) were resolved from all three types of neurosecretory cells in response to GABA (0.01similar to5 mmol/L). The GABA currents were activated within 1 200 ms and peaked within 800 ms. No obviously desensitization was observed during GABA application. The dose-response curve showed usual S-shape, with a just-discernible effect at 0.01 mmol/L and near-saturation at 0.5 mmol/L. The GABA currents had reversal potentials that followed Nernst Cl- potentials when [Cl-] was varied. The pharmacological results revealed that the GABA receptor of the crab neurosecretory cells was sensitive to the Cl- channel blockers picrotoxin and niflumic acid (0.5 mmol/L), insensitive to GABA(A) receptor antagonist bicuculline and GABA(C) receptor agonist cis-4-aminocrotonic acid (CACA 1 mmol/L) and trans-4-aminocrotonic (TACA 1 mmol/L).

溴隐亭和巴氯芬对吗啡诱导成瘾后戒断症状的协同抑制作用

皮下递增注射吗啡(25、50、75、100、125、150mg/kg)建立小鼠身体依赖动物模型,把6mg/kg纳络酮作用下的小鼠跳跃症状作为成瘾后戒断的行为学观测指标,检测DA受体激动剂溴隐亭和GABAB受体激动剂巴氯芬对戒断行为的影响;同时进一步研究激动二受体在成断过程中的作用.结果表明:溴隐亭低剂量(10mg/kg)无抑制戒断症状的作用,中、高剂量(20、30mg/kg)能够明显抑制戒断症状;巴氯芬低、中剂量(0.5、1.0mg/kg)无抑制戒断症状的作用,高剂量(1.5mg/kg)则可以抑制戒断症状的作用.当无抑制作用剂量的溴隐亭(10mg/kg)和巴氯芬(1.0mg/kg)联合应用时能够明显抑制小鼠的戒断症状,说明此二受体在吗啡成瘾后戒断期间功能上具有协同作用,能够很好地抑制纳络酮诱导的成瘾小鼠跳跃症状.

巴氯芬对慢性吗啡依赖后条件化位置偏好和戒断症状的抑制

小鼠连续7天腹腔注射吗啡(40mg/kg)建立条件化位置偏好模型,连续皮下递增注射吗啡(25、50、75、100、125、150mg/kg),成瘾后腹腔注射纳络酮(6mg/kg)诱导戒断症状(跳跃行为)建立戒断模型.腹腔注射GABAB受体激动剂巴氯芬(2 mg/kg)可以有效地抑制吗啡诱导的条件化位置偏好和减轻纳络酮诱导的戒断症状,结果表明GABA系统参与动物成瘾后渴求和戒断过程,激动GABAB受体可以在一定程度上抑制成瘾的心理和生理戒断症状.

γ-氨基丁酸受体和甘氨酸受体在大鼠丙泊酚麻醉中的作用

目的 研究丙泊酚对大鼠海马CA1区电刺激诱发兴奋性突触后电流(EPSC)的影响,分析γ-氨基丁酸(GABA)受体和甘氨酸受体在丙泊酚麻醉中的作用.方法 断头法分离wistar大鼠(13～19 d)海马半脑,切出400 μm厚度的海马脑片,全细胞膜片钳技术记录CA1区锥体神经元EPSC.80张脑片分为八组:脂肪乳剂组,50 μmol/L丙泊酚组,100 μmol/L丙泊酚组,200 μmol/L丙泊酚组,SR95531组,士的宁组,SR95531+100 μmol/L丙泊酚组,士的宁+100 μmol/L丙泊酚组,每组10张.SR95531+100 μmol/L丙泊酚组和士的宁+100 μmol/L丙泊酚组先在循环液中加入10 μmol/L SR95531或4 μmol/L士的宁预孵脑片30 min.八组均记录基础EPSC 10 min,然后加入不同药物,继续记录EPSC 40 min.膜钳制电压为-70 mV.结果 脂肪乳剂、SR95531和士的宁对EP-SC幅值无影响;丙泊酚呈剂量依赖性的抑制EPSC幅值,50、100、200 μmol/L丙泊酚最大抑制EPSC幅值为14.4%、52.3%、67.8%;SR95531+100 μmol/L丙泊酚组加入丙泊酚后,EPSC幅值基本无改变;士的宁+100 μmol/L丙泊酚组加入丙泊酚后,EPSC幅值仍然下降,最大抑制程度为34.7%.结论 丙泊酚主要通过增强GABAA受体功能使兴奋性突触活动降低,甘氨酸受体在其中起到协同和调节作用.

Mechanisms of H+ modulation of glycinergic response in rat sacral dorsal commissural neurons

Many ionotropic receptors are modulated by extracellular H+. So far, few studies have directly addressed the role of such modulation at synapses. In the present study, we investigated the effects of changes in extracellular pH on glycinergic miniature inhibitory postsynaptic currents (mIPSCs) as well as glycine-evoked currents (I-Gly) in mechanically dissociated spinal neurons with native synaptic boutons preserved. H+ modulated both the mIPSCs and I-Gly, biphasically, although it activated an amiloride-sensitive inward current by itself. Decreasing extracellular pH reversibly inhibited the amplitude of the mIPSCs and I-Gly, while increasing external pH reversibly potentiated these parameters. Blockade of acid-sensing ion channels (ASICs) with amiloride, the selective antagonist of ASICs, or decreasing intracellular pH did not alter the modulatory effect of H+ on either mIPSCs or I-Gly, H+ shifted the EC50 of the glycine concentration-response curve from 49.3 +/- 5.7 muM at external pH 7.4 to 131.5 +/- 8.1 muM at pH 5.5, without altering the Cl- selectivity of the glycine receptor (GlyR), the Hill coefficient and the maximal I-Gly, suggesting a competitive inhibition of I-Gly by H+. Both Zn2+ and H+ inhibited I-Gly. However, H+ induced no further inhibition of I-Gly in the presence of a saturating concentration of Zn2+. In addition, H+ significantly affected the kinetics of glycinergic mIPSCs and I-Gly. It is proposed that H+ and/or Zn2+ compete with glycine binding and inhibit the amplitude of glycinergic mIPSCs and I-Gly. Moreover, binding of H+ induces a global conformational change in GlyR, which closes the GlyR Cl- channel and results in the acceleration of the seeming desensitization of IGly as well as speeding up the decay time constant of glycinergic mIPSCs. However, the deprotonation rate is faster than the unbinding rate of glycine from the GlyR, leading to reactivation of the undesensitized GlyR after washout of agonist and the appearance of a rebound I-Gly. H+ also modulated the glycine cotransmitter, GABA-activated current (I-GABA). Taken together, the results support a 'conformational coupling' model for H+ modulation of the GlyR and suggest that W may act as a novel modulator for inhibitory neurotransmission in the mammalian spinal cord.

Effects of gamma-aminobutyric acid, progesterone and ionophore A23187 on acrosome reaction of tree shrew sperm in vitro: examination of acrosome reaction with an improved fluorescence microscopy

A number of acrosome reaction (AR) initiators have been found to be effective in inducing AR of human, laboratory and domestic animal sperm. Using an improved simple fluorescence microscopy, effects of gamma-aminobutyric acid (GABA), progesterone and ionophore A23187 on sperm AR of tree shrew, a useful animal model in biomedical research, have been investigated. Spontaneous AR in 4.92-7.53% of viable sperm was observed. Complete AR in 10.31-18.25% of viable tree shrew sperm was obviously induced by 5 mu M and 10 mu M calcium ionophore A23187, 1 mM GABA, and 5 mu M progesterone, and there were no significant differences between their abilities to initiate complete AR. No significant differences of AR percentages between 1- and 2-h treatments with A23187, progesterone and/or GABA were observed. These results suggested that the responses of tree shrew sperm to these AR initiators are similar to that of human and other mammalian sperm. (C) 1997 Elsevier Science B.V.

Reversible disconnection of the hippocampal-prelimbic cortical circuit impairs spatial learning but not passive avoidance learning in rats

Wistar rats, treated with the GABA(A) receptor agonist muscimol, were used to investigate the role of the hippocampal-prelimbic cortical (Hip-PLC) circuit in spatial learning in the Morris water maze task, and in passive avoidance learning in the step-thr

Ⅰ、KMBZ-009 改善心理应激所致认知障碍和抑郁样行为的研究 Ⅱ、银杏叶提取物及复方制剂改善老年鼠空间学习记忆的突触可塑性机理

1、KMBZ-009 改善高台应激所致认知障碍和应激相关的抑郁样行为及其相关机理 研究。 虽然适当的应激会提高动物的学习记忆功能，但过量的应激特别是无法逃避 的应激，往往导致依赖海马或前额叶的学习记忆功能受损，这与应激改变脑内应 激激素（皮质酮，皮质醇等）和神经递质的释放，影响突触传递和可塑性（包括 长时程增强和长时程抑制，LTP 和LTD）有关。一些疾病的发生、发展和恶化， 比如抑郁症（Depression）、创伤后应激障碍（PTSD），往往也和应激相关联，其 神经化学基础被证实与内分泌系统和单胺类（如五羟色，去甲肾上腺素，多巴胺） 神经递质系统的功能密切相关。遗憾的是，到目前为止还没有发现能治疗应激的 药物。本实验室过去的研究证实：KMBZ-009(申报新药时的名称为芬克罗酮，英 文名Phenchlobenpyrrone)——一种新的取代吡咯烷酮类化合物，通过调节细胞 内钙，改变脑内神经递质的释放，从而影响脑高级功能。KMBZ-009 对神经递质 释放影响是否能减轻应激导致的认知障碍及应激相关疾病的发生还没有进行研 究。本研究采用Morris 水迷宫、行为操作箱、绝望游泳、膜片钳和活体电生理 技术研究了KMBZ-009 对高台应激所致认知障碍和应激相关的抑郁样行为的影响 及其相关机理。 研究结果发现，高台应激或皮质酮注射造成大鼠空间记忆提取障碍，这与其 导致的海马CA1 区突触可塑性改变有关，而KMBZ-009 能成剂量依赖性地逆转应 激对空间记忆提取的损伤作用，这与它阻断应激或皮质酮异化的LTD 和恢复应激 或皮质酮损伤的LTP 密切相关。KMBZ-009 能部分地降低因应激而升高的血清皮 质酮含量，此外，KMBZ-009 对大鼠海马CA1 区锥体神经元的兴奋和抑制电流的 影响可能也参与了其对应激的调节作用。KMBZ-009 能显著增加海马CA1 区锥体 神经元上AMPA 受体介导的兴奋性突触后电流（EPSC）的幅度，但不影响其动力 学特性。NMDA 受体介导的EPSC 不受KMBZ-009 的影响；GABA 受体介导的抑制突 触后电流（IPSC）的幅度几乎不受KMBZ-009 的影响，而其受体动力学特性明显 被KMBZ-009 改变，表现为IPSC 恢复的时间显著延长。KMBZ-009 对CA1 区兴奋 抑制电流的调节作用，使大鼠海马细胞具有更强的维持细胞稳态的能力，从而避免应激导致神经元功能的损害。KMBZ-009 对抗应激对认知得损伤作用提示其可 能会减少动物的抑郁样行为，本实验结果发现，KMBZ-009 确实能明显减少小鼠 在强迫游泳（FST）中的不动时间，增加大鼠在72 秒低频差式强化（DRL-72s） 模型中的强化率，并降低其反应率。其机制是KMBZ-009 增加正常动物中枢神经 系统胞外NE 水平，激活alpha 和beta 肾上腺素受体，从而使得实验动物的抑郁 样行为明显减少。 2、KMBZ-009 减轻氧化应激对细胞活力、线粒体电位及海马LTP 的损伤作用。 前人的研究表明，氧自由基过多是导致老年痴呆患者和老年人神经细胞凋亡 与认知障碍的因素之一。KMBZ-009 和阿尼西坦是吡咯烷酮类化合物，研究显示 均具有促智作用。有报道指出阿尼西坦能减少神经胶质细胞在缺血缺氧时氧自由 基的生成，从而避免细胞受到氧应激损伤。本研究采用神经元原代培养和离体电 生理学方法，观察了KMBZ-009 和阿尼西坦对氧应激神经元的保护作用。结果发 现，KMBZ-009 和阿尼西坦均能保护氧应激神经元的线粒体的功能，对抗氧自由 基对神经元细胞活力的损伤，从而有效逆转了氧化应激对海马脑片CA1 区LTP 的 损伤作用。KMBZ-009 的作用效果比阿尼西坦的效果强10 倍。 3、银杏叶提取物及复方制剂改善老年大鼠空间学习记忆的突触可塑性机理。 有研究表明，银杏叶和三七叶提取物能调节神经系统的功能。本研究采用 Morris 水迷宫和活体电生理技术研究了银杏三七复方制剂及银杏叶提取物（以 标准银杏叶提取物——金纳多作为阳性对照药）改善老年大鼠空间学习记忆障碍 的突触可塑性机理研究。结果发现：老年大鼠空间学习记忆能力较差，高频诱导 不能在其海马CA1 区引发LTP，当长期服用金纳多或复方制剂一个月后，老年动 物的空间学习记忆功能得到明显改善，这可能与药物增强海马LTP 有密切关系。 复方制剂的作用效果与金纳多的效果相当。 4、悬尾应激损伤避暗作业学习行为的多巴胺D1 受体机制。 近年来的研究表明，DA 系统对应激非常敏感，应激改变PFC 内DA 的含量， 从而导致依赖于PFC 的工作记忆受损。但目前尚不知道应激对DA 系统的影响是 否涉及依赖杏仁核和海马的情绪学习记忆功能。因此，我们采用被动回避作业和 行为药理学的方法，初步探讨了此问题。结果发现：和对照组动物相比，随着悬 尾应激持续时间的增加（5min、10min、20min），动物在避暗作业作业重测试中的步入潜伏期明显缩短，当动物被悬尾应激后回到鼠笼中休息20min，其步入潜 伏期无明显变化；腹腔注射DA D1 受体拮抗剂SCH23390 呈剂量依赖性地缩短动 物的步入潜伏期，但SCH23390 腹腔注射和悬尾应激共同处理实验动物时，此种 D1 受体拮抗剂能有效逆转应激对步入潜伏期的影响；进一步的研究发现，应激 或D1 受体拮抗剂对痛觉感受的影响不是其改变动物步入潜伏期的主要因素。本 研究结果表明悬尾应激导致脑内多巴胺释放过度增加，杏仁核（可能还有海马及 相关神经回路）内的D1 受体被过度激活，从而导致小鼠在操作被动回避任务时 的记忆获得障碍。

海马突触可塑性与异常记忆

5-羟色胺(5-HT)是中枢神经系统内非常重要的神经递质，广泛参与各种行为和生理过程。5-羟色胺功能低下可导致多种精神类疾病尤其是焦虑、抑郁和创伤后应激障碍等，而这些疾病都伴有学习和记忆的障碍；海马是参与学习记忆的重要脑区。海马接受5-HT神经元的直接投射且富含5-HT受体，因而海马也可以通过5-HT系统调控焦虑、抑郁及学习记忆。海马突触可塑性是学习记忆的细胞分子机制，是学习记忆的基础。我们条件性敲除转录因子Lmx1b得到中枢5-HT缺失小鼠，利用该小鼠进行中枢神经系统5-HT功能的研究。我们发现该小鼠的脑结构和运动能力正常；水迷宫空间学习能力正常，但空间记忆受损；焦虑水平降低，但是环境恐惧学习和记忆能力增强，增强的恐惧记忆能被外源给予的5-HT逆转；在中枢5-HT缺失小鼠中，应激对海马可塑性的作用即损伤LTP易化LTD消失，外源给予5-HT可以恢复应激的效果。这些结果提示应激导致海马LTP损伤可能是保护机制，缺乏这种保护机制可能导致恐惧记忆相关的创伤后应激障碍(PTSD)的易感。成瘾的核心特征是对药物的强迫性渴求和复吸。成瘾与学习记忆有很多共同的脑区和分子通路，它可能通过篡夺正常生理神经通路而产生比正常生理反应更强烈的可塑性，形成有害的异常记忆。以前的报道证实海马的兴奋性突触可塑性在成瘾过程中的适应性改变可能是成瘾的机制；但是成瘾涉及复杂的生物机制，因而不可能仅是兴奋性突触可塑性的贡献。我们研究了5-HT系统和抑制性系统（主要是GABA能系统）在成瘾中的贡献。利用中枢5-HT缺失小鼠，我们发现5-HT缺失小鼠的吗啡显著地易化了5-HT CKO的海马LTP，同时也导致成瘾行为持续不消退；5-HT和5-HT1a受体激动剂能逆转此现象。这提示毒品成瘾可能导致中枢5-HT缺失，进而增强海马LTP，使毒品相关记忆牢固不消退。GABA能系统是中枢神经系统最重要的抑制性系统，我们研究发现一次吗啡对内源性大麻受体（CB1R）依赖的抑制性突触的长时程抑制（Inhibitory long-term depression，I-LTD）没有影响，成瘾后I-LTD抑制，而吗啡成瘾后戒断导致了内源性大麻受体(CB1R)和L-型钙通道(LTCC)依赖的GABA能LTD (I-LTD)，使I-LTD增大了一倍，提示在吗啡成瘾阶段过程中，有组合突触可塑性发生，进而增强了突触可塑性的调控范围。 本论文是对中枢5-HT系统对海马兴奋性突触可塑性在焦虑、应激、成瘾等异常记忆中的调节作用以及海马抑制性系统在成瘾和戒断中的贡献进行研究，表明恐惧记忆和毒品成瘾记忆存在许多共同的细胞分子机理，对今后治疗焦虑、创伤后应激障碍和成瘾提供了新的思路。

吗啡成瘾相关学习记忆的脑机制

重复使用吗啡将导致吗啡成瘾，其主要表现如依赖、耐受、敏感化以及吗啡停用后的戒断反应。其核心特征是强迫性吗啡使用：即成瘾者失去了对药物寻觅和摄取的控制。药物成瘾是一个复杂的生物学过程，近年来的研究表明学习记忆参与药物成瘾过程。学习记忆和药物成瘾都受到相似的神经营养因子，递质释放与转运的调控，它们都受到cAMP，CREB等调控因子的调控。研究发现在与成瘾相关的线索，如用药有关的人物、地点或暗示等，都可能恢复觅药和用药行为。当把成瘾相关的线索呈现给戒断中的人时，可以发现这些人表现异常，如心率、呼吸加快，血压升高，并表现明显的渴求行为，前额叶在这种线索导致的渴求行为中起重要作用。以前的研究证实条件化位置偏好(conditioned place preference，CPP)是一个很好的模型来研究环境线索在成瘾中作用，可以用来分析检测成瘾行为。因此，在实验一、二中，采用CPP模型来研究吗啡相关的学习记忆与胆碱系统，以及蛋白质合成的关系；实验三研究了前额叶和海马在吗啡成瘾和戒断过程中谷氨酸(GLU)和γ-氨基丁酸(γ-GABA)含量的变化。 (1)：学习和记忆依赖于多种递质的共同作用，不同的递质在不同的学习记忆中的作用也不一样。大量的研究表明胆碱系统在学习记忆中起重要作用，胆碱系统抑制剂可以导致学习记忆障碍。在本实验中，我们研究东莨菪碱(经典的抗胆碱能药物，影响记忆的获取过程)对吗啡以及食物相关的线索的记忆的影响，研究抑制胆碱系统对这两种线索相关的奖赏性学习记忆的影响。采用腹腔注射东莨菪碱，三个不同的剂量(0.5、1、2mg/kg)，在给吗啡(40 mg/kg)或者食物之前30分钟给东莨菪碱，连续给药4天。结果显示，除了0.5 mg/kg的东莨菪碱不能抑制食物导致的CPP外，其他剂量的东莨菪碱都明显抑制食物导致CPP。但是东莨菪碱并不能抑制吗啡导致的CPP，而且，2.0 mg/kg东莨菪碱强化了吗啡线索相关的学习记忆。这种结果表明吗啡导致的奖赏性学习和普通的普通记忆存在不同的机制。 (2)：记忆的形成需要蛋白质的合成，特别是长时程记忆。在记忆形成的不同阶段，蛋白质的合成对记忆的影响不一样，在学习前后较短的时间内给蛋白质合成抑制剂可以有效的抑制长时程记忆的形成。学习记忆参与吗啡成瘾过程，那么抑制蛋白质的合成是否也能抑制吗啡成瘾相关的学习记忆呢？本实验中，采用环己酰亚胺(蛋白质合成抑制剂，抑制记忆的巩固)来研究抑制蛋白质合成对吗啡线索相关的学习记忆的影响。腹腔给环己酰亚胺，剂量30mg/kg，给药时间为给吗啡前30分钟，同时，后30分钟以及后2小时。实验发现在给吗啡前后30分钟内给环己酰亚胺可以削弱对吗啡相关的线索的记忆，但是不能完全抑制这种记忆的形成，而且在吗啡后两小时给环己酰亚胺基本上对这种记忆没有抑制作用。这种结果表明吗啡相关的联合型学习记忆的形成并不完全依赖于蛋白质的合成，脑内还存在其他的途径来参与这种记忆过程。 (3)：GLU和GABA参与许多学习记忆过程，同样它们在吗啡成瘾过程中也起重要的作用。前额叶和海马在记忆中都起到重要的作用，而且它们在成瘾记忆中也扮演重要角色。那么在成瘾及戒断过程中，前额叶和海马中GLU和GABA会有什么变化呢？本实验利用高效液相色谱－紫外分析法分析在吗啡成瘾及戒断过程中前额叶和海马中总GLU和GABA的动态变化。实验发现在吗啡成瘾及戒断过程中，GABA和GLU在前额叶和海马中的总含量都没有显著的变化，尽管在给药和戒断中，这两种递质都下调然后逐渐上升，但是跟对照组比较都不显著。但是比较吗啡组之间的变化，可以看出前额叶GLU在给药及戒断过程中有比较显著的变化。该结果提示在吗啡成瘾和戒断过程中，GLU和GABA的总量并没有发生显著的改变。结合前人的研究我们认为，这两种递质在成瘾和戒断过程中，它们的合成，释放以及在突触间的转运等各个环节都受到影响，从而参与吗啡成瘾。

吗啡给药及戒断期间大鼠眶额叶脑区功能活动特征户外环境下自由活动猕猴顶叶及海马神经元单位放电的胞外记录方法

已有的研究表明，眶额叶在解剖上与现在已知的药物滥用相关的脑区是紧密联系在一起的。例如，眶额叶在药物滥用和强迫性重复行为中起作用，且随着脑成像技术的应用，越来越多的证据表明眶额叶参与了药物滥用。但是我们并不了解在阿片给药和戒断期间眶额叶脑区活动是如何变化的。因此，我们在实验中采用了Mn2+增强的核磁共振成像（Manganese-enhanced magnetic resonance　imaging，MEMRI，4.7T）技术和脑电（EEG）记录的方法，以研究大鼠眶额叶在给与阿片类药物（盐酸吗啡）以及戒断过程中的动态变化。 MEMRI是一种近年才发展起来的新型技术。研究表明，Mn2+是Ca2+的类似物，可以通过Ca2+通道进入兴奋性的神经元里面并结合到胞内的蛋白质和核酸上的Ca2+和Mg2+结合位点上 (MILDVAN and COHN, 1963; EISINGER et al., 1965)。另外，Mn2+的顺磁性也为它成为核磁共振成像的造影剂提供了前提条件。可是成功应用MEMRI的前提就是要在适当的时间把合适剂量的Mn2+传递到靶点上。因此，Mn2+在注射到靶点后，是否能够在有效的时间内反映大脑活动的变化就成为一个非常重要并且在技术上较为棘手的问题。在给实验大鼠脑区微量注射Mn2+（80mMol/L，200nl）的同时，通过微量注射兴奋性神经递质谷氨酸（Glu 0.5mM/L）或抑制性递质γ-aminobutyric acid（GABA 0.5M/L）以改变靶点神经元兴奋性的方法，检测Mn2+能否反映脑区的活动变化。另外，我们随机选取实验动物，分别在注射Mn2+ 3小时、5小时和8小时后对三组大鼠（n=5）进行10％福尔马林灌流，并且通过观察大鼠眶额叶脑区Mn2+强度的变化来研究最佳的灌流时间。我们的实验结果表明，Mn2++Glu组的右侧脑区/左侧脑区的Mn2+亮度比Mn2+空白对照组增加了20％（p=0.016, student t-test, *p <0.05），也远大于Mn2++GABA组（p=0.047, *p<0.05）。结果表明，当神经元被兴奋的时候，较多的Mn2+可以通过Ca2+通道进入兴奋的神经元内，使得Mn2+的成像亮度增加。由于Mn2+成像亮度的增加可以反映神经元的兴奋活动，因此可以显示出靶点区的脑活动。另外，在研究灌流时间对Mn2+亮度影响的实验中发现，注射Mn2+ 5小时后灌流得到的信噪比分别比注射Mn2+3小时（p＝0.055）和8小时（p=0.004，*p<0.05）高出24％和32％。总之，我们采用微量注射Mn2+（80mM/L,200nl）后5小时用10%福尔马林心脏灌流的方法获得了较好的结果。另外在试验中我们首先观测了大鼠吗啡戒断后的行为学指标和检测大鼠戒断后条件化位置偏好的程度。实验结果表明大鼠可以建立非常明显的条件化位置偏好，但在湿狗抖等行为学指标上无明显症状。这说明大鼠对于吗啡(10mg/kg, 一天两次，持续12天)形成了明显的心理依赖而无明显的生理依赖。此外，MEMRI的结果表明，在吗啡给药的第1天和第6天，大鼠眶额叶的Mn2+强度与空白对照组相比有显著的降低( one-way ANOVA, Post Hoc Dunnett’s C Tests), F (6,28)=7.242, P<0.001)；而在戒断第3天又恢复到正常水平，在戒断第5天和第7天Mn2+强度跟空白对照组相比没有显著性差别(one-way ANOVA, *p<0.05)。脑电（EEG）的结果表明，急性吗啡诱导的gamma波段的EEG显著降低(Two-way ANOVA, F(1,10)=13.626,p=0.006)。然而在戒断第1天gamma波段的EEG与空白对照组相比是增加的。在戒断第3天和戒断第5天，gamma波段的EEG与空白对照组相比也有显著性增强。以上研究结果表明：大鼠眶额叶脑区的动态变化与整个吗啡给药和戒断过程是密切相关的；此外，MEMRI在探讨药物滥用以及成瘾等机制上有很大的应用前景。

双壳贝类幼虫变态诱导及其机理研究

变态过程是双壳贝类由幼虫向成体转变的一个必不缺少的发育阶段。研究双壳贝类幼虫的变态过程及其机理，对于阐明它们的种群数量变动，促进重要经济双壳贝类增养殖的发展有重要的理论和实践意义。本论文除了用化学物质对几种双壳贝类(海湾扇贝、墨西哥湾扇贝和硬壳蛤)幼虫的变态进行诱导外，主要以激素和神经递质的作用方式为基础，通过直接测定双壳贝类(以海湾扇贝为代表)幼虫体内激素和神经递质、第二信使cAMP等生化物质含量的变化来研究双壳贝类幼虫变态过程中的信息传递途径，从分子生物学和神经生物学角度阐明双壳贝类幼虫变态机理。主要结果如下：1．通过参考国内外大量文献的基础上，较为系统地评述了近二十年来海洋无脊椎动物幼虫附着变态研究的一些进展情况，主要包括诱导因子、附着变态机理模型、人工诱导物的应用和延迟变态四个方面。到目前为止，人们已经发现了许多海洋无脊椎动物幼虫附着变态的诱导物质，主要分为天然诱导物和人工诱导物两大类，一些人工诱导物如GABA、肾上腺素和去甲肾上腺素已经在经济贝类苗种生产中得到应用。幼虫附着变态机理模型主要有长牡蛎(Crassostrea gigas)幼虫附着变态的双调控模型、红鲍(Haliotis rufescens)幼虫附着变态的上行调节模型以及多毛类Phragmatopoma california幼虫附着变态的脂肪酸调控模型。本论文还评述了海洋无脊椎动物幼虫发生延迟变态的原因以及延迟变态对海洋无脊椎动物造成的影响，并提出了解决的方法和今后研究的重点问题。2．在室内用氯化乙酰胆碱、ATP和CaCl_2 3种化学物质对海湾扇贝幼虫的变态进行了诱导实验。结果表明，虽然在个别浓度和处理时间氯化乙酰胆碱和ATP有诱导作用，但总体诱导效果不显著。而10×10~(-3)～40×10~(-3M的CaCl_2在处理12～24h后诱导效果较显著，其诱导效果对处理时间的依赖性较显著，在浓度为40×10~(-3)M和处理时间为24h时诱导效果最好，与对照组相比，变态率提高23.18％。3种诱导物对幼虫死亡率均有显著影响，并且死亡率对浓度和处理时间均有显著的依赖性，浓度越高，处理时间越长，死亡率越高。3．用KCl、肾上腺素、去甲肾上腺素和氯化胆碱进行了墨西哥湾扇贝(Argopectenirradians concentricus Say)幼虫变态的诱导作用实验。结果表明，KCl、肾上腺素、去甲肾上腺素和氯化胆碱对墨西哥湾扇贝幼虫变态均有显著诱导作用。KCl在处理时间为12h～48h范围内均有诱导作用；13.42×10~(-3)M和20.13×10~(-3)M的KCl诱导效果较好，变态率平均提高10％以上。1．O×10~(-6)M～50×10~(-6)M的肾上腺素在处理时间为lh～12h较适宜，此时变态率均提高10％以上。1.0×10~(-6)M～50×10~(-6)M的去甲肾上腺素在处理时间为1h～24h都较适宜，变态率平均均提高10％以上，最高可提高31．07％。0.01×10~(-4)M～1.O×10~(-4)M的氯化胆碱在处理时间为12h～48h时诱导效果均较好，它们之间的平均变态提高率并没有显著差别，均在12％～13％之间。10×10~(-4)M的氯化胆碱在处理时间为12h时诱导效果较明显，变态率可以提高19.14％，超过12h，变态率明显下降，100×10~(-4)M的氯化胆碱明显产生毒害作用，幼虫变态率均为零，而幼虫的死亡率均为100％。4．用KCl、肾上腺素、去甲肾上腺素、L-DOPA、5-羟色胺(5-hydroxytryptamine，Serotonin，5-HT)和GABA(γ-氨基丁酸)进行了不同浓度不同处理时间对硬壳蛤(Mercenaria mercenaria L.)幼虫变态诱导实验。结果表明，KCl、肾上腺素、去甲肾上腺素、L-DOPA和5-羟色胺对硬壳蛤幼虫的变态均有诱导作用，而GABA的诱导 作用不显著。KCl的最佳诱导浓度随处理时间不同而有所不同。当处理时间为1～24h时，KCl的最佳诱导浓度为33.56×10~(-3)M，此时幼虫变态率均提高24％以上，当处理时间为48h时，KCl的最佳诱导浓度为20.13～26.85×10~(-3)M，处理时间为72h时，最佳诱导浓度为13.42×10~(-3)M。肾上腺素和去甲肾上腺素的诱导作用与浓度和处理时间均有关。肾上腺素的最佳处理浓度为100×10~(-6)M，最佳处理时间均为8h，此时幼虫变态率提高最大，为36.97％。当去甲肾上腺素的诱导浓度为100×10~(-6)M，处理时间为8h～16h时，幼虫变态提高率较高，均大于18％，死亡提高率均低于30％，当去甲肾上腺索诱导浓度为500×10~(-6)M时，虽然在8h～16h的处理时间范围内，幼虫变态提高率也较高，均大于18％，但当处理时间超过8h，在16～48h范围内，幼 虫死亡提高率明显升高，均大于50％。L-DOPA的适宜诱导浓度为10×10~(-6)M～50×10~(-6)M，适宜处理时间为8～24h，此时幼虫变态率均提高30％以上，最高可提高79.43％。5-羟色胺的诱导作用较强，其适宜诱导浓度为100×10~(-6)M—1000×10~(-6)M，适宜处理时间为0.5～24h，此时幼虫变态率提高均在30％以上，当处理时间为8h时，最佳诱导浓度为1000×10~(-6)M，此时幼虫变态率提高57.5％，当处理时间为24h时，最佳诱导浓度为100×10~(-6)M，此时幼虫变态率提高69.29％。GABA的诱导作用较弱，最佳诱导浓度随处理时间的不同而有所不同。处理时间为24h和48h时，最佳诱导浓度为0.1×10~(-6)M；处理时间为0.5～16h时，最佳诱导浓度为100×10~(-6)M。5．KCl、肾上腺素、去甲肾上腺索、L-DOPA、5-羟色胺、GABA、茶碱和咖啡因8种诱导物对不同发育阶段海湾扇贝幼虫变态的诱导作用是不同的。13．42×10~(-3)M和20.13×10~(-3)M的KCl对第12天幼虫的变态有抑制作用，变态提高率为负值；之后当幼虫发育至第13和14天时，两浓度的KCl能够明显诱导幼虫变态，变态提高率均高于20％，而对于第16天的幼虫诱导作用有所减弱，变态提高率有所降低；26.85×10~(-3)M的KCl对第12和13天幼虫的变态均有抑制作用，变态提高率为负值，对第14和16天幼虫的变态却有明显的持续的诱导作用，变态提高率分别为22.98％和37.5％。神经递质肾上腺素、去甲肾上腺素、L-DOPA、5-羟色胺和GABA的诱导作用规律基本相似，即对第13天海湾扇贝幼虫的变态有明显的抑制作用，变态提高率均为负值，而对第14天幼虫的诱导作用较显著。茶碱和咖啡因作为影响细胞内cAMP的物质，它们的诱导作用规律与神经递质有所不同。它们对第13天海湾扇贝幼虫变态的诱导效果最好。6．测定了不同发育阶段及人工诱导后海湾扇贝幼虫体内去甲肾上腺素、多巴胺和5-羟色胺含量的变化规律。结果表明，海湾扇贝幼虫体内去甲肾上腺索含量在变态前和变态后没有明显变化，变态前为2352(pg／mg湿重)，变态后为2770(pg／mg湿重)。多巴胺和5-羟色胺含量在变态前随幼虫的发育而增加，变态前(第13天)急剧增加，第13天的幼虫比第12天的幼虫分别增加了2.8倍和5.7倍，变态后急剧下降，变态后幼苗比第13天的幼虫分别降低了25.1倍和16.4倍。海湾扇贝幼虫体内DA：NE比和5-HT：NE比在变态前和变态后变化比较剧烈。DA：NE比和5-HT：NE比在变态前(第13天)急剧增加，第13天的幼虫比第12天的幼虫增加了3.O倍(DA：NE比)和5.0倍(5-HT:NE比)；变态后急剧降低，变态后幼苗比第13天的幼虫降低了29.8倍(DA：NE比)和19.5倍(5-HT：NE比)。海湾扇贝幼虫经KCl和氯化钙诱导24h后，体内去甲肾上腺素、多巴胺和5-羟色胺以及DA：NE比和5-HT：NE比均有所降低。本实验的结果表明，多巴胺和5-羟色胺可能启动了海湾扇贝幼虫的变态过程。7．茶碱和咖啡因对墨西哥湾扇贝幼虫的变态均有明显诱导作用。它们的诱导作用均对浓度的依赖性较强，对处理时间的依赖性较弱。10×10~(-4)M的茶碱诱导效果最好，平均变态提高率达33％，其次为1.0×10~(-4)M和100×10~(-4)M的茶碱，平均变态提高率分别为23.15％和21.97％。处理时间对茶碱诱导效果影响不显著，在1～24h范围内，平均变态提高率在19.07～26.1％之间变动。10×10~(-4)M的咖啡因诱导效果最佳，4个处理时间的平均变态提高率为36.01％，其次为100×10~(-4)M，平均变态提高率为26.43％。处理时间对茶碱的诱导效果影响不大，在1～24h范围内，平均变态提高率在19.65～22.02％之间变动。8．采用直接测定cAMP的方法来研究cAMP是否参与了海湾扇贝幼虫的变态过程。结果表明，cAMP参与了海湾扇贝幼虫的变态过程。海湾扇贝幼虫体内cAMP含量随着发育阶段的不同而有所变化。在D形幼虫期最低，为73 pmol／(mg蛋白质)；当到达壳顶期幼虫时cAMP含量明显增加，比D形幼虫期提高了12.7倍。从壳顶期幼虫到眼点幼虫(100％，第13天)cAMP含量增加速度较慢，各发育阶段分别比前一发育阶段增加了0.4倍、0.3倍和0.2倍。但当幼虫变态后，体内cAMP含量又急剧增加，幼苗体内cAMP含量比眼点幼虫(100％，第13天)增加了6.1倍。当用KCl、肾上腺索和L-DOPA诱导后，幼虫体内cAMP含量明显增加，分别比对照组提高了7.8倍、1.5倍和10.7倍，说明cAMP参与了这3种诱导物诱导海湾扇贝幼虫变态的过程。9．在前面实验结果和参考有关文献的基础上，初步提出了以海湾扇贝为代表的双壳贝类幼虫变态机理模型：幼虫变态分为两个过程：启动过程和后续过程。当幼虫发育到一定阶段，在外界刺激因子的作用下，体内分泌多巴胺和5-羟色胺，多巴胺和5-羟色胺通过某种信号转导途径(如以DG和IP_3为第二信使)启动变态过程，变态过程启动后，又激活以cAMP为第二信使的信号转导途径(暂时称为后续过程)，两者共同完成了幼虫的变态过程。