大鼠脑发育不同时期学习记忆的变化及与NMDA受体通道动力学特性的关系
作者：熊鹰 李希成 蔡文琴 隋建峰
单位：熊鹰 李希成 隋建峰(第三军医大学生理教研室)；蔡文琴(组胚教研室，重庆，400038)
关键词：发育；学习；记忆；NMDA受体通道
中国应用生理学杂志000105 摘要 目的：研究大鼠脑发育不同时期学习记忆的变化及与NMDA受体通道动力学特性的关系。方法：采用学习记忆行为和离子通道动力学特性测定相结合的方法。结果：在爬杆主动回避反应中，发育早期大鼠习得和保持能力均明显强于成年大鼠。 同时，发育早期大鼠训练后NMDA受体通道出现50 pS电导，而且35 pS通道开放时间和开放概 率增加，35 pS通道长开放成份增多，有长cluster开放。而成年大鼠20 pS、35 pS通道关 闭时间常数明显长于年轻大鼠。结论：大鼠学习记忆的发育变化与NMDA受体 通道动力学特性有关。
中图分类号： R338.2文献标识码：A 文章编号：1000-6834(2000)01-0018-04
, 百拇医药
DEVELOPMENTAL CHANGES OF LEARNING, MEMORY AND ITS RELATONSHIP WITH THE KINETIC PROPERTIES OF NMDA RECEPTOR CHANNEL
XIONG Ying, LI Xi-cheng, CAI Wen-qin1, SUI Jian-feng
(Department of Physiology,1.Histology and Embriology, Third Mil itary Medical University Chongqing 400038)
ABSTRACT
Aim:To investigate the relationship between developmental changes of learning, memory and the kinetic properties of NMDA receptor channel. Meth ods:To use behaviour training and patch-clamp technique. Results:Early developmental rats show the better ability in the acquisition and rete ntion of pole-jump active avoidance reaction(AAR) than that of adult rats. Afte r AAR acquisition, 50 pS channel of NMDA receptor emerged in young rats, the ope n time, open probability, long cluster open components of 35 pS channel was also increased. But the close time constants of NMDA receptor channel of adult rats were longer than that of early deve-lopmental rats. Conclusion: The a bility of learning and memory was different between early development and adult rats, because of the different changes of the kinetic properties of NMDA recepto r channel.
, 百拇医药
KEY WORDS: development; learning memory; NMDA receptor channel
神经元的发育不但在胚胎期，而且在出生后以及整个生命过程中都存在。因此，发育是 一个贯穿生命始终的过程。个体发育过程中学习记忆可能表现不同的变化特点。目前的研究大多集中于发育衰退期(老年)学习记忆能力的变化，而对于发育早期学习记忆能力的变化特点及其机制则了解较少[1]本实验以爬杆主动回避反应(active avoidance reacti on，AAR)为模型研究大鼠学习记忆的发育变化，同时采用膜片钳技术研究这一变化与NMDA受 体通道动力学特性的关系。
1 材料和方法
1.1 动物及分组
Wistar大鼠，雄性，年龄分别为2月龄，6月龄(第三军医大学实验动物中心提供)。行 为实验前筛除对电不敏感的大鼠。
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1.2 主动回避反应(AAR)
采用爬杆(pole-jump)主动回避反应箱[2]。以灯光(25 w)为条件刺激，电击 为非条件刺激，电压为20～30 V。爬杆反应的习得(acquisition)：第一次训练时，先将大 鼠置于箱内适应1～2 min,然后灯亮，5 s后给予电击，在头3次训练时，如果电击后5～10 s 内大鼠不爬到杆上，则轻轻将鼠放置杆上，使大鼠学会爬杆。在随后的训练中，如果电击5 s内大鼠不爬杆，则持续电击30 s,30 s内大鼠都不爬杆则由实验者放到杆上。每次训练的间 隔时间为30～60 s。以灯亮5s后大鼠自动爬杆为主动回避反应(AAR)。如果大鼠爬到杆上30 s仍然不下来，实验者轻轻将大鼠拿下来。每天训练20次。以正确反应率连续3 d都在80% 以上为习得标准。爬杆反应的消退(extinction)：只给予灯光信号(5 s)，不给电击，观察 习得以后不同时间AAR正确率的变化。以“假条件反射”(pseudoconditioning)训练作为对 照组，动物分别接受同样强度的灯光和电刺激，但两种刺激之间没有配对。
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1.3 NMDA受体单通道电活动的记录
1.3.1 神经元急性分离 根据文献[3]报道方法进行。将吹打后 的液体静置5～10 min，吸取上清液，滴于涂有多聚赖氨酸的盖玻片上，静置10～15 min使 细胞充分贴壁。
1.3.2 玻璃微电极的拉制及充灌 将外径1.5 mm的玻璃管在微电极拉制 器上经二次拉制成尖端直径1um的微电极，以0.2 μm的微孔滤膜过滤电极充灌液，用负压 充灌微电极的尖端，再用微量注射器充灌电极尾部，用手指将电极尖端的气泡轻轻弹出。充 灌后的微电极电阻为8～15 MΩ。
1.3.3 液体与药品 人工脑脊液(mmol/L)：Nacl 126，NaH2PO4 1. 5，NaHCO3 25，KCl 5,CaCl2 4,MgSO4 2 Glucose 10(配时暂不加糖)，pH 7.4；浴 液(mmo/L)：NaCl 140，CsCl 5，CaCl2 1.8，HEPES 10,Glucose 10，TTX 0.001，pH 7 .2；电极内液：无glucose，含20 μmol/L NMDA和1 μmol/L 甘氨酸，其余成分同浴液。 胰蛋白酶、多聚赖氨酸、HEPES、NMDA、L-甘氨酸为Sigma公司产品；TTX 河北水产研究所 产品。
, http://www.100md.com
1.3.4 单通道电活动的记录 本实验主要采用细胞贴附式(cell-attache d)记录单通道电流。将贴附有细胞的盖玻片放入培养皿中，加入2ml浴液。在倒置显微镜下 选择贴壁良好、细胞膜完整、核明显、有立体感和明显突起的细胞，用微推进器驱动电极接 近细胞，当微电极尖端刚刚碰到细胞时，稍加负压，高阻密封即刻形成(阻抗大于10 GΩ)。 以Fetchex程序连续采样，采样频率20 kHz，低通滤波为1 kHz。实验室温度20～23℃。
1.4 数据处理和资料分析
以pClamp6.0软件的Fetchan分析程序进行开关事件(events)的测量，测量的结果用pST AT程序进行分析处理，以高斯和指数方式对通道的电流幅值及通道的开关时间分布直方图进 行拟合。对各拟合分别在不同指数水平进行比较。实验数据用单因素方差分析进行统计学处 理，结果用均数±标准差(
±s)表示。
, 百拇医药
2 结果
2.1 发育早期和成年大鼠AAR习得率和消退率的差异
在AAR习得训练中，两组大鼠随训练天数增多，AAR习得率均逐渐增高，但2月龄大鼠AAR 习得率增高更为显著，而消退测试2月龄大鼠，AAR消退率明显慢于6月龄大鼠，表明2月龄大 鼠对爬杆AAR的记忆保持能力强于6月龄大鼠(表2)。因此，对于爬杆AAR的习得和保持，2月 龄大鼠有明显的优势。
Tab.1 Ontogenetic Difference of AAR ac quisition in eaely development and adult rats(±s) Group
AAR(%)
, 百拇医药 d 1
d 2
d 3
d 4
d 5
d 6
2-month(n＝12)
25.5±8.5
56.3±15.8
70.9±17.7
85.1±21.5
89.5±19.2
, http://www.100md.com 91.2±21.2
6-month(n＝10)
13.5±5.1*
31.2±11.1*
49.3±15.2*
51.8±15.3*
67.1±16.3*
73.2±19.6*
* P<0.05， vs 2-monthTab.2 Ontogenetic Difference of AAR extincti on in early development and adult rats(±s) Group
, 百拇医药
AR(%)
Pre-extinction
d 1
d 3
d 5
2-month(n＝9)
87.3±19.8
78.6±16.8
6 9.1±13.0
50.2±10.2
6-month(n＝8)
85.1±19.2
, 百拇医药
51.2±10.7
40.2±8.7*
23. 3±7.3*
* P<0.05，vs 2-month
2.2 发育早期和成年大鼠大鼠学习记忆训练与NMDA受体通道的 关系
2月龄(n＝7)和6月龄(n=6)大鼠AAR习得分别达标以后，分离皮层神经元，以细 胞贴附方式记录NMDA受体通道电流。2月龄大鼠在AAR习得以后，NMDA受体通道动力学特性有 以下特点：(1)出现了50 pS电导；(2)35 ps通道开放时间和开放概率增加；(3)35 pS通道长 开放成份增多，有长cluster开放：(4)20 pS通道开放时间和概率无明显变化。
, 百拇医药
6月龄大鼠AAR训练后，与2月龄大鼠相比，其通道动力学特性的变化特点是：(1)以20 p S电导为主，没有50 pS通道；(2)20 pS短开放和burst长开放两个时间常数明显短于2月龄大 鼠同类通道(P<0.01)，开放概率也低；(3)35 pS通道短开放时间常数和开放概率也低于2月龄大鼠，35 pS长开放很少见到；(4)20 pS、35 pS通道关闭时间常数明显比2月龄大鼠 长(P<0.01，图1，表3)。
Fig.1 Single channel currents recor ding of NMDA receptor in the cell-attached configuration from the acutely disso ciated cortical neuron of rats
Holding potential：-80mV.A1-A3：single channel currents of 6-mon th-old rats.Bl-B3：single channel currents of 2-month-old rats
, http://www.100md.com
Tab.3 Comparison of kinetic properties of NMDA channel open and closed state in acutly dissociated
cortical neuro ns after AAR acquisition in 2-month-old and 6-month-old rats(±s) Channels
n
Open time(ms)
Close time(ms)
P(open)
τ1
, 百拇医药
τ2
τ1
τ2
2-month-old
20 pS channel
single opening
7
0.78±0.21
4.35±1. 58
3.57±1.45
75.2± 25.3
0.093±0.021
, http://www.100md.com
burst opening
5
2.78±1.02
88.2±22.1
1.08±0.58
63.1±23 .5
0.293±0.131
35 pS channel
single opening
13
1.87±0.65
8.61±3.52
, 百拇医药
1.57±0.52
87.9 ±19.9
0.65±0.11
burst opening
6
5.72±2.12
101.2±28.1
0.78±0.69
61.1±58.1
0.73±0.21
50 pS channel
3
, http://www.100md.com
0.37±0.19
2.31±0.75
2.01±0.52
70.3±8. 3
0.052±0.021
6-month-old
20 pS channel
single opening
11
0.39±0.17*
2.27±0.92*
, http://www.100md.com
8.22±2.56*[ ]133.2±38.6* *
0.012±0.009*
burst opening
5
1.72±0.53
26.2±8.21##
3.41±1.57##
109.2±48.3##
0.089±0.055##
, 百拇医药
35 pS channel
single opening
6
0.52±0.30++
3.56±1.15++
3.87± 2.15++
145.3±85.2++
0.063±0.016++
* P<0.05,* * P<0.01， vs 20 pS single opening; # # P<0.01， vs 20pS burst opening; ++ P<0.01, vs 35 pS single opening
, 百拇医药
3 讨论
从功能的角度可以将发育过程大致分为发育早期、成年期和发育晚期(或称衰退期)。关 于大鼠发育年龄段的具体划分文献有不同的报道，一般将3月龄-12月龄称为成年大鼠，12月 龄以后为衰退期大鼠，3月龄以前为发育早期大鼠[4]。突触的发育与运动学习功能 是一致的。2月龄大鼠处于生长的旺盛期，对外界刺激的反应非常灵敏，其视觉系统已发育 完善，因而在以灯光为条件刺激的爬杆AAR训练中，掌握得更快，而且记忆保持的时间更长 。有研究表明2月龄大鼠皮层神经元突触密度在发育过程中非常高，树突棘的数量也较其它 年龄段大鼠多，而树突棘与学习记忆密切相关[5]。因此对于运动学习记忆功能也 掌握较快。因此，2月龄大鼠在多种行为模式中的测试成绩要强于其它年龄组大鼠。
兴奋性氨基酸受体与突触的快速传递、神经递质释放、突触的可塑性发育以及学习记忆等生理过程有关。NMDA受体是兴奋性氨基酸受体中重要的一种亚型，是一种具有许多不同变构调控位点并对Ca2+高度通透的配体门控性离子通道[6]。NMDA受体通道 开放时内流的阳离子中含有Ca2+，但NMDA受体通道并不是一种电压依赖性的钙通道， 也不象传统的钙通道那样对Ca2+有较大的选择性，而是Na+，K+等离子占去了N MDA受体通道离子的相当部分。因此，NMDA受体通道开放所引起的Ca2+内流既是递质 门控性的，又是电压依赖性的。现已阐明NMDA受体通道的激活是LTP形成的前提条件，而且N MDA受体桔抗剂损害多种学习记忆行为[7]。Sakimura等通过建立NMDA受体亚型Glu ε1基因敲除小鼠模型，发现其NMDA受体通道电流和海马CA1区LTP显著降低[8]， 空间学习能力也有缺陷,因此，KMDA受体通道是记忆形成和发展必不可少的。
, 百拇医药
本实验采用整体行为和离子通道动力学特性相结合的方法，发现发育早期大鼠AAR习得和保持能力均明显强于成年大鼠,同时，在AAR习得后发育早期大鼠NMDA受体通道出现50 pS电导，35 pS通道开放时间和开放概率增加，35 pS通道长开放成份增多，有长cluster开放 ，而成年大鼠20 pS、35 pS通道关闭时间常数明显长于2月龄大鼠,这可能是成年大鼠学习记 忆能力低于早期发育大鼠的原因之一，由于NMDA受体通道动力学特性的变化对于学习记忆十分关键，因此，其开放、关闭时间的长短，以及开放概率的高低将显著影响发育过程中记忆的变化。
作者简介:熊 鹰(1966-),男,湖南湘潭人,讲师,博士学位,从事学习记忆 的发育变化及其分子和电生理机制研究
参考文献
[1] Parkin A J, Memory:Phenomena, Experiment and Theory[M].Blackwell press Oxford UK & Cambridge USA.1993.72
, http://www.100md.com
[2] Sahgal A. Behavioural Neuroscience:A practical approach[M].Volume 1 Oxf ord University Press.1993.52
[3] 唐向东,佟振清,杨文俊.急性分离大鼠新皮质神经元ATP敏感钾通道的双闸门控机制与 多样性[J].中国科学(C辑),1997,27(1):76-82.
[4] Hoffmann H,Hunt P S,Spear N E.Ontogenetic differences in the association o f gustatory and tactile cues with lithium chloride and footshock[J].Behavior al and Neural Biology.1990,53:441-450.
[5] Johnson M H.Brain and cognitive development in infancy[J].Curr Opin Ne urobiol，1994,4(2):218-225.
, 百拇医药
[6] Monaqhan D T,Bridges R J,Cotman C W.The excitatory amio acid recetor:their classes,pharmacology,and distinct properties in the function of the central nerv ous system[J].Annu Rev Pharmacol Toxicol,1989,29:35-45.
[7] Liang K C,Hon W,Davis M.Pre and posttraining infusion of NMDA receptor an tagonists into the amygdala impair memory in an inhibitory avoidance task[J]. Behav-Neurosci, 1994,108(2):241-253.
[8] Sakimura K,Kutsuwada T,Ito I,et al.Reduced hippocampal LTP and spatial learning in mice lacking NMDA receptor epsilon 1 subunit[J].Nature，19 95,373:151-155.
收稿日期:1998年9月21日；修回日期:1999年9月13日, 百拇医药
单位：熊鹰 李希成 隋建峰(第三军医大学生理教研室)；蔡文琴(组胚教研室，重庆，400038)
关键词：发育；学习；记忆；NMDA受体通道
中国应用生理学杂志000105 摘要 目的：研究大鼠脑发育不同时期学习记忆的变化及与NMDA受体通道动力学特性的关系。方法：采用学习记忆行为和离子通道动力学特性测定相结合的方法。结果：在爬杆主动回避反应中，发育早期大鼠习得和保持能力均明显强于成年大鼠。 同时，发育早期大鼠训练后NMDA受体通道出现50 pS电导，而且35 pS通道开放时间和开放概 率增加，35 pS通道长开放成份增多，有长cluster开放。而成年大鼠20 pS、35 pS通道关 闭时间常数明显长于年轻大鼠。结论：大鼠学习记忆的发育变化与NMDA受体 通道动力学特性有关。
中图分类号： R338.2文献标识码：A 文章编号：1000-6834(2000)01-0018-04
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DEVELOPMENTAL CHANGES OF LEARNING, MEMORY AND ITS RELATONSHIP WITH THE KINETIC PROPERTIES OF NMDA RECEPTOR CHANNEL
XIONG Ying, LI Xi-cheng, CAI Wen-qin1, SUI Jian-feng
(Department of Physiology,1.Histology and Embriology, Third Mil itary Medical University Chongqing 400038)
ABSTRACT
Aim:To investigate the relationship between developmental changes of learning, memory and the kinetic properties of NMDA receptor channel. Meth ods:To use behaviour training and patch-clamp technique. Results:Early developmental rats show the better ability in the acquisition and rete ntion of pole-jump active avoidance reaction(AAR) than that of adult rats. Afte r AAR acquisition, 50 pS channel of NMDA receptor emerged in young rats, the ope n time, open probability, long cluster open components of 35 pS channel was also increased. But the close time constants of NMDA receptor channel of adult rats were longer than that of early deve-lopmental rats. Conclusion: The a bility of learning and memory was different between early development and adult rats, because of the different changes of the kinetic properties of NMDA recepto r channel.
, 百拇医药
KEY WORDS: development; learning memory; NMDA receptor channel
神经元的发育不但在胚胎期，而且在出生后以及整个生命过程中都存在。因此，发育是 一个贯穿生命始终的过程。个体发育过程中学习记忆可能表现不同的变化特点。目前的研究大多集中于发育衰退期(老年)学习记忆能力的变化，而对于发育早期学习记忆能力的变化特点及其机制则了解较少[1]本实验以爬杆主动回避反应(active avoidance reacti on，AAR)为模型研究大鼠学习记忆的发育变化，同时采用膜片钳技术研究这一变化与NMDA受 体通道动力学特性的关系。
1 材料和方法
1.1 动物及分组
Wistar大鼠，雄性，年龄分别为2月龄，6月龄(第三军医大学实验动物中心提供)。行 为实验前筛除对电不敏感的大鼠。
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1.2 主动回避反应(AAR)
采用爬杆(pole-jump)主动回避反应箱[2]。以灯光(25 w)为条件刺激，电击 为非条件刺激，电压为20～30 V。爬杆反应的习得(acquisition)：第一次训练时，先将大 鼠置于箱内适应1～2 min,然后灯亮，5 s后给予电击，在头3次训练时，如果电击后5～10 s 内大鼠不爬到杆上，则轻轻将鼠放置杆上，使大鼠学会爬杆。在随后的训练中，如果电击5 s内大鼠不爬杆，则持续电击30 s,30 s内大鼠都不爬杆则由实验者放到杆上。每次训练的间 隔时间为30～60 s。以灯亮5s后大鼠自动爬杆为主动回避反应(AAR)。如果大鼠爬到杆上30 s仍然不下来，实验者轻轻将大鼠拿下来。每天训练20次。以正确反应率连续3 d都在80% 以上为习得标准。爬杆反应的消退(extinction)：只给予灯光信号(5 s)，不给电击，观察 习得以后不同时间AAR正确率的变化。以“假条件反射”(pseudoconditioning)训练作为对 照组，动物分别接受同样强度的灯光和电刺激，但两种刺激之间没有配对。
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1.3 NMDA受体单通道电活动的记录
1.3.1 神经元急性分离 根据文献[3]报道方法进行。将吹打后 的液体静置5～10 min，吸取上清液，滴于涂有多聚赖氨酸的盖玻片上，静置10～15 min使 细胞充分贴壁。
1.3.2 玻璃微电极的拉制及充灌 将外径1.5 mm的玻璃管在微电极拉制 器上经二次拉制成尖端直径1um的微电极，以0.2 μm的微孔滤膜过滤电极充灌液，用负压 充灌微电极的尖端，再用微量注射器充灌电极尾部，用手指将电极尖端的气泡轻轻弹出。充 灌后的微电极电阻为8～15 MΩ。
1.3.3 液体与药品 人工脑脊液(mmol/L)：Nacl 126，NaH2PO4 1. 5，NaHCO3 25，KCl 5,CaCl2 4,MgSO4 2 Glucose 10(配时暂不加糖)，pH 7.4；浴 液(mmo/L)：NaCl 140，CsCl 5，CaCl2 1.8，HEPES 10,Glucose 10，TTX 0.001，pH 7 .2；电极内液：无glucose，含20 μmol/L NMDA和1 μmol/L 甘氨酸，其余成分同浴液。 胰蛋白酶、多聚赖氨酸、HEPES、NMDA、L-甘氨酸为Sigma公司产品；TTX 河北水产研究所 产品。
, http://www.100md.com
1.3.4 单通道电活动的记录 本实验主要采用细胞贴附式(cell-attache d)记录单通道电流。将贴附有细胞的盖玻片放入培养皿中，加入2ml浴液。在倒置显微镜下 选择贴壁良好、细胞膜完整、核明显、有立体感和明显突起的细胞，用微推进器驱动电极接 近细胞，当微电极尖端刚刚碰到细胞时，稍加负压，高阻密封即刻形成(阻抗大于10 GΩ)。 以Fetchex程序连续采样，采样频率20 kHz，低通滤波为1 kHz。实验室温度20～23℃。
1.4 数据处理和资料分析
以pClamp6.0软件的Fetchan分析程序进行开关事件(events)的测量，测量的结果用pST AT程序进行分析处理，以高斯和指数方式对通道的电流幅值及通道的开关时间分布直方图进 行拟合。对各拟合分别在不同指数水平进行比较。实验数据用单因素方差分析进行统计学处 理，结果用均数±标准差(
±s)表示。, 百拇医药
2 结果
2.1 发育早期和成年大鼠AAR习得率和消退率的差异
在AAR习得训练中，两组大鼠随训练天数增多，AAR习得率均逐渐增高，但2月龄大鼠AAR 习得率增高更为显著，而消退测试2月龄大鼠，AAR消退率明显慢于6月龄大鼠，表明2月龄大 鼠对爬杆AAR的记忆保持能力强于6月龄大鼠(表2)。因此，对于爬杆AAR的习得和保持，2月 龄大鼠有明显的优势。
Tab.1 Ontogenetic Difference of AAR ac quisition in eaely development and adult rats(
±s) GroupAAR(%)
, 百拇医药 d 1
d 2
d 3
d 4
d 5
d 6
2-month(n＝12)
25.5±8.5
56.3±15.8
70.9±17.7
85.1±21.5
89.5±19.2
, http://www.100md.com 91.2±21.2
6-month(n＝10)
13.5±5.1*
31.2±11.1*
49.3±15.2*
51.8±15.3*
67.1±16.3*
73.2±19.6*
* P<0.05， vs 2-monthTab.2 Ontogenetic Difference of AAR extincti on in early development and adult rats(
±s) Group, 百拇医药
AR(%)
Pre-extinction
d 1
d 3
d 5
2-month(n＝9)
87.3±19.8
78.6±16.8
6 9.1±13.0
50.2±10.2
6-month(n＝8)
85.1±19.2
, 百拇医药
51.2±10.7
40.2±8.7*
23. 3±7.3*
* P<0.05，vs 2-month
2.2 发育早期和成年大鼠大鼠学习记忆训练与NMDA受体通道的 关系
2月龄(n＝7)和6月龄(n=6)大鼠AAR习得分别达标以后，分离皮层神经元，以细 胞贴附方式记录NMDA受体通道电流。2月龄大鼠在AAR习得以后，NMDA受体通道动力学特性有 以下特点：(1)出现了50 pS电导；(2)35 ps通道开放时间和开放概率增加；(3)35 pS通道长 开放成份增多，有长cluster开放：(4)20 pS通道开放时间和概率无明显变化。
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6月龄大鼠AAR训练后，与2月龄大鼠相比，其通道动力学特性的变化特点是：(1)以20 p S电导为主，没有50 pS通道；(2)20 pS短开放和burst长开放两个时间常数明显短于2月龄大 鼠同类通道(P<0.01)，开放概率也低；(3)35 pS通道短开放时间常数和开放概率也低于2月龄大鼠，35 pS长开放很少见到；(4)20 pS、35 pS通道关闭时间常数明显比2月龄大鼠 长(P<0.01，图1，表3)。
Fig.1 Single channel currents recor ding of NMDA receptor in the cell-attached configuration from the acutely disso ciated cortical neuron of rats
Holding potential：-80mV.A1-A3：single channel currents of 6-mon th-old rats.Bl-B3：single channel currents of 2-month-old rats
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Tab.3 Comparison of kinetic properties of NMDA channel open and closed state in acutly dissociated
cortical neuro ns after AAR acquisition in 2-month-old and 6-month-old rats(
±s) Channelsn
Open time(ms)
Close time(ms)
P(open)
τ1
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τ2
τ1
τ2
2-month-old
20 pS channel
single opening
7
0.78±0.21
4.35±1. 58
3.57±1.45
75.2± 25.3
0.093±0.021
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burst opening
5
2.78±1.02
88.2±22.1
1.08±0.58
63.1±23 .5
0.293±0.131
35 pS channel
single opening
13
1.87±0.65
8.61±3.52
, 百拇医药
1.57±0.52
87.9 ±19.9
0.65±0.11
burst opening
6
5.72±2.12
101.2±28.1
0.78±0.69
61.1±58.1
0.73±0.21
50 pS channel
3
, http://www.100md.com
0.37±0.19
2.31±0.75
2.01±0.52
70.3±8. 3
0.052±0.021
6-month-old
20 pS channel
single opening
11
0.39±0.17*
2.27±0.92*
, http://www.100md.com
8.22±2.56*[ ]133.2±38.6* *
0.012±0.009*
burst opening
5
1.72±0.53
26.2±8.21##
3.41±1.57##
109.2±48.3##
0.089±0.055##
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35 pS channel
single opening
6
0.52±0.30++
3.56±1.15++
3.87± 2.15++
145.3±85.2++
0.063±0.016++
* P<0.05,* * P<0.01， vs 20 pS single opening; # # P<0.01， vs 20pS burst opening; ++ P<0.01, vs 35 pS single opening
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3 讨论
从功能的角度可以将发育过程大致分为发育早期、成年期和发育晚期(或称衰退期)。关 于大鼠发育年龄段的具体划分文献有不同的报道，一般将3月龄-12月龄称为成年大鼠，12月 龄以后为衰退期大鼠，3月龄以前为发育早期大鼠[4]。突触的发育与运动学习功能 是一致的。2月龄大鼠处于生长的旺盛期，对外界刺激的反应非常灵敏，其视觉系统已发育 完善，因而在以灯光为条件刺激的爬杆AAR训练中，掌握得更快，而且记忆保持的时间更长 。有研究表明2月龄大鼠皮层神经元突触密度在发育过程中非常高，树突棘的数量也较其它 年龄段大鼠多，而树突棘与学习记忆密切相关[5]。因此对于运动学习记忆功能也 掌握较快。因此，2月龄大鼠在多种行为模式中的测试成绩要强于其它年龄组大鼠。
兴奋性氨基酸受体与突触的快速传递、神经递质释放、突触的可塑性发育以及学习记忆等生理过程有关。NMDA受体是兴奋性氨基酸受体中重要的一种亚型，是一种具有许多不同变构调控位点并对Ca2+高度通透的配体门控性离子通道[6]。NMDA受体通道 开放时内流的阳离子中含有Ca2+，但NMDA受体通道并不是一种电压依赖性的钙通道， 也不象传统的钙通道那样对Ca2+有较大的选择性，而是Na+，K+等离子占去了N MDA受体通道离子的相当部分。因此，NMDA受体通道开放所引起的Ca2+内流既是递质 门控性的，又是电压依赖性的。现已阐明NMDA受体通道的激活是LTP形成的前提条件，而且N MDA受体桔抗剂损害多种学习记忆行为[7]。Sakimura等通过建立NMDA受体亚型Glu ε1基因敲除小鼠模型，发现其NMDA受体通道电流和海马CA1区LTP显著降低[8]， 空间学习能力也有缺陷,因此，KMDA受体通道是记忆形成和发展必不可少的。
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本实验采用整体行为和离子通道动力学特性相结合的方法，发现发育早期大鼠AAR习得和保持能力均明显强于成年大鼠,同时，在AAR习得后发育早期大鼠NMDA受体通道出现50 pS电导，35 pS通道开放时间和开放概率增加，35 pS通道长开放成份增多，有长cluster开放 ，而成年大鼠20 pS、35 pS通道关闭时间常数明显长于2月龄大鼠,这可能是成年大鼠学习记 忆能力低于早期发育大鼠的原因之一，由于NMDA受体通道动力学特性的变化对于学习记忆十分关键，因此，其开放、关闭时间的长短，以及开放概率的高低将显著影响发育过程中记忆的变化。
作者简介:熊 鹰(1966-),男,湖南湘潭人,讲师,博士学位,从事学习记忆 的发育变化及其分子和电生理机制研究
参考文献
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收稿日期:1998年9月21日；修回日期:1999年9月13日, 百拇医药