亚磁场引起小鼠昼夜节律改变和热痛觉敏感增加

地外空间的亚磁场环境是影响宇航员健康的一种潜在风险因素．动物和人体实验表明,亚磁场显著影响个体行为和神经系统功能．但是,目前尚缺乏亚磁场对动物行为和生理等多方面影响的系统检测数据．本文构建了一个适用于动物饲养的亚磁场环境(< 500 nT),并系统检测了30天亚磁场处理对成年雄鼠(C57BL/6,4～6周龄,(20 ± 2) g)的昼夜周期、痛觉、情绪及激素水平的影响．实验结果表明,对比地磁场中饲喂对照组,亚磁场中小鼠的昼夜饮水节律改变、热敏痛觉耐受能力和整体活动水平降低,但是没有发生焦虑或抑郁情绪．亚磁场处理后,小鼠血清去甲肾上腺素水平显著下降． 这些结果说明一个月连续亚磁场处理扰乱动物的昼夜活动节律和内分泌,随后可能导致其感知觉能力的变化和运动机能的下降．     

长期亚磁场处理降低成年雄性小鼠肌肉组织的线粒体功能和运动能力（英文）

亚磁场是深空载人航天任务中的一个关键风险因素.研究表明,亚磁场影响动物多种运动相关行为,但长期亚磁场处理对成年个体运动能力的影响还需要进一步的研究,以评估深空飞行任务中亚磁场的潜在风险.本研究利用三轴亥姆霍兹线圈系统模拟的亚磁环境,长期(一个月)曝露处理成年雄性C57BL/6小鼠,并从行为、组织、细胞、分子水平研究其对小鼠运动能力的影响.相比于地磁组对照,亚磁组小鼠的耐力显著下降.并且,其骨骼肌中柠檬酸水平和肌膜下线粒体数量的下降,以及骨骼肌线粒体形态的变化,表明亚磁场诱导了肌肉线粒体功能抑制,并可能导致其与耐力密切相关的能量代谢的下降.我们的研究结果为线粒体直接响应亚磁场提供了体内证据,并且提示线粒体相关指标可能用于亚磁场效应的风险评估和干预药物的开发.     

长期亚磁场处理降低成年雄性小鼠肌肉组织的线粒体功能和运动能力*

亚磁场是深空载人航天任务中的一个关键风险因素。研究表明,亚磁场影响动物多种运动相关行为,但长期亚磁场处理对成年个体运动能力的影响还需要进一步的研究,以评估深空飞行任务中亚磁场的潜在风险。本研究利用三轴亥姆霍兹线圈系统模拟的亚磁环境,长期（一个月）曝露处理成年雄性C57BL/6小鼠,并从行为,组织,细胞,分子水平研究其对小鼠运动能力的影响。相比于地磁组对照,亚磁组小鼠的耐力显著下降。并且,其骨骼肌中柠檬酸水平和肌膜下线粒体数量的下降,以及骨骼肌线粒体形态的变化,表明亚磁场诱导了肌肉线粒体功能抑制,并可能导致其与耐力密切相关的能量代谢的下降。我们的研究结果为线粒体直接响应亚磁场提供了体内证据,并且提示线粒体相关指标可能用于亚磁场效应的风险评估和干预药物的开发。     

成年小鼠血液系统对亚磁场的响应

目的:研究亚磁场对成年小鼠血液系统的影响。方法:将成年雄性C57BL/6小鼠(4-6周,20±2g,n20,每笼4只)随机分组,分别饲养在模拟亚磁场环境(500nT)和对照地磁场环境(~50μT)。每周定时监测动物体重变化和饮食消耗两次。一个月后,采集亚磁处理小鼠和地磁对照小鼠全血和血清样品,分别进行血常规监测和血清微量元素分析。同时检测血清中过氧化氢(H2O2)的含量,以及超氧化物歧酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)的活力。结果:亚磁场处理过程中,动物体重和饮食消耗与地磁对照没有显著差异,但是体重增量在2周后(14天-24天)比对照组有显著降低(P0.05)。一个月亚磁场处理后,红细胞,血小板和总白细胞处于正常水平,没有发生显著变化,但是中性粒细胞水平显著上升(P0.05)。血清中微量元素水平和氧化应激指标没有显著变化。结论:成年小鼠在亚磁场中经历了一定程度的适应反应。经过一个月连续亚磁场处理,血液系统能够维持健康水平,但是嗜中性粒细胞对亚磁场存在明显响应。     

磁场对小鼠两种迷宫学习记忆的影响

据发现,磁场对生物体有一定作用,但是磁场对于人类或实验动物的学习记忆是否有影响,目前的报道结果很不一致。本实验采用实验小白鼠,给予不同强度（65高斯／50Hz,35高斯/25Hz）的低频磁场照射（每天1小时,持续25天）。磁场照射后,采用旷场行为测试、Y-迷宫和Morris水迷宫,检测小鼠的活动性、空间辨别、空间学习记忆和非空间学习记忆能力。结果表明：65高斯／50Hz磁场显著增高小鼠的活动性,并损伤小鼠Y-迷宫的空间辨别能力,但对Morris水迷宫的空间、非空间学习记忆无明显影响。35高斯／25Hz磁场处理动物行为在三个指标上均接近对照组。提示：长期的磁场照射可能会给动物,甚至人类造成一些影响。     

分析小鼠昼夜节律变化的行为学方法

昼夜节律是指生命活动以24小时为周期的内在性节律.为了适应昼夜环境周期性的变化,地球上几乎所有生物体,包括藻类、细菌、植物、动物等,都演化出一个特殊的系统——生物钟,用以指挥不同组织与器官来适应环境的昼夜交替,维持机体的生理稳态和行为与环境昼夜变化同步.生物钟是指由内源性分子时钟控制的日周生理振荡过程,人类生命活动的各...     

昆虫生物钟分子调控研究进展

昆虫生物钟节律的研究是人类了解生物节律的重要途径。昆虫在生理和行为上具有广泛的节律活动,如运动、睡眠、学习记忆、交配、嗅觉等节律活动,其中昼夜活动行为节律的研究广泛而深入。昆虫乃至高等动物普遍具有保守的昼夜节律系统,昼夜生物钟节律主要包括输入系统:用于接受外界光和温度等环境信号并传入核心振荡器,使得生物时钟与环境同步;核心时钟系统:自我维持的昼夜振荡器;输出系统:将生物钟产生的信号传递出去而控制生物行为和生理的节律变化。早期分子和遗传学研究主要关注昼夜节律振荡器的分子机制及神经生物学,阐明了昼夜生物钟节律的主要分子机制及相关神经网络。最近更多的研究关注生物钟信号是如何输入和输出。本文以果蝇运动节律的相关研究为主要内容,围绕生物钟输入系统、振荡器、输出系统这3个组成部分对昆虫生物钟研究进展进行总结。     

钟基因clock功能的研究进展

近日节律(circadian rhythm)是指周期约为24小时的生物节律。作为一种内源性的生物计时系统,它调节动物的行为、生理和代谢等多个过程,从而使其适应昼夜环境变化。哺乳动物近日节律受包括CLOCK在内的多个分子组成的反馈环路调控,自身维持节律性震荡并受外界环境光和非光授时信号导引,最终输出信号调节生物学过程。本文简要综述了小鼠核心钟基因clock功能的研究进展。     

环境光对哺乳动物昼夜节律和大脑功能的影响

昼夜循环对人类和其他动物的生理和行为有着巨大的影响。光照条件能影响动物的视觉成像,并通过向大脑中的生物钟中心发送信号来调整生理和行为的节律。环境光向生物钟传递信号的系统包含了一个复杂的神经递质复合体-受体-第二信使系统。在夜间曝光能迅速启动下丘脑视交叉上核中大量相关的早期基因。此外,许多白天活动的物种,通常都是在光照条件下获得认知。本文综述了环境光对哺乳动物睡眠、生物节律、大脑认知能力和基因表达等生理和行为方面的影响。     

光周期对棕色田鼠和昆明小鼠昼夜节律及活动的影响

光周期对动物昼夜节律的维持具有重要的影响,地下鼠的生活方式导致其昼夜活动节律产生变化,分化出随机活动和节律型两种模式.本文采用录像观察记录的方法,测定了棕色田鼠(Lasioposomys mandarinus)和昆明小鼠(Mus musculus)在不同光暗周期下的昼夜节律变化.结果表明:28 d的光周期变化对棕色田鼠...     

磁场作用对小鼠抗应激能力的影响

目的 :探讨磁场作用对小鼠抗应激能力的影响。方法 :对磁场处理 30分钟和 1 5分钟的两组实验组与非磁场处理的正常对照组进行游泳耐疲劳运动时间的比较。结果 :游泳耐疲劳运动实验表明 30分钟磁场处理组与正常对照组比较 ,动物游泳耐疲劳运动时间延长 ,且具有显著性差异 (p <0 .0 5 ) ;1 5分钟磁场处理组与正常对照组比较 ,动物游泳耐疲劳运动时间无明显差异 (p >0 .0 5 ) ;30分钟磁场处理组与 1 5分钟磁场处理组比较 ,动物游泳耐疲劳运动时间延长 ,且具有显著性差异 (p <0 .0 5 )。结论 :在一段时间( 30天 )内 ,每天给予小鼠 30分钟的磁场处理明显提高了小鼠的抗应激能力 ,而磁场处理 1 5分钟对小鼠的抗应激能力不产生影响。     

无线神经遥测技术在阿尔茨海默病转基因小鼠恐惧学习记忆活动中的应用——海马Theta节律观察

APP/PS1/tau三转基因(3xTg)小鼠是国际公认的阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease, AD)动物模型,其6月龄时即可表现出与海马相关的认知活动障碍及电生理指标异常,但同步记录AD小鼠行为学和脑电活动的研究仍鲜有报道。近年来,无线遥测技术的发展为同步记录小动物行为和脑电活动创造了条件。本研究利用无线神经遥测技术,结合行为学检测手段,同步记录了3xTg AD小鼠在恐惧记忆活动过程中的行为学表现和海马Theta节律变化,以期揭示AD时认知功能障碍与Theta节律的关系。结果显示:(1)恐惧学习训练阶段,3xTg小鼠与野生型(wild type, WT)小鼠相比,行为学和脑电活动均无明显差异;(2)记忆检测阶段,3xTg小鼠因条件刺激(conditioning stimulus, CS)引起的僵直比率显著低于WT小鼠;(3)条件刺激前(Pre-CS)与CS期间3xTg小鼠海马Theta节律的峰值功率均明显低于WT小鼠;(4) CS可有效提高WT小鼠海马CA1区Theta节律的峰值频率,而这一刺激对3xTg小鼠无效。以上结果表明,3xTg小鼠在认知行为障碍即恐惧学习记忆能力下降的同时,伴有海马CA1区Theta节律的发放频率与发放功率降低。据此推测,Theta节律活动的衰减与3xTg小鼠恐惧记忆行为障碍有关,增强海马Theta节律可能有助于认知行为的改善。     

磁场作用对小鼠学习记忆的影响

目的 :探讨磁场作用对小鼠学习记忆能力的影响。方法 :应用水迷宫学习模型测定并对比 30分钟磁场处理组、1 5分钟磁场处理组和非磁场处理的正常对照组动物的空间学习记忆能力。结果 :水迷宫学习训练的实验表明 30分钟磁场处理组与正常对照组比较 ,动物到达水下平台的时间延长 ;游程增加 ;平均游速减慢 ,且均具有显著性差异 (p <0 .0 5)。 1 5分钟磁场处理组与正常对照组比较 ,动物到达水下平台的时间延长 ,且具有显著性差异 (p <0 .0 5) ;游程和平均速度与正常对照组相比无显著性差异 (p >0 .0 5)。结论 :磁场处理 30分钟或 1 5分钟损伤小鼠的空间学习记忆能力 ,且以 30分钟的磁场处理作用较强     

恒定磁场对小鼠空间记忆形成的影响

目的：探讨不同照射时间的恒定磁场作用对小鼠空间记忆形成的影响.方法：应用水迷宫学习模型测定并对比4小时恒定磁场照射组、3小时恒定磁场照射组、2小时恒定磁场照射组和无磁场照射的正常对照组动物的空间记忆能力.结果：水迷宫学习训练的实验表明：第一个训练日中,4小时磁场处理组动物与正常对照组比较,动物到达水下平台所需时间延长,且具有显著性差异（P〈0.05）;3小时磁场处理组与正常对照组比较,动物到达水下平台所需时间缩短,且具有显著性差异（P〈0.05）;第二个训练日中,2小时或3小时磁场处理组与正常对照组比较,动物到达水下平台所需时间延长,且均具有显著性差异（P〈0.05）.第三、四、五连续3个训练日中,3组磁场处理组动物到达水下平台所需的时间与正常对照组相比较均不具有显著性差异（P〉0.05）.结论：一定时间的磁场处理对小鼠空间记忆的形成有促进或损伤作用,究竟是促进还是损伤有可能取决于一个作用“窗口”问题.     

12T强静磁场对小鼠前庭系统及学习记忆能力的影响

目的:随着强静磁场的广泛应用,其生物安全性评估获得越来越多的关注。本文通过实验,评估强静磁场照射对小鼠前庭系统、学习记忆能力的影响及两者内在联系。方法:观察12T强静磁场照射2h条件下小鼠即时(2min内)效应和条件味觉厌恶反应情况,确定照射对小鼠前庭系统的影响;通过Y迷宫和Morris水迷宫实验,分析照射对小鼠学习记忆能力的影响。结果:研究发现照射后小鼠立即出现直立行为抑制、旋转平衡失调,以及持续10d的条件味觉厌恶反应,表明该照射对小鼠前庭系统造成了即时及持续影响。Y迷宫和Morris水迷宫分析结果表明照射后小鼠学习记忆能力未发生显著改变。结论:12T强静磁场2h照射对小鼠前庭系统存在显著影响和量效关系,照射可导致小鼠出现平衡失调,持续味觉厌恶的现象,但这种影响并非结构性或不可逆的,对小鼠学习记忆能力未造成影响。     

光照对棕色田鼠和昆明小鼠活动性的影响

光照对啮齿动物的行为格局和活动节律有着重要的影响。本研究以比较生物学方法,以光照强度和鼠种两个因素,在实验室内利用动物行为监视系统,以焦点动物取样法( Focus animal sampling) ,在＜ 20 Lux、200 Lux、800 Lux 和1 600 Lux 等4 个水平的光照强度下,监测和记录棕色田鼠和昆明小鼠的移动和静止行为,并在实验结束时测定实验动物的体重; 在800 Lux 光照强度下,设置正常( 12L∶ 12D) 和全黑( 0L∶ 24D) 两种光照时间,连续12 h监测并记录实验动物的行为。采用双因素方差分析方法对数据进行统计分析。结果表明:1) 光强与鼠种对静止行为存在显著交互作用,棕色田鼠的静止行为与光强间存在显著的负相关关系,而昆明小鼠的静止行为则与光强无显著的相关; 2) 光强对两种动物移动行为的影响与静止行为表现方式相反; 3) 在12 h的光暴露条件下,棕色田鼠的相对活动显著强于昆明小鼠; 4) 光强对两种动物体重的影响不同,棕色田鼠体重与光强呈正相关关系,昆明小鼠与光强呈负相关关系,但差异不显著。本研究进一步验证了地面鼠与地下鼠对光强适应的差别。     

地下鼠视觉系统对昼夜节律调节研究进展

地下鼠由于其特殊的生活环境,视觉系统表现出明显的退化和进化镶嵌的特征:视觉器官退化,由视觉诱导产生行为反应的脑区及视觉投射严重退化,但是有关感受光周期的"非成像"视觉通路结构高度发达.即与成像和运动知觉有关的结构退化,有助于感受光周期的结构却选择性地保留.很多研究表明地下鼠的视觉系统依然保留有感知光周期节律并产生与外界昼夜循环同步的生理功能.与光周期有关的季节性繁殖、内分泌、行为活动以及体温变化等也表现出相应节律性.本文对地下鼠昼夜节律研究现状进行了综述,旨在对地下鼠的适应性进化特征加以补充,有助于开展地下啮齿类视觉系统功能的研究,更进一步阐明生物进化与环境的关系.     

恒定磁场对小鼠精子毒性作用的实验研究

观察不同强度恒定磁场对雄鼠睾丸、附睾重量、精子数量、精子活动度及精子形态的影响. 结果显示睾丸与附睾重量各组无显著差异, 精子数量在实验组与对照组中亦无明显改变. 在 0.12T磁场环境暴露下, 雄鼠精子畸形率增加及活动率下降, 与对照组相比有显著差异. (P< 0.01), 提示磁场对小鼠精子有一定毒性, 并且毒性与其强度有关.     

环境光照对东方田鼠自主活动等行为的影响

目的了解不同环境光照对东方田鼠行为的影响,为制订东方田鼠环境标准提供依据。方法利用动物行为观察装置,观察三组东方田鼠在不同环境光照条件下的自主活动、玩耍、摄食、饮水等行为表现并进行定量测定和分析。结果 24 h黑暗（24D）组的东方田鼠自主活动总数最多,而24 h光照（24L）组则最少,12L/12D组跟24D组接近：无论是24L,还是24D处理,动物的相对活动没有明显的节律性,但在12L/12D条件下,动物活动节律随着光照处理而变化,呈现其一定的节律性。玩耍行为12L/12D组最多,但24D组动物玩耍行为比24L组多;当24L处理时,动物很少处于中央格,而24D处理和12L/12D处理时,动物有不同程度穿梭中央格,其中12L/12D处理时,动物穿梭次数最多;摄食与饮水次数12L/12D组次数最多,24L组次数最少。结论室内有规律的环境光照处理,可改变东方田鼠固有的依季节变化的行为规律,产生实验室控制的光周期应答行为,并表明12L/12D环境光照比24L和24D环境光照对东方田鼠造成的生活压力要小。     

恒定磁场对小鼠空间记忆形成的影响

目的探讨不同照射时间的恒定磁场作用对小鼠空间记忆形成的影响。方法应用水迷宫学习模型测定并对比4小时恒定磁场照射组、3小时恒定磁场照射组、2小时恒定磁场照射组和无磁场照射的正常对照组动物的空间记忆能力。结果水迷宫学习训练的实验表明第一个训练日中,4小时磁场处理组动物与正常对照组比较,动物到达水下平台所需时间延长,且具有显著性差异(P<0.05);3小时磁场处理组与正常对照组比较,动物到达水下平台所需时间缩短,且具有显著性差异(P<0.05);第二个训练日中,2小时或3小时磁场处理组与正常对照组比较,动物到达水下平台所需时间延长,且均具有显著性差异(P<0.05)。第三、四、五连续3个训练日中,3组磁场处理组动物到达水下平台所需的时间与正常对照组相比较均不具有显著性差异(P>0.05)。结论一定时间的磁场处理对小鼠空间记忆的形成有促进或损伤作用,究竟是促进还是损伤有可能取决于一个作用“窗口”问题。