小鼠动物实验方法系列专题(一)——Morris水迷宫实验在小鼠表型分析中的应用

本文以C57和129Sv小鼠为例介绍了Morris水迷宫实验的基本原理和实验步骤。该实验是研究鼠类空间学习记忆功能的重要实验:通过连续多日训练鼠类以水池壁的标记物进行定位导航游泳寻找水中隐藏平台的方法检测小鼠的空间学习能力;接着撤除平台,分析小鼠在水迷宫里搜索原隐藏平台的行为来检测小鼠的空间记忆功能。结果发现,两种小鼠均可成功完成实验,C57综合表现优于129Sv小鼠。Morris水迷宫是对小鼠空间学习和记忆功能研究的重要工具。     

慢性疲劳综合征小鼠的空间学习和记忆功能降低

目的 对比分析慢性疲劳综合征小鼠与正常小鼠之间空间学习记忆功能存在的差异性。 方法 采用复合刺激法复制慢性疲劳综合征（CFS）小鼠模型,随后采用Morris水迷宫检测CFS小鼠与正常组小鼠之间空间学习记忆功能存在的差异。 结果 模型组小鼠寻找隐藏平台的潜伏期、总路程、平均游泳速度及目标象限滞留时间占总时间的百分比均显著低于正常组（P<0.05）,正常组小鼠寻找隐藏平台主要采用空间搜索策略,而CFS小鼠主要采用重复环绕搜索策略。 结论 CFS小鼠的空间学习和记忆功能降低。     

α-突触核蛋白对小鼠空间学习记忆能力的影响

目的:观察α-突触核蛋白(α-Synuclein,α-Syn)对小鼠空间学习记忆能力的影响。方法:以C57/B6野生型小鼠(Wild Type,WT)及α-Syn过表达转基因小鼠(Tg-α-Syn)为研究对象,采用Morris水迷宫(Morris water maze,MWM)中定位航行实验、空间探索实验以及可视平台实验,按照训练要求,记录两组小鼠游泳路径和完成任务的时间。结果:在定位航行试验中,随着训练时间的增加,两组小鼠的寻台潜伏期均缩短。同时,在训练第五天时,与WT组小鼠相比,Tg-α-Syn小鼠的寻台潜伏期明显延长(58.77±1.32 versus 17.34±6.44,*P0.05)。在空间探索实验中,与WT组小鼠相比,Tg-α-Syn小鼠在目标象限停留时间更短(17.91±2.14versus 5.59±4.98,*P0.05)。为了进一步证明Tg-α-Syn小鼠的空间记忆与学习能力下降是与海马相关,采用了可视平台实验,结果显示:两组小鼠的寻台潜伏期无显著性差异(P0.05),即Tg-α-Syn小鼠不存在运动障碍和视觉障碍。结论:α-Syn过表达可导致海马相关的空间记忆、学习能力受损。     

慢性复合应激增强大鼠空间学习和记忆能力

本文观察了慢性复合应激对大鼠学习与记忆功能的影响。实验采用成年 Wistar 大鼠, 将其随机分成应激组和对照组。采用垂直旋转、睡眠剥夺、噪音刺激和夜间光照4 种应激原, 无规律地交替刺激动物 6 周, 每天6 h, 制作慢性复合应激动物模型。采用 Morris 水迷宫和 Y- 迷宫测试大鼠学习与记忆成绩,并用 Cresyl violet 染色法对大鼠海马结构进行神经细胞计数。结果显示,应激组动物慢性复合应激后, 在 Morris 水迷宫内寻找隐蔽平台所需的时间(潜伏期)比对照组的明显地短(P<0.05), 表明应激鼠的空间记忆能力明显强于对照鼠;在 Y- 迷宫内寻找安全区的正确率比对照组的明显地高(P<0.05), 表明应激鼠的明暗分辨学习能力明显强于对照鼠; 应激鼠慢性复合应激后, 其海马结构齿状回、CA3 和CA1 区神经细胞密度极明显地高于对照鼠(P<0.001)。这些结果提示, 慢性复合应激可增强大鼠空间记忆能力和明暗分辨学习能力。本文并对慢性复合应激模式增强大鼠学习和记忆能力的可能原因进行了讨论。     

东莨菪碱慢性给药大鼠作为老龄相关记忆损害模型的探索

目的对东莨菪碱慢性给药大鼠能否作为老龄相关记忆损害模型进行探索。方法14只1月龄SD大鼠随机分为对照组和东莨菪碱模型组。东莨菪碱模型组大鼠皮下注射东莨菪碱2mg kg,2次日,正常对照组予等量生理盐水,连续21d。然后利用Morris水迷宫(MWM)参照记忆试验进行行为学测试;神经元的特殊染色及电子显微镜技术,观察大鼠海马CA1、CA3区锥体细胞数、超微结构的改变以及突触可塑性变化。结果东莨菪碱组大鼠隐匿平台搜索实验成绩有一定损害;两组大鼠空间探索次数差异无显著性(P>0.05)。两组间海马CA1、CA3区锥体细胞数差异无显著性(P>0.05)。两组大鼠锥体细胞胞体超微结构无差异,但两组大鼠CA1区神经元突触超微结构有轻微变化。结论东莨菪碱慢性给药对大鼠学习记忆能力有一定损害,但对长时记忆无明显影响;对海马神经元结构无明显损害,对神经元突触可塑性有轻微影响。此种动物模型可能不是理想的老年性痴呆或老年相关记忆损害模型。     

不同训练方式建立大鼠空间记忆后海马结构NMDA受体表达的变化

短期强化训练能否建立可靠的空间长时记忆？用不同训练方式建立空间记忆后,大鼠海马结构NMDA受体的表达发生怎样的变化？目前尚未见明确报道。本研究应用Morris水迷宫方法分别采用以下模式对大鼠进行训练：空间长时记忆训练模式（LT组）、空间短时记忆训练模式（ST组）以及短期强化训练模式（SRT组）,对不同训练模式建立的空间记忆进行了比较,应用免疫荧光组织化学方法检测各组大鼠海马结构NMDA／NR1受体表达的变化。结果表明,Morris水迷宫训练过程中,LT和SRT组大鼠寻找站台的半均潜伏期和策略均无显著性差异：记忆检测发现,除LT组大鼠在站台所在象限的停留时间明显长于SRT组大鼠外,两组大鼠寻找站台的潜伏期和策略以及穿越站台的次数均无显著性差异。ST组大鼠海马结构NMDA／NR1的免疫反应强度与对照组相比,无显著差异。但是,LT和SRT组大鼠海马CA1区锥体细胞联及齿状回的颗粒细胞层NMDA／NR1免疫荧光反应都明显增强,两组之间比较无显著差异,但是两组分别与对照组和ST组相比均有显著性差异。上述结果提示,短期强化训练可建立与长期训练基本相同的空间长时记忆。大鼠海马结构CA1区和齿状回NMDA受体表达的增加,可能是空间长时记忆形成的机制之一。     

非热微波和方位对水迷宫大鼠空间认知的影响

描述了四组大鼠六个训练期从上释放点寻找圆形水迷宫（Ｍｏｒｒｉｓ）固定没水平台的动物行为实验,四组动物为,脉冲微波组（２４５０,ＭＨＺ,调制脉宽２μｓ,每秒５００脉冲,空间平均功率密度为２ｍＷ／ｃｍ＾２,平均整体特异吸收率ＳＡＲ,１．２ｗ／ｋｇ）,连续微波组（２４５０ＭＨＺ,无调制。空间平均功率宴席和ＳＡＲ同于脉冲微波组）,Ｓｈａｍ辐射组以及笼养对照组。以平均逃逸时间和速度为测量,考查它们的空间记忆     

Peptidoglutaminase-I and II: Isolation in Homogeneous Form

Peptidoglutaminase-I and II that catalyzed the hydrolysis of the γ-amide of peptidebound glutamine, were purified from the cell-free extracts of Bacillus circulans by streptomycin sulfate precipitation, ammonium sulfate fractionation, DEAE-Sephadex, Sephadex G-200, QAE-Sephadex, hydroxylapatite-cellulose column chromatography, and finally preparative polyacrylantide gel disc electrophoresis. The purification steps resultd in a 714-fold increase in specific activity for peptidoglutaminase-I and in a 223-fold for peptidoglutaminase-II over the original extracts. The both enzymes were homogeneous in disc electrophoresis in polyacrylamide gel, immunoelectrophoresis in agar gel, and sedimentation analysis. Using gel filtration, the molecular weights of peptidoglutaminases I and II were estimated to be 90,000 and 125,000. However, during the purification steps, the both enzymes were observed to cause the dissociation and aggregation reaction which did not so much affect on their enzyme activities.     

基于Morris 水迷宫探讨不同贮食行为鼠类的空间记忆

鼠类的贮食方式(分散或集中)与其空间记忆能力有关,但有关两者的定量关系尚缺少实验证据。朝鲜姬鼠(Apodemus peninsulae)分散或集中贮藏食物;社鼠(Niviventer confucianus)、黑线姬鼠(A. agrarius)、昆明小鼠(Mus musculus)仅集中贮藏食物。利用Morris 水迷宫对4 种鼠的空间记忆能力进行了评估,以探讨其空间记忆能力与食物贮藏方式间的联系。结果发现:在5 d 的定位航行实验中,4 种鼠找到隐藏平台的潜伏期均呈现出显著的下降趋势,其中朝鲜姬鼠潜伏期最短,黑线姬鼠与社鼠次之,昆明小鼠最长。在空间探索实验中,朝鲜姬鼠、黑线姬鼠和社鼠穿越平台的次数显著大于昆明小鼠;实验鼠在目标象限内的时间比和路程比为:朝鲜姬鼠> 黑线姬鼠> 社鼠>昆明小鼠,但差异不显著。结果表明具有分散贮藏行为的朝鲜姬鼠的空间记忆能力较仅具有集中贮藏行为的其它鼠种强,暗示鼠类的食物贮藏方式与其空间记忆能力有一定联系。     

围产期慢性尼古丁摄入对子代小鼠学习与记忆的影响

尼古丁对学习记忆间接作用的研究鲜有报道。昆明小鼠母鼠受孕后随机分为对照组(CON)和尼古丁组(NIC)。CON组母鼠自由饮水,NIC组母鼠饮水中给予浓度为50μg/mL的尼古丁。子代小鼠60日龄时,进行Morris水迷宫实验,之后在体记录海马区穿通纤维通路(perforant pathway,PP)至齿状回(dentate gyrus,DG)的长时程增强(long-term potentiation,LTP)。结果显示,NIC组仔鼠的逃避潜伏期从第3天开始明显大于CON组,目标象限停留时间所占百分比和穿越平台次数均低于CON组,LTP群峰电位幅值和场兴奋性突触后电位斜率也都显著低于CON组。说明由母体摄入的尼古丁,可经胎盘和乳汁明显作用于其子代,导致子代学习记忆功能的明显损伤,其可能机制是因为海马神经元突触传递可塑性的效率显著降低。     

水迷宫实验中三种品系小鼠学习记忆能力的比较

目的探讨三种品系小鼠在Morris水迷宫实验中的学习记忆能力差异,为与改善学习记忆能力相关新药研究的实验动物选择提供参考。方法选用C57BL/6小鼠、昆明种小鼠和ICR小鼠,进行定位航行实验(5d)、空间搜索实验(1d)和工作记忆实验(4d),考察其学习记忆能力。结果定位航行实验从第3天起C57BL/6小鼠的潜伏期明显小于昆明种小鼠和ICR小鼠(P0.01);空间搜索实验C57BL/6小鼠穿过原平台位置的次数、在原平台象限游程比率和时间比率均明显多于昆明种小鼠和ICR小鼠(P0.05);动物每天工作记忆实验的潜伏期随测试次数增加而缩短,C57BL/6小鼠缩短的较昆明种小鼠和ICR小鼠稍多。结论C57BL/6小鼠的空间参考记忆能力与工作记忆能力均优于昆明种小鼠和ICR小鼠,且非空间因素对其学习记忆能力的评价干扰较小,可作为优先选择的水迷宫实验动物。     

叠加极低频噪声磁场诘抗连续微波对水迷宫大鼠认知行为负作用的实验观察

暴露于2450MHz连续(CW)微波 (功率密度 :2mW/cm2,SAR :1.2W/kg)的大鼠在水迷宫训练期特别是检测期显示了认知功能的下降 ,表明了空间“工作记忆”的消弱。但是 ,同时施加一个极低频 (ELF)噪声磁场 (rms:10μT) ,上述负效应完全消失。这一动物行为学结果暗示 ,时间不相干而空间相干的低强度ELF噪声磁场能长程抗拮大鼠对连续微波的负作用。     

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     

Eliminating the adrenal stress response does not affect sleep deprivation-induced acquisition deficits in the water maze

Sleep deprivation impairs spatial learning in the rat. Sleep deprivation, however, also causes stress and stress itself can interfere with spatial learning. To address this confound, sleep deprivation effects on Morris water maze training were studied in intact rats and in rats in which the adrenal stress response had been eliminated by adrenalectomy. Stable, physiological levels of corticosterone were maintained in adrenalectomized rats with an implanted pellet. Training occurred 6-7 days after surgery. Seventy-two hours sleep deprivation by the platform-over-water method just prior to training slowed, but did not block, learning. In particular, the robust savings between trials 1 and 2 of the first set found in home cage rats was not present in sleep-deprived rats. Adrenalectomy/corticosterone replacement surgery did not modify the effect of sleep deprivation on acquisition rate, demonstrating that the deficits in spatial task acquisition due to pre-training sleep deprivation are not secondary to the adrenal stress response.     

水迷宫实验中不同性别树鼩学习记忆能力的比较

目的研究雌雄树鼩空间学习和记忆能力的差异。方法随机选择自繁F1代树鼩20只（雄11只,雌9只）,在相同条件下进行8 d的水迷宫实验,包括前7 d的定位航行实验和第8天的空间探索实验。结果定位航行实验中雌雄逃避潜伏期、游泳总路程差异无显著性（P〉0.05）,但不同时间水平差异有显著性（P〈0.05）;平均游泳速度雌雄差异无显著性（P〉0.05）。空间探索实验中目标象限游泳时间和总时间之比、目标象限游泳路程和总路程之比雌雄差异无显著性（P〉0.05）;穿越目标象限次数和搜索策略雌雄差异有显著性（P〈0.05）。结论水迷宫实验中树鼩在空间学习能力上雌雄无差异,但在空间探索实验中雄性的表现优于雌性。     

川芎嗪对痴呆小鼠模型学习记忆能力的影响

目的研究川芎嗪对痴呆小鼠学习记忆的影响。方法对APPswe/PSΔE9双转基因小鼠在3月龄开始食物中连续给川芎嗪（100 mg/kg.d）进行治疗,停药后立即进行水迷宫实验,并与未给药APPswe/PSΔE9双转基因小鼠和及野生鼠进行比较。结果治疗组与APPswe/PSΔE9双转基因组比较,平台寻找潜伏期缩短,穿过原平台区的频次增加。结论川芎嗪能改善APPswe/PSΔE9痴呆模型小鼠的学习记忆能力。