張引國,李寧,楊佳佳,張濤,楊卓

1.南開大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，生物活性材料教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津300071;

2.南開大學(xué)醫(yī)學(xué)院，天津300071

圍產(chǎn)期食物限制對(duì)子代成年大鼠海馬CA1區(qū)突觸可塑性的影響

張引國1,李寧2,楊佳佳1,張濤1,楊卓2

1.南開大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，生物活性材料教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津300071;

2.南開大學(xué)醫(yī)學(xué)院，天津300071

圍產(chǎn)期食物限制導(dǎo)致子代大鼠學(xué)習(xí)和記憶能力等的神經(jīng)生物學(xué)變化，但其機(jī)制并不清楚。將成年Wistar雌性大鼠與雄性大鼠同籠，受孕后隨機(jī)分為對(duì)照組(n=9)和食物限制組(n=8)。對(duì)照組母鼠在妊娠期和哺乳期自由進(jìn)食和飲水，食物限制組母鼠從妊娠的第7天到子代大鼠出生后21天進(jìn)行食物限制，食物限制量為對(duì)照組大鼠的50%。子代雄性大鼠成年后，通過Morris水迷宮測(cè)試空間學(xué)習(xí)和記憶能力。之后，在海馬CA1區(qū)在體記錄場(chǎng)興奮性突觸后電位(field excitatory postsynaptic potential，fEPSP)，并采用免疫組織化學(xué)方法觀察海馬CA1區(qū)神經(jīng)元型一氧化氮合酶(nNOS)陽性細(xì)胞密度的變化。結(jié)果表明，圍產(chǎn)期食物限制降低了子代大鼠出生后第1、7、10、14和21天的體重，并減弱了成年子代大鼠的學(xué)習(xí)和記憶能力，海馬CA1區(qū)fEPSP的斜率和nNOS陽性細(xì)胞的密度也明顯降低。結(jié)果提示，圍產(chǎn)期食物限制可能通過抑制NO的產(chǎn)生降低了海馬突觸可塑性，從而影響了子代大鼠的學(xué)習(xí)和記憶能力。

海馬；學(xué)習(xí)和記憶；長時(shí)程增強(qiáng)；一氧化氮；食物限制；圍產(chǎn)期

0 引言

成年和老年食物限制可以產(chǎn)生許多有益的生物學(xué)效應(yīng)，包括延長生命周期[1,2]、延緩衰老和疾病的進(jìn)程[3,4]、提高學(xué)習(xí)和記憶能力[5,6]及降低藥物毒性等。然而，圍產(chǎn)期食物限制可導(dǎo)致胎兒宮內(nèi)發(fā)育受限（intrauterine growth restriction,IUGR），主要表現(xiàn)為動(dòng)物出生后體重降低、生長緩慢、神經(jīng)發(fā)育延遲[7,8]，以及成年社會(huì)行為[9]和空間學(xué)習(xí)能力下降[10]等。

在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中，海馬屬邊緣系統(tǒng)，與學(xué)習(xí)和記憶能力密切相關(guān)。有證據(jù)表明，海馬CA1區(qū)對(duì)于空間信息的獲得、鞏固和存儲(chǔ)是必需的[11,12]。長時(shí)程增強(qiáng)（long-term potentiation，LTP）是中樞神經(jīng)系統(tǒng)重要的可塑性形式，一直被認(rèn)為是學(xué)習(xí)與記憶的神經(jīng)基礎(chǔ)之一[13]。LTP作為衡量海馬神經(jīng)突觸可塑性的重要指標(biāo)，己被廣泛應(yīng)用。

海馬CA1區(qū)LTP的誘導(dǎo)和維持需要興奮性神經(jīng)遞質(zhì)谷氨酸的釋放。一氧化氮(nitric oxide，NO)作為一種逆向信使，促進(jìn)突觸前神經(jīng)元谷氨酸的釋放，從而易化了在突觸后神經(jīng)元上記錄的LTP[14]。

本研究采用Morris水迷宮測(cè)試和電生理實(shí)驗(yàn)方法,分別觀察圍產(chǎn)期食物限制對(duì)子代成年大鼠學(xué)習(xí)與記憶能力和海馬CA1區(qū)LTP的影響，并進(jìn)一步用免疫組化方法觀察海馬CA1區(qū)神經(jīng)元型一氧化氮合酶(neuronal nitric oxide synthase，nNOS)陽性細(xì)胞的密度,以期從突觸可塑性的角度研究圍產(chǎn)期食物限制影響子代空間學(xué)習(xí)和記憶能力的機(jī)制。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)對(duì)象

健康成年13周齡Wistar大鼠,購于軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心。動(dòng)物適應(yīng)3天后，將雌鼠與雄鼠同籠(雌雄比為2～3∶1)飼養(yǎng)。之后，每日早晨檢查雌鼠陰道口或陰道涂片，若發(fā)現(xiàn)陰道栓或涂片中有大量的精子存在，則記為大鼠妊娠第0天(gestation day 0，E0)。稱其體重，分籠喂養(yǎng)。此后于妊娠的E7、E14和E21測(cè)定孕鼠體重，妊娠期共測(cè)4次體重。

1.2 分組及模型制備

妊娠大鼠隨機(jī)分為對(duì)照組(n=9)和食物限制組(n=8)。對(duì)照組自由攝食，并記錄每日飼料消耗量。食物限制組從妊娠的E0到E6自由攝食，從妊娠的E7到仔鼠出生的21天(postnatal day 21，PD21)進(jìn)行食物限制，食物限制量為對(duì)照組大鼠每日平均飼料消耗量的50%[7]。兩組孕鼠均予充足飲水。大鼠自然分娩的當(dāng)天記為仔鼠出生的PD0，分別于仔鼠出生的PD1、PD7、PD10、PD14和PD21稱重。

1.3 空間學(xué)習(xí)與記憶能力測(cè)試

子代大鼠成年(PD70)后進(jìn)行水迷宮行為學(xué)實(shí)驗(yàn)。Morris水迷宮裝置為一直徑150 cm、高60 cm的圓形水池。水溫保持在(24±1)℃。將水池等分為東、南、西、北四個(gè)象限，以其中一個(gè)象限作為目標(biāo)象限，在其正中放有一個(gè)直徑10 cm的圓形平臺(tái)，平臺(tái)低于水面2 cm。將安裝好的攝像裝置與計(jì)算機(jī)連接，大鼠的運(yùn)動(dòng)軌跡及測(cè)試結(jié)果均顯示在計(jì)算機(jī)上。訓(xùn)練期間水迷宮外參照物保持不變，即視覺線索保持不變。Morris水迷宮的測(cè)試包括定位航行(place navigation test)和空間探索(probe trial performance)兩個(gè)實(shí)驗(yàn)。定位航行實(shí)驗(yàn)歷時(shí)5天，每天分上、下午兩個(gè)時(shí)間段訓(xùn)練。在每個(gè)時(shí)間段訓(xùn)練4次，分別從4個(gè)坐標(biāo)象限的中點(diǎn)將大鼠面向池壁放入水中，記錄大鼠找到平臺(tái)的時(shí)間，即逃避潛伏期(escape latency)。若在120 s內(nèi)找不到平臺(tái)，則將大鼠引導(dǎo)到平臺(tái)上并保持15 s。每次訓(xùn)練結(jié)束后擦干大鼠身體，放入各自的鼠籠內(nèi)并適當(dāng)給予保暖。第6天撤除平臺(tái)作空間探索實(shí)驗(yàn)，選與平臺(tái)象限相對(duì)象限的中點(diǎn)為入水點(diǎn)，將大鼠放入水中，記錄120 s內(nèi)大鼠跨越平臺(tái)的次數(shù)及在目標(biāo)象限的搜索時(shí)間百分比。

1.4 海馬CA1區(qū)LTP記錄

大鼠腹腔注射戊巴必妥鈉（50 mg/kg）麻醉后，固定于立體定位儀上，用電熱毯保溫。記錄電極和刺激電極均用直徑75 μm的不銹鋼絕緣絲制成，尖端裸露。單極記錄電極垂直插入海馬CA1區(qū)錐體細(xì)胞樹突叢（前囟后3.4 mm，中線旁開2.5 mm)，雙極刺激電極插入同側(cè)海馬Schaffer側(cè)枝（前囟后4.2 mm，中線旁開3.5 mm）[15]。調(diào)整記錄電極和刺激電極的深度，直至記錄到最大場(chǎng)興奮性突觸后電位（覱eld excitatory postsynaptic potential，fEPSP）為止。

以波寬0.2 ms、頻率0.033 Hz的測(cè)試刺激，作用于大鼠海馬CA3區(qū)Schaffer側(cè)枝，誘導(dǎo)海馬CA1區(qū)錐體細(xì)胞樹突叢fEPSP。以fEPSP幅度的50%的電流強(qiáng)度作為最適刺激強(qiáng)度。記錄30 min fEPSP后進(jìn)行高頻刺激。高頻刺激由10串200 Hz的方波組成，串間隔2 s。之后，用相同的波寬（頻率0.033 Hz）記錄120 min fEPSP。用Clampfit 9.0軟件分析fEPSP的斜率。

1.5 nNOS免疫組織化學(xué)檢測(cè)

大鼠經(jīng)左心室先后灌入0.9%生理鹽水和含4%多聚甲醛的0.1 mol/L磷酸緩沖液（pH 7.4）固定液，取出全腦，入上述固定液中后固定。連續(xù)冠狀切片（厚50 μm）。采用鏈霉親合素-生物素-過氧化物酶復(fù)合物（ABC）法進(jìn)行免疫組織化學(xué)染色。切片移入37℃0.3%H2O2和1%Triton X-100中孵育30 min，磷酸緩沖液漂洗后，以5%的羊血清封閉30 min，然后加nNOS抗體（1∶200，Santa Cruz公司），4℃溫盒內(nèi)孵育72 h。磷酸緩沖液漂洗后加生物素標(biāo)記的兔抗羊血清（1∶200），于37℃孵育1 h，ABC液（1∶100，Vector公司）37℃孵育1 h。之后用0.5 ml/L的DAB顯色。鏡下控制反應(yīng)時(shí)間5～10 min。常規(guī)裱片，脫水，透明，封片。置光學(xué)顯微鏡下觀察海馬CA1區(qū)nNOS陽性神經(jīng)元密度。

1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

所有數(shù)值用平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)誤（M±SEM）表示。采用SPSS 16.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行分析。體重和逃避潛伏期采用重復(fù)方差分析，其它（跨越平臺(tái)的次數(shù)、在目標(biāo)象限的搜索時(shí)間、游泳速度、fEPSP斜率及nNOS陽性神經(jīng)元密度）采用t檢驗(yàn)。fEPSP斜率表示為基準(zhǔn)值的百分比（基準(zhǔn)值為高頻刺激前30 min fEPSP斜率的平均值）。P＜0.05被認(rèn)為有顯著性差異。

2 結(jié)果

2.1 圍產(chǎn)期食物限制對(duì)孕鼠和子代大鼠體重的影響

由表1可知，食物限制組孕鼠在E1和E7的體重與對(duì)照組無明顯差異，但在E14和E21呈負(fù)增長，與對(duì)照組有顯著性差異。這顯然與食物攝入限制開始時(shí)間密切相關(guān)。另外，食物限制組子代大鼠在PD1、PD7、PD10、PD14和PD21的體重也明顯小于對(duì)照組（表2）。

表1 圍產(chǎn)期食物限制(FR50)對(duì)孕鼠體重(克)的影響Table 1Effect of perinatal food restriction(FR50)on body weight(g)of dam

表2 圍產(chǎn)期食物限制(FR50)對(duì)仔鼠體重(克)的影響Table 2Effect of perinatal food restriction(FR50)on mean pup body weights(g)

2.2 圍產(chǎn)期食物限制對(duì)子代成年大鼠水迷宮學(xué)習(xí)與記憶行為的影響

實(shí)驗(yàn)在對(duì)照組雄性子代大鼠（n=9）和食物限制組雄性子代大鼠（n=8）上進(jìn)行。大鼠經(jīng)連續(xù)5天訓(xùn)練，無論是對(duì)照組還是食物限制組子代大鼠，其逃避潛伏期均呈縮短趨勢(shì)（圖1），這一現(xiàn)象表明大鼠空間學(xué)習(xí)能力隨訓(xùn)練次數(shù)增加而有所增強(qiáng)。食物限制組子代大鼠的逃避潛伏期在訓(xùn)練的第2、3、4和5天均明顯大于對(duì)照組，表明圍產(chǎn)期食物限制明顯減弱子代大鼠的空間學(xué)習(xí)能力。

為進(jìn)一步觀察圍產(chǎn)期食物限制對(duì)子代大鼠記憶能力的影響，檢測(cè)了大鼠跨越平臺(tái)的次數(shù)及在目標(biāo)象限的搜索時(shí)間百分比。二者均反映大鼠對(duì)平臺(tái)所在位置的記憶保持能力。正常組子代大鼠跨越平臺(tái)（6.3±0.75）次，而食物限制組跨越平臺(tái)（4.2±0.41）次，兩者有顯著差異（P＜0.05）（圖2）。正常組子代大鼠在目標(biāo)象限的搜索時(shí)間百分?jǐn)?shù)為44.6%±2.1%，而食物限制組在目標(biāo)象限的搜索時(shí)間百分?jǐn)?shù)為36.2%±2.5%，顯然兩者差異明顯（P＜0.01）（圖3）。結(jié)果表明圍產(chǎn)期食物限制對(duì)子代大鼠空間記憶能力也有顯著的抑制作用。

兩組大鼠6天的平均游泳速度無明顯差異，表明子代大鼠學(xué)習(xí)和記憶能力的變化并非運(yùn)動(dòng)能力差異及其它非特異性因素造成的（圖4）。

圖1 定位航行中的平均逃避潛伏期圍產(chǎn)期食物限制(FR50)引起成年子代大鼠在訓(xùn)練的第2(P＜0.05)、3(P＜0.01)、4(P＜0.01)和5天(P＜0.05)需較長的時(shí)間到達(dá)隱蔽平臺(tái)。在訓(xùn)練的第1天到達(dá)平臺(tái)的時(shí)間與對(duì)照組相比無明顯差異。*P＜0.05，**P＜0.01，食物限制組與對(duì)照組比較Fig.1Mean escape latency in place navigationPerinatal food restriction(FR50)caused adult offspring rats to spend longer time(second)to escape onto a hidden platform on training day 2(P＜0.05),day 3(P＜0.01),day 4(P＜0.01)and day 5(P＜0.05).There was no difference on training day 1 compared with the control group,*P＜0.05,**P＜0.01,FR50 group vs.control group

圖2 空間探索中目標(biāo)象限的平均搜索時(shí)間百分比圍產(chǎn)期食物限制(FR50)子代大鼠在目標(biāo)象限明顯停留較少的時(shí)間。**P＜0.01，食物限制組與對(duì)照組比較Fig.2Mean percent of time spent in the target quadrant in spatial probeThe offspring rats in perinatal food restriction(FR50)rats spent significantly less time in target quadrant,**P＜0.01,FR50 group vs.control group

圖3 空間探索中跨越平臺(tái)位置的次數(shù)圍產(chǎn)期食物限制(FR50)子代大鼠與對(duì)照組相比跨越平臺(tái)位置的次數(shù)較少。*P＜0.05，食物限制組與對(duì)照組比較Fig.3The mean of number of platform location crossings in spatial probeThe offspring rats in perinatal food restriction(FR50)group crossed the location of platform fewer times than the control group,*P＜0.05,FR50 group vs.control group

圖4 Morris水迷宮中的平均游泳速度圍產(chǎn)期食物限制(FR50)子代大鼠與對(duì)照組相比無明顯差異Fig.4Mean swim speed in the Morris water mazeThere was no difference in mean swim speed of offspring rats between perinatal food restriction(FR50)group and the control group

2.3 圍產(chǎn)期食物限制對(duì)海馬CA1區(qū)LTP的影響

實(shí)驗(yàn)分別在6只對(duì)照組和食物限制組子代大鼠上進(jìn)行。在高頻刺激前，正常組大鼠fEPSP斜率的基準(zhǔn)值為100.8%±1.4%，食物限制組大鼠fEPSP斜率的基準(zhǔn)值為100.1± 3.4%，二者均無顯著差異（P＞0.05）。高頻刺激后，正常組大鼠fEPSP斜率為150%±14%，食物限制組大鼠fEPSP斜率為119%±11%，二者有顯著差異（P＜0.01）（圖5）。

圖5 圍產(chǎn)期食物限制(FR50)和對(duì)照組子代成年大鼠海馬CA1區(qū)長時(shí)程增強(qiáng)的場(chǎng)興奮性突觸后電位斜率的比較箭頭(在30分鐘時(shí))表示應(yīng)用高頻刺激，以波寬為0.2 ms、頻率為0.033 Hz的刺激作用于Schaffer側(cè)枝誘發(fā)場(chǎng)興奮性突觸后電位(fEPSP)。fEPSP的斜率表示為基準(zhǔn)值的百分比，每只動(dòng)物每?jī)煞昼娪涗浀膄EPSP斜率平均為一個(gè)點(diǎn)，誤差線為平均數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)誤，食物限制的子代大鼠其海馬CA1區(qū)長時(shí)程增強(qiáng)的fEPSP斜率降低Fig.5The fEPSP slopes of LTP in the hippocampcal CA1 area of adult control and perinatal food restriction(FR50)offspring ratsArrow at 30 min indicates application of HFS,fEPSPs were evoked by a 0.2 ms stimulus to the Schaffer collaterals at 0.033 Hz,fEPSP slopes were normalized as percent of baseline values and averaged in 2-min bins for individual animals,error bars represent standard errors of the group means,FR50 offspring rats showed a decreased fEPSP slope of LTP in hippocampal CA1 area

2.4 圍產(chǎn)期食物限制對(duì)子代大鼠海馬CA1區(qū)nNOS陽性神經(jīng)元密度的影響

實(shí)驗(yàn)在9只對(duì)照組雄性子代大鼠和8只食物限制組雄性子代大鼠上進(jìn)行。對(duì)照組子代大鼠海馬CA1區(qū)nNOS陽性神經(jīng)元密度為（17.78±3.76）/mm2，食物限制組大鼠海馬CA1區(qū)nNOS陽性神經(jīng)元密度為（12.73±1.72）/mm2，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.01）（圖6，圖7）。

圖6 用免疫組化方法觀察的成年子代雄性大鼠海馬CA1區(qū)神經(jīng)元型一氧化氮合酶(nNOS)陽性細(xì)胞的分布(×400)左光鏡圖示對(duì)照組的nNOS陽性細(xì)胞；右光鏡圖示食物限制組的nNOS陽性細(xì)胞。食物限制降低了海馬CA1區(qū)nNOS陽性細(xì)胞密度Fig.6The distribution of neuronal NOS(nNOS)-positive cells in the CA1 of the hippocampus in adult male offspring rat using immunohistochemical method(×400)(Left)Light field photomicrographshowingthenNOS-positivecellsinthecontrolgroup;(Right)Lightfield photomicrograph showing the nNOS-positive cells in the FR50 group.FR50 decreased the density of nNOS-positive cells in CA1 area of hippocampus

圖7 海馬CA1區(qū)nNOS陽性細(xì)胞密度(數(shù)目/mm2)食物限制組海馬CA1區(qū)nNOS陽性細(xì)胞密度低于正常組。**P＜0.01，食物限制組與正常組比較Fig.7The density of nNOS positive cells(the number/per mm2)in the CA1 areas of hippocampusThere was less density in nNOS-positive cells within CA1 area of hippocampus in FR50 group than those of the control group.**P＜0.01,FR50 group vs.control group

3 討論

Morris水迷宮所檢測(cè)的是，大鼠在多次訓(xùn)練中學(xué)會(huì)尋找位置固定的隱蔽平臺(tái)，形成穩(wěn)定的空間位置認(rèn)知的能力。這種空間認(rèn)知是通過加工空間信息（外界參照物）形成的，是一種以空間坐標(biāo)系為參照的認(rèn)知（allocentric cognition），所形成的記憶是一種空間參考記憶（reference memory）。從信息的加工和提取方式來看，這種空間參考記憶進(jìn)入意識(shí)系統(tǒng)，其儲(chǔ)存的機(jī)制主要涉及邊緣系統(tǒng)（如海馬）和大腦皮層相關(guān)腦區(qū)。因此，Morris水迷宮是一種研究與海馬功能直接相關(guān)的空間學(xué)習(xí)和記憶的模型，能較準(zhǔn)確地反映動(dòng)物的空間學(xué)習(xí)和記憶能力。

本研究中，對(duì)兩組子代成年大鼠所進(jìn)行的Morris水迷宮行為檢測(cè)結(jié)果顯示，圍產(chǎn)期食物限制可明顯抑制子代大鼠的學(xué)習(xí)與記憶能力。學(xué)習(xí)和記憶不是一種有或無的現(xiàn)象，而是一個(gè)過程。大鼠在水迷宮訓(xùn)練中，刺激（被放入水池中）與反應(yīng)（辨認(rèn)空間物體尋找平臺(tái)）之間形成了聯(lián)系，并產(chǎn)生相關(guān)記憶。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，兩組大鼠經(jīng)過多次的水迷宮訓(xùn)練后，其逃避潛伏期都明顯縮短。與對(duì)照組子代成年大鼠相比，食物限制組子代大鼠在訓(xùn)練的第2、3、4和5天尋找平臺(tái)的潛伏期明顯延長，表現(xiàn)了較弱的學(xué)習(xí)能力。食物限制組子代大鼠跨越平臺(tái)的次數(shù)及在目標(biāo)象限的搜索時(shí)間也均明顯小于對(duì)照組子代大鼠，表明圍產(chǎn)期食物限制同樣降低了子代的記憶能力。

LTP作為突觸可塑性的一種表現(xiàn)，具有時(shí)程長和聯(lián)合的性質(zhì)。不少學(xué)者把LTP與學(xué)習(xí)和記憶聯(lián)系起來,認(rèn)為它是學(xué)習(xí)和記憶功能的可能機(jī)制之一。在海馬的三突觸聯(lián)系環(huán)路中，CA1區(qū)LTP與通過Morris水迷宮檢測(cè)的空間學(xué)習(xí)和記憶能力高度相關(guān)。在本研究中，食物限制組子代大鼠空間學(xué)習(xí)和記憶能力的下降及海馬CA1區(qū)LTP抑制，表明圍產(chǎn)期食物限制造成子代大鼠空間學(xué)習(xí)和記憶能力的下降與海馬CA1區(qū)突觸可塑性降低有關(guān)。

LTP的誘導(dǎo)和維持需要多種物質(zhì)，NO作為細(xì)胞內(nèi)信使被認(rèn)為參與了這一復(fù)雜過程。NOS是NO產(chǎn)生的限速酶。不同的NOS催化產(chǎn)生的NO在不同組織細(xì)胞中發(fā)揮著不同的生物學(xué)作用。由nNOS產(chǎn)生的NO在學(xué)習(xí)和記憶過程中起著重要作用[16]。NO從突觸后神經(jīng)元釋放后擴(kuò)散到突觸前神經(jīng)元，增加突觸前神經(jīng)元谷氨酸的釋放，導(dǎo)致突觸后膜上的NMDA受體和AMPA受體激活，從而易化了LTP的誘導(dǎo)和維持。由于NO半衰期很短，直接測(cè)定尚存在技術(shù)困難，因此多采用檢測(cè)NOS的方法間接反映細(xì)胞中的NO含量。本研究中，食物限制組子代大鼠海馬CA1區(qū)nNOS密度降低，提示海馬CA1區(qū)神經(jīng)元合成NO的能力下降，這可能是食物限制組子代大鼠海馬CA1區(qū)LTP抑制的原因之一。

營養(yǎng)是生命與健康的物質(zhì)基礎(chǔ)。充足的營養(yǎng)是保證機(jī)體正常發(fā)育和行使正常功能的前提。圍產(chǎn)期是機(jī)體生長發(fā)育的關(guān)鍵時(shí)期，也是生命過程中對(duì)營養(yǎng)狀況最為敏感的時(shí)期。若該期營養(yǎng)不良，會(huì)導(dǎo)致子代長期的甚至不可逆的損害效應(yīng)[17,18]。我們的研究結(jié)果表明，圍產(chǎn)期食物限制可能通過抑制NO的產(chǎn)生降低了海馬突觸可塑性，從而對(duì)大鼠學(xué)習(xí)和記憶能力產(chǎn)生影響。由于動(dòng)物的學(xué)習(xí)和記憶能力的形成與人類具有一定的相似性，因此本研究可為認(rèn)識(shí)圍產(chǎn)期食物限制對(duì)人類智力的影響提供參考。

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Abstract:Perinatal food restriction induces neurobiological changes,including deficiency in learning and memory,in rat offspring.However,the mechanism is still unclear.The females were paired with the males. Afterwards,the pregnant rats were assigned radomly into two groups:the control group and the model group.In the control group(n=9),dams had free access to diet and water during gestation and lactation.In the model group,dams(n=8)received 50%of the daily food intake of control mothers from gestation day 7 until the postnatal day 21.Spatial learning and memory ability was tested in Morris water maze in adult offspring rats.Afterwards,thein vivofield excitatory postsynaptic potential(fEPSP)was observed in the hippocampal CA1 area.In addition,the density of nNOS neurons in hippocampal CA1 area was recorded using immunohistochemistry.The results showed that the perinatal food restriction reduced body weight of offsprings on postnatal day(PD)1,PD7,PD10,PD14 and PD21,and impaired learning and memory of adult male offspring rats.This type of food restriction also decreased fEPSP slope of long-term potentiation(LTP) in hippocampal CA1 area.Importantly,the density of nNOS positive cells in hippocampal CA1 area was decreased by this type of food restriction.These findings suggested that perinatal food restriction impaired synaptic plasticity by reducing the product of NO in hippocampal CA1 area,and induced learning and memory disturbances in offspring rats.

Key Words:Hippocampus;Learning and memory;Long-term potentiation;Nitric oxide;Food restriction; Perinatal period

Effects of Perinatal Food Restriction on Synapticity in Hippocampal CA1 Area in Adult Offspring Rats

ZHANG Yinguo1,LI Ning2,YANG Jiajia1,ZHANG Tao1,YANG Zhuo2

1.College of Life Science,The Key Laboratory of Bioactive Materials,Ministry of Education, Nankai University,Tianjin 300071,China;
2.School of Medicine,Nankai University,Tianjin 300071,China

Q426

2009-12-07；接受日期：2010-01-14

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(30870827)

楊卓，電話：(022)23504364，E-mail：zhuoyang@nankai.edu.cn

This work was supported by a grant from The National Natural Science Foundation of China(30870827)

Received:Dec 7,2009Accepted:Jan 14,2010

Corresponding author:YANG Zhuo,Tel:+86(22)23504364,Fax:+86(22)23502554,E-mail:zhuoyang@nankai.edu.cn