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                                  Morris、高架十字迷宮對后代成年后學習記憶及行為學影響的實驗研究
                                  點擊次數:897 發布時間:2020-01-14

                                  本研究通過建立妊娠期不伴貧血的鐵缺乏引起的低甲狀腺素血癥大鼠模型, 來探討妊娠期鐵缺乏引起的低甲狀腺素血癥對后代仔鼠成年后空間學習記憶及 行為學的影響。

                                   

                                  方法

                                  90只SD雌鼠,重約200g,用隨機數字表法分為鐵缺乏組ID組)和正常 對照組CN。45只雄鼠,重約220g,按雌雄2: 1合籠。飼料根據AIN-93G 標準制作,用七水硫酸亞鐵代替檸檬酸鐵,含鐵量分別為30ppm70ppm。適應 性喂養一周后,分別用30ppm詞料和70ppm詞料分組喂養2周后合籠,一直分組 喂養到產后1天(postnatal day 1,PND 1),隨后兩組鼠都用正常對照組飼料 喂養直到麻醉處死取材。在產后2天(postnatal day 2, PND 2)每窩留仔鼠 10只。母鼠孕期每隔5天測體重,分別在妊娠當天(gestational day 0,GD0)、 妊娠 13 天(gestational day 13,⑶ 13)、生后 1 天(postnatal day 1,PND1) 腹腔麻醉后處死母鼠,檢測指標:血紅蛋白、肝鐵含量、血清鐵蛋白濃度、血清 促甲狀腺激素(TSH)、血清三碘甲腺原氨酸(TT3)、血清總四碘甲腺原氨酸TT4)。 觀察仔鼠睜眼時間,皮毛,耳朵發育,活動性等一般生長狀況,檢測指標:體重, 血紅蛋白、肝鐵含量、血清鐵蛋白濃度、血清TT3、血清TT4、血清TSH、皮層 和海馬鐵含量、皮層和海馬鐵反應基因及甲狀腺激素反應基因、長時程增強實驗 (Long-term potentiation,LTP)、Morris水迷宮、高架十字迷宮、高架零

                                   

                                  迷宮、三箱社交實驗。

                                  采用SPSS 21.0統計軟件,計量資料以均數土標準誤S±s)表示。經正 態性檢驗,數據符合正態分布,兩組數據之間的比較釆用兩獨立樣本t檢驗,不 符合正態分布的資料采用Mann Whitney U檢驗。^<0.05認為差異有統計學意 義。

                                  結果

                                  1、 一般生長發育情況:兩組母鼠妊娠期未見脫毛、易激惹及晝夜活動異常 等。兩組仔鼠在體重、睜眼時間、皮毛和耳朵的發育、晝夜活動性等未見差異。

                                  2、 ID組母鼠的血紅蛋白在妊娠期未發生下降,而肝鐵含量和血清鐵蛋白濃 度在⑶0時未出現下降,在⑶13時出現了下降并一直持續到PND1。ID組母鼠的 血清TT3、TSH在妊娠期未出現下降,而血清TT4GD0時未出現下降,在GD13 出現下降并一直持續到PND1。

                                  3、 PND1時,ID組仔鼠肝臟鐵含量下降,血紅蛋白含量和腦皮層、海馬鐵含 量未下降,血清TT4水平下降。PND40時,ID組仔鼠的鐵狀態指標(血紅蛋白、 肝鐵含量、血清鐵含量、血清甲狀腺激素水平TT4、TT3、TSH)未發生下降。

                                  4、 PND1時,兩組仔鼠海馬和皮層中的鐵反應基因Dmtl)的表達無明顯不 同,差異無統計學意義(戶>〇. 05)。海馬和皮層中的甲狀腺激素反應基因Rc3、 Reelin)的表達,ID組明顯低于CN組,差異有統計學意義(戶<0.05)

                                  5、 LTP實驗,PND40時,ID組的fEPSP斜率增加百分比值明顯低于CN組, 差異有統計學意義(/><〇. 05)

                                  6、 Moiris水迷宮實驗,在PND41PND42時,兩組的逃避潛伏期沒有明顯 差異,在PND43PND44時,ID組的逃避潛伏期明顯長于CN組,差異有統計學 意義(/><0. 05)。在空間搜索實驗中,ID組的靶象限游泳時間和穿環數低于CN 組,差異有統計學意義(/><〇. 05)。

                                  7、 高架十字迷宮實驗,ID組和CN組的開臂進入次數、開臂進入次數百分 比、進臂總次數無明顯差異。ID組的開臂時間和開臂時間百分比明顯小于CN組, 且差異有統計學意義(^<〇.〇5)。

                                  8、 高架零迷宮實驗,ID組的開臂時間和開臂時間百分比明顯小于CN組,

                                  且差異有統計學意義(^<〇.〇5)。

                                  9、三箱社交實驗,在social approach實驗階段,CN組仔鼠在chamber 1 待的時間長于chamber 3,差異有統計學意義(戶<0. 05)。ID組仔鼠的chamber 1所待時間與在chamber 3所待時間相比差異無統計學意義。在Social novelty 實驗階段,CN組仔鼠在chamber 3待的時間長于chamber 1,差異有統計學意義 (戶<0. 05)。ID組仔鼠的chamber 1所待時間與在chamber 3所待時間相比差 異無統計學意義。

                                  結論

                                  1、 隱性缺鐵可以導致妊娠期母鼠出現低甲狀腺素血癥。

                                  2、 妊娠期母鼠鐵缺乏所致的低甲狀腺素血癥會損害胎兒的腦發育。

                                  3、 妊娠期母鼠鐵缺乏所致的低甲狀腺素血癥對胎兒造成的腦損害會在后代成年 后存在學習記憶能力下降、焦慮行為傾向、社交能力的減弱。

                                  關鍵詞

                                  鐵缺乏;低甲狀腺素血癥;學習記憶;行為學

                                   

                                  高架十字實驗裝置上海欣軟信息科技有限公司,中國

                                  高架零迷宮實驗裝置上海欣軟信息科技有限公司,中國

                                  三箱社交實驗裝置上海欣軟信息科技有限公司,中國

                                   

                                   

                                  討論

                                  鐵缺乏是世界上zui常見的單一營養素缺乏,大約有20億人患有鐵缺乏癥 [1],妊娠女性的鐵缺乏發病率普遍較高[231。大量人群研究表明妊娠期鐵缺乏會導 致母體的低甲狀腺素學血癥[47],大量動物實驗同樣表明伴有或不伴有貧血的鐵 缺乏都會導致妊娠期母體的低甲狀腺血癥[9141。妊娠期鐵缺乏引起低甲狀腺素血 癥的原因有以下幾點:①甲狀腺過氧化物酶TP0)是含鐵酶,鐵缺乏時TP0活性 下降[8],并且是在肝臟鐵含量和血清鐵蛋白含量下降之前活性就下降了[14],從而 導致甲狀腺合成的激素減少;②在生物體中,T3而不是T4在外周組織中發揮生物 學作用,當機體甲狀腺激素水平下降時,外周組織中Dio 2和Dio 3的表達會升高, 使得T4T3的轉化增多,加重了循環中T4濃度的下降[26];③妊娠時母體的hCG濃 度升高,hCG刺激甲狀腺腺體產生更多的T3程度比刺激產生更多T4的程度更大些, 又因為妊娠期甲狀腺素結合球蛋白TBG)濃度升高,而T4的分泌相對于TBG的增 高來說是少的,所以妊娠期FT4的濃度會有下降的傾向鐵缺乏引起妊娠期鐵 缺乏所引起低甲狀腺素血癥會損害后代的腦發育,在生命早期會表現出行為的改 變[21^]。在腦發育關鍵時期,甲狀腺激素的缺乏對腦發育的損害是不可逆的,那 么妊娠期鐵缺乏所引起的低甲狀腺素血癥對腦發育的損害會不會在其成年后依 然有學習記憶和行為學的異常?

                                  以往的研究往往側重于嚴重缺鐵所致的缺鐵性貧血,但隱性缺鐵比嚴重缺鐵 更常見。本研究通過限制飲食鐵,建立妊娠期隱性缺鐵(缺鐵但不貧血)導致的 低甲狀腺素血癥大鼠模型,來研究其后代成年后學習記憶和行為學方面是否異常。

                                  本研究妊娠期隱性缺鐵的母鼠發生了低甲狀腺素血癥,說明建模成功。PND1 時,ID組仔鼠也存在隱性缺鐵并發生了低甲狀腺素血癥,但此時ID組仔鼠的腦鐵 含量并未下降,ID組仔鼠海馬和皮層中的鐵反應基因Dmtl)未明顯下降,甲狀 腺激素反應基因Rc3、Reelin)表達下降明顯。甲狀腺激素調控胎兒腦中Rc3 基因的表達,Rc3與突觸可塑性和樹突棘形成的形成有關[2、在甲減母鼠的胚胎 仔鼠海馬和皮層中Reelin基因和蛋白表達減少,甲狀腺激素通過調控Reelin基因 的表達在一定程度上影響神經元的遷移[29]。這說明母鼠的妊娠期隱性缺鐵引起的 低甲狀腺素血癥在胎鼠腦鐵含量未下降時損害了胎鼠的腦發育。

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