甲醛暴露會(huì)對(duì)大鼠學(xué)習(xí)記憶影響詳解

1.簡(jiǎn)介
人們使用的許多產(chǎn)品都含有甲醛，甲醛是一種導(dǎo)致生物體內(nèi)各種系統(tǒng)故障的化學(xué)物質(zhì)。這種有機(jī)化合物隨處可見(jiàn)，廣泛應(yīng)用于鑄造、家具、油漆、塑料、皮革、紡織和造紙工業(yè)，以及涂層材料中。幾項(xiàng)研究表明，甲醛會(huì)影響海馬體的CA1和CA3區(qū)域，這在記憶鞏固中起著重要作用。在這項(xiàng)研究中，我們通過(guò)將甲醛暴露于雄性和雌性大鼠來(lái)研究甲醛的短期和長(zhǎng)期影響以及性別相關(guān)差異。
 
2.方法
在本研究中使用80只10-12周齡大鼠（40只雌性，40只雄性）。實(shí)驗(yàn)計(jì)劃見(jiàn)表1，甲醛（10mg/kg）腹膜內(nèi)給藥，急性給藥7天，慢性給藥30天。實(shí)驗(yàn)會(huì)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)桿測(cè)試、Morris水迷宮測(cè)試、條件恐懼測(cè)試、高架十字迷宮測(cè)試和免疫組織化學(xué)檢測(cè)。  
2.1 旋轉(zhuǎn)桿測(cè)試
進(jìn)行旋轉(zhuǎn)桿測(cè)試以評(píng)估大鼠的運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)性。將每只實(shí)驗(yàn)動(dòng)物放在轉(zhuǎn)軸上3次，記錄它們?cè)谵D(zhuǎn)軸上保持平衡行走的時(shí)間。
 
2.2 Morris水迷宮
該測(cè)試用于評(píng)估大鼠的空間學(xué)習(xí)和記憶。 測(cè)試的主要元素是一個(gè)直徑1.5米、深度45厘米的水池。池內(nèi)有一個(gè)10×10cm的平臺(tái)，低于水面2cm，為了使水不透明，使用了無(wú)毒的黑色染料。房間的墻壁上放置了不同的視覺(jué)線(xiàn)索。水箱被分成四個(gè)相等的象限，平臺(tái)放置在西南象限的中央。在采集階段，大鼠游泳5天，并從不同象限放入池中，每天進(jìn)行四次試驗(yàn)。 第六天，將平臺(tái)從泳池中移出并進(jìn)行探針測(cè)試。在測(cè)試中，這些動(dòng)物游泳持續(xù)60秒。所有游泳試驗(yàn)均用攝像機(jī)記錄并使用諾達(dá)思的動(dòng)物運(yùn)動(dòng)軌跡跟蹤系統(tǒng)進(jìn)行分析。
 
動(dòng)物運(yùn)動(dòng)軌跡跟蹤系統(tǒng)是一款應(yīng)用廣泛的視頻跟蹤軟件，可以跟蹤和分析任何動(dòng)物的行為、運(yùn)動(dòng)軌跡和活動(dòng)，適用于所有標(biāo)準(zhǔn)行為測(cè)試（例如水迷宮，曠場(chǎng)實(shí)驗(yàn)等）。諾達(dá)思同時(shí)支持根據(jù)研究需求進(jìn)行個(gè)性化迷宮定制和自定義感興趣的區(qū)域進(jìn)行視頻追蹤。 2.3 條件恐懼
由黑色有機(jī)玻璃材料制成，寬度和長(zhǎng)度為27厘米，深度為34厘米。進(jìn)行為期2天的行為測(cè)試，第一天動(dòng)物在第2、4和6分鐘（分鐘）時(shí)受到1秒的足部電擊（0.5mA）。第7分鐘結(jié)束時(shí)，從機(jī)械裝置中取出動(dòng)物放回籠子中。測(cè)試第二天，將動(dòng)物放回同一個(gè)盒子中并重新測(cè)試5分鐘。在沒(méi)有足部沖擊的情況下，記錄總僵直時(shí)間。
 
2.4 高架十字迷宮
該測(cè)試用于評(píng)估嚙齒類(lèi)動(dòng)物的焦慮樣行為。高架十字迷宮是一種十字形裝置，由兩個(gè)張開(kāi)的臂和兩個(gè)閉合的臂組成，將動(dòng)物放入裝置中，諾達(dá)思的動(dòng)物運(yùn)動(dòng)軌跡跟蹤系統(tǒng)評(píng)估動(dòng)物在閉合臂中所花費(fèi)的時(shí)間。
 
2.5 免疫組織化學(xué)
實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，根據(jù)大鼠腦圖譜取腦獲得海馬CA1和CA3區(qū)。將海馬CA1和CA3區(qū)域中末端脫氧核苷酸轉(zhuǎn)移酶dUTP 缺口末端標(biāo)記 (TUNEL) 陽(yáng)性細(xì)胞與這些區(qū)域中所有細(xì)胞的比率計(jì)算為每個(gè)腦切片中的百分比，其中應(yīng)用TUNEL測(cè)定來(lái)確定細(xì)胞凋亡。
 
3.結(jié)果
3.1 旋轉(zhuǎn)桿測(cè)試
對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組之間的轉(zhuǎn)棒測(cè)試性能沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)上的顯著差異。
 
3.2 Morris水迷宮
在急性組中，到平臺(tái)的平均距離逐漸顯著減小，表明動(dòng)物已經(jīng)學(xué)會(huì)了平臺(tái)的位置（圖1）。 各組之間任何一天獲得的值均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)顯著差異。就該參數(shù)而言，用甲醛處理的雄性和雌性大鼠的學(xué)習(xí)表現(xiàn)沒(méi)有差異。在慢性組中，到平臺(tái)的平均距離逐漸顯著下降，表明動(dòng)物已經(jīng)學(xué)會(huì)了平臺(tái)的位置（圖2）。各組之間任何一天獲得的值均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)顯著差異。就該參數(shù)而言，用甲醛處理的雄性和雌性大鼠的學(xué)習(xí)表現(xiàn)沒(méi)有差異。
探針測(cè)試結(jié)果顯示，急性組和慢性組到達(dá)目標(biāo)象限的時(shí)間沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)上的顯著差異（圖3）。  
3.3 條件恐懼
僵直時(shí)間是嚙齒類(lèi)動(dòng)物在恐懼情況下表現(xiàn)出的物種特異性行為，如圖4所示。  
3.4高架十字迷宮
在這項(xiàng)評(píng)估焦慮的測(cè)試中，各組之間動(dòng)物在較暗的封閉臂中花費(fèi)的時(shí)間沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)上的顯著差異（圖 5）。  
3.5 TUNEL檢測(cè)
雄性急性實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組相比，CA1和CA3區(qū)有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的細(xì)胞凋亡，細(xì)胞凋亡率和組間差異見(jiàn)表2。  
4.結(jié)論
急性期和慢性期暴露于腹膜內(nèi)甲醛不會(huì)損害學(xué)習(xí)和記憶，對(duì)抑郁或焦慮也沒(méi)有影響。急性暴露后，在雄性海馬體CA1和CA3區(qū)域觀(guān)察到細(xì)胞凋亡。當(dāng)檢查認(rèn)知測(cè)試結(jié)果時(shí)，實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組之間沒(méi)有發(fā)現(xiàn)差異。雄性和雌性之間也沒(méi)有顯著差異。
 
參考文獻(xiàn)
Aydin D D, Taşkınalp O, Uluçam E, et al. The effect of acute and chronic formaldehyde exposure on learning and memory in male and female rats[J]. International Journal of Neuroscience, 2023: 1-9.