【摘 要】
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背景和目的:学习记忆是神经生物学研究的热点之一,它是个体通过与环境接触,并将接收的信息予以整合、巩固的适应性过程[1]。学习记忆是多个脑功能区共同协调完成的脑电活动,目前研究最清楚的是海马体。它位于哺乳类动物颞叶深部外侧,海马齿状回（DG）-CA1-CA3神经环路的协同信息处理是记忆形成的关键解剖区域,与学习记忆密切相关的疾病是阿尔兹海默病,这是一种神经退行性疾病,目前发病机制不明,缺乏有效的治疗
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背景和目的:学习记忆是神经生物学研究的热点之一,它是个体通过与环境接触,并将接收的信息予以整合、巩固的适应性过程[1]。学习记忆是多个脑功能区共同协调完成的脑电活动,目前研究最清楚的是海马体。它位于哺乳类动物颞叶深部外侧,海马齿状回（DG）-CA1-CA3神经环路的协同信息处理是记忆形成的关键解剖区域,与学习记忆密切相关的疾病是阿尔兹海默病,这是一种神经退行性疾病,目前发病机制不明,缺乏有效的治疗手段,但越来越多的证据表明:胆固醇代谢异常与此疾病密切相关[2]。因此,深入研究胆固醇代谢在动物学习记忆过程中的作用及其相关分子机制是本研究的主要目标之一。本研究使用胆固醇代谢障碍基因敲除小鼠模型(LSS+/-非条件性杂合基因敲除小鼠),对其进行记忆能力测试并结合多组学研究,意在揭示胆固醇代谢异常与神经系统疾病发生发展的关系;这项工作为胆固醇代谢与学习记忆之间提供了一个联系,并将LSS定为一个潜在的药物治疗靶点。方法:（1）小鼠大脑一般情况:取同窝出生的8周龄成熟C57BL/6J小鼠,按1ml/kg用量使用2%戊巴比妥钠对称重后的小鼠进行麻醉,心脏抽血处理后处死,分离血清后用于脂类物质指标检测。完整分离小鼠大脑,称重,随后分离海马体用于相关指标检测。（2）行为学实验:使用8周龄的成熟C57BL/6J小鼠品系用于动物行为学实验,所有动物实验均经过安徽医科大学动物伦理委员会的同意。100只SPF级同窝出生的雌性8周龄野生型（Wide type,WT）和LSS基因敲除小鼠(LSS+/-)被分为若干组用于行为学测试。行为学测试开始前,所有实验动物均在SPF标准环境饲养至8周龄后带入行为学实验室适应至少一周以排除环境对动物的干扰。为排除睡眠对动物行为的影响,我们于每日18:00开始小鼠的行为学测试。所有测试均在08:00至20:00的灯光循环行为学实验室中进行。为排除不同行为对于动物的影响,每一批动物只进行1种行为学测试。所有视频均通过行为学软件进行了分析,所有行为学实验均采用随机双盲实验方法进行,以排除实验人员主观因素对行为学实验的影响。（3）采用苏木素-伊红染色（HE）、高尔基染色、透射电子显微镜成像等方法,观察不同组小鼠海马体显微和超微结构是否存在变化;免疫组织化学染色和免疫荧光观察特定蛋白表达差异情况。使用HPLC-MS进行非靶向脂质代谢组学检测各组海马组织脂类物质差异情况;有参转录组测序检测各组海马差异表达基因并筛选与学习记忆有关的差异基因;实时荧光定量PCR（Real time-q PCR）验证测序所筛选的差异基因表达情况。蛋白质免疫印迹（western blotting,WB）方法检测与学习记忆相关的相关蛋白表达情况,同时检测SREBP1、SREBP2蛋白以及ERK、AKT信号通路相关蛋白表达情况。结果:（1）小鼠一般情况:同窝出生的同性别小鼠中,野生组与基因敲除组小鼠体重、外观、大脑重量和大脑外观均无明显差异,基因敲除组小鼠海马体LSS基因表达显著下调。海马HE染色组间未见明显差异。（2）小鼠行为学测试:相比于同窝野生组小鼠,LSS基因敲除小鼠表现出更为明显的抗焦虑样行为（p＜0.05）与更高的活动度（p＜0.05）,在空间定位记忆测试中也表现为更佳的记忆能力（p＜0.05）。（3）血清脂类物质结果检测:野生组与基因敲除组小鼠TG、CHO没有明显差异,LDL-C、HDL-C亦未见明显差异。（4）小鼠海马有参转录组测序结果提示,WT组与LSS+/-组在能量代谢、核糖体结合蛋白、神经系统发育、长时程增强（LTP）、长时程抑制（LTD）、阿尔兹海默病、甘氨酸神经元通路、谷氨酸神经元通路、多巴胺神经元通路、尼古丁成瘾、正向恐惧记忆调控等过程存在差异。（5）Real-time PCR结果分析发现LSS（+/-）组海马中神经递质受体相关的14基因表达水平与WT组相比均显著变化;LSS（+/-）组海马中核糖体结合蛋白相关的20个基因表达水平与WT组相比9个基因提示下调,3个基因提示上调,8个基因差异不明显。（6）海马非靶向脂质代谢组分析结果表明:相比于WT组,LSS（+/-）组PS显著增高,PC增高,PE降低,而其他磷脂类物质变化不明显。（7）海马透射电子显微镜成像结果显示:LSS（+/-）小鼠海马的线粒体、内质网和髓鞘结构更完整,核糖体数目比WT小鼠更为丰富。（8）Western-blotting结果发现:与同组野生型小鼠相比,神经调质3（NGN3）与神经外营养蛋白4（NXPH4）在LSS基因敲除小鼠中显著上调。Morris水迷宫训练前后,锌指家族受体268（Zif268）和钙调蛋白依赖性蛋白激酶II（Ca MKII）在LSS（+/-）小鼠中降低.结论:LSS基因非条件性杂合敲除小鼠表现出更好的空间学习记忆能力和更显著的抗焦虑样行为,其分子机制部分与磷脂类物质代谢有关。
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