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学习和记忆作为脑的高级功能之一,对动物与人类的生存等行为具有极其重要的意义。大量的研究工作表明,前额叶皮层在人和啮齿类动物的工作记忆、情绪记忆、注意力调节和行为抑制中起着重要作用。而影响突触可塑性的各种离子通道在前额叶皮层相关的学习记忆中起到了重要的调节作用,NMDA受体就是影响前额叶皮层功能的一类重要的兴奋性配体门控离子通道。CaMKⅡ是NMDA受体的一个重要下游分子,当NMDA受体通道开放时,大量Ca2+内流入神经元突触后膜,激活与NMDA受体中NR2B亚基胞内端相互作用的CaMKⅡ,从而调节突触可塑性和学习与记忆能力。脑中表达的CaMKⅡ由α和β两种亚基组成。近年有大量关于α亚基作用的研究,而对β亚基作用的研究较少。有研究表明,α和β亚基的比例决定了CaMKⅡ全酶的生化功能,而β亚基在海马齿状回过量表达会降低小鼠的突触可塑性并影响记忆的巩固过程。为了探讨βCaMKⅡ对前额叶依赖的工作记忆是否也有相同的作用,本文利用βCaMKⅡ-F90G转基因小鼠,通过分子生物学手段,研究βCaMKⅡ在小鼠前额叶脑区的过量表达,利用整体行为学检测上调βCaMKⅡ后对空间工作记忆的影响。此外我们还对βCaMKⅡ在DG区过量表达对突触可塑性的影响进行了初步研究。本课题的研究工作主要包括以下四个部分:1.转基因小鼠前额叶βCaMKⅡ-F90G基因表达的检测采用SV40特异性引物,提取鼠尾DNA进行基本基因型检测,为后续实验提供可靠鼠源。提取前额叶突触小体的蛋白,运用Western-blot,对其进行定量检测。研究结果显示,βCaMKⅡ-F90G转基因小鼠前额叶突触膜上的βCaMKⅡ表达量高于对照,这为我们的后续实验工作的顺利开展奠定了基础。2.βCaMKⅡ-F90G转基因小鼠基本行为及情绪的研究在进行学习与记忆相关行为学检测前,我们利用开场实验、转棒实验、明暗箱和高架十字迷宫等基本行为学方法,对βCaMKⅡ-F90G转基因小鼠的基本行为及情绪表现进行了检测。结果显示,转基因小鼠与野生对照组在基本活动量、探索性、情绪以及先天性恐惧等基本生理特性上无显著性差异,从而可以排除转基因小鼠因基本生理特性的改变而影响其学习与记忆能力的可能。3.βCaMKⅡ-F90G转基因小鼠空间学习记忆的行为学分析已有实验表明βCaMKⅡ在海马齿状回过量表达会降低小鼠的突触可塑性并影响记忆的巩固过程,为了探明小鼠前额叶过量表达βCaMKⅡ对前脑相关的学习记忆功能的影响,我们利用T-迷宫的非匹配延迟任务（The delayed non match-to-sample,DNMS）和改良的水迷宫任务,分别检测βCaMKⅡ-F90G转基因模式小鼠的空间工作记忆。结果显示,βCaMKⅡ-F90G转基因小鼠的空间工作记忆与野生对照组相比没有显著差异,表明βCaMKⅡ在前额叶过量表达不会影响小鼠的空间工作记忆能力。4.βCaMKⅡ-F90G转基因小鼠DG区突触可塑性分析LTD作为突触可塑性的两种形式之一,被认为是学习和记忆的可能机制之一。利用离体脑片场电位记录技术检测了3月龄βCaMKⅡ-F90G转基因小鼠和同窝对照C57/B6小鼠海马DG区的LTD。我们采用1Hz,15min的诱导LTD方法。结果显示,在两组小鼠中都能诱导出稳定的LTD,并且两组之间有显著差异,表明过表达的βCaMKⅡ亚基会减弱海马DG区的LTD现象。