目的:　　 成年和老年食物限制(food restriction,FR)可以产生许多有益的生物学效应,包括延长了生命周期、延缓衰老和疾病的进程、提高学习和记忆能力及降低药物的毒性等。然而,围产期食物限制可导致胎儿宫内发育受限(intrauterinegrowth restriction,IUGR),主要表现为新生儿出生后体重降低、生长缓慢、学习成绩不良。实验动物研究表明,围产期食物限制或营养不良除导致体重降低、生长缓慢外,还表现为一些行为发育延迟及成年社会行为和空间学习能力下降等。由于围产期营养不良对人类的生命和健康有极大危害,因此研究其对大鼠出生后神经行为发育(发育转折点)及对认知能力的影响有利于进一步认识人类IUGR并为发展保护人类胎儿IUGR的策略提供有益的资料。本研究首先建立围产期50％食物限制(FR50)Wistar大鼠模型,之后分别观察围产期FR50对新生期子代雌雄大鼠神经行为发育(包括身体发育和神经反射)的影响。由于新生期神经行为发育的延迟或损伤往往与后期(包括幼年和成年)的认知行为下降有关,因此又研究了子代成年雄性大鼠空间学习与记忆能力、海马CA1区突触可塑性及海马一氧化氮合酶(nitric oxide synthase,NOS)阳性神经元密度的变化,以揭示认知行为变化的可能机制。　　 方法:　　 实验第一部分:围产期50％食物限制大鼠模型的建立。为了研究围产期营养不良对神经行为发育和认知能力的影响,需要有合适的动物模型。通常有蛋白限制法和食物限制法。鉴于前者在饲料制作方面困难,所以采用后者制作模型。根据食物限制的程度,通常又分为轻度(30％)、中度(50％)和重度(70％)食物限制法。本研究采用了中度食物限制法。健康成年(体重250-280 g)14周龄wistar雌鼠与雄鼠同笼(雌雄比2-3:1)。之后,每日早晨检查雌鼠阴道口或阴道涂片,发现阴道栓或阴道涂片中有大量精子存在记为大鼠妊娠第0天(embryonic day0,E0),分笼喂养。将妊娠的雌鼠随机分为对照组(n=18)和模型组(n=16)。对照组自由摄食,并记录每日饲料消耗量。模型组从妊娠的E0到E6自由摄食,从妊娠的E7到仔鼠出生的21天(postnatal day21,PD21)进行食物限制,食物限制量为对照组大鼠每日平均饲料消耗量的50％。两组孕鼠均予充足饮水。分别于妊娠的E1、E7、E14和E21测定孕鼠体重。大鼠自然分娩,仔鼠出生的当天记为PD0,分别于仔鼠出生的PD1、PD7、PD10、PD14和PD21称重。发现FR50新生仔鼠体重明显低于正常组新生鼠,且孕鼠E14和E21体重也明显低于正常组孕鼠。表明本实验方法模拟了围产期营养不良状态,成功复制出胎鼠IUGR,有助于下一步研究新生子代大鼠神经行为发育及围产期营养不良状态对认知能力的影响。　　 实验第二部分:围产期食物限制对子代新生Wistar大鼠神经行为发育的影响。以肛殖距判断仔鼠的性别。典型的神经行为发育评估包括身体生长和神经反射两部分。身体生长包括开耳(PD2-PD5)、睁眼(PD14-PD17)、门齿生长(PD8-PDl2)和毛发出现(PD11-PD14)。神经反射包括翻正反射(PD3-PD7)、负性趋地反射(PD6-PD10)和悬崖回避反射(PD4-PD9)。比较对照组和食物限制组新生仔鼠神经发育的变化。　　 实验第三部分:围产期食物限制对子代成年雄性大鼠空间学习与记忆能力及海马CA1区长时程增强(10ng-term potentiation,LTP)的影响。大鼠出生后70天(PD70),运用Morris水迷宫测试空间学习与记忆能力。Morris水迷宫测试包括定位航行实验(place navigation test)和空间探索(probe trial performance)两个部分。定位航行实验历时5天,每天分上下午两个时间段训练。在每个时间段训练4次,分别从4个坐标象限的中点将大鼠面向池壁轻轻放入水中,记录大鼠在120 s找到平台的时间,即逃避潜伏期(escape latency)。若在120 s内找不到平台,则将大鼠引导到平台上并保持15 s。第6天撤除平台作空间探索实验,选与平台象限相对象限的中点为入水点将大鼠放入水中,记录120 s内大鼠跨越平台的次数及在目标象限的搜索时间百分比。之后,在海马CA1区在体记录场兴奋性突触后电位(fEPSP)。单极记录电极垂直插入海马CA1区锥体细胞树突丛(前囟后3.4 mm,中线旁开2.5 mm),双极刺激电极插入同侧海马Schaffer侧枝(前囟后4.2 mm,中线旁开3.5 mm)。调整记录电极及刺激电极深度,至记录到最大场兴奋性突触后电位(field excitatory postsynaptic potential,fEPSP)为止。海马CA1区LTP区的记录参数为:以波宽0.2ms、频率0.033Hz的测试刺激,作用于大鼠海马CA3区Schaffer侧枝,诱导海马CA1区锥体细胞树突丛场兴奋性突触后电位(field excitatory postsynaptic potential,fEPSP)。以fEPSP幅度的50％电流强度作为最适刺激强度。记录30 min fEPSP后进行高频刺激。高频刺激由10串200 Hz的方波组成,串间隔2 s。之后,用相同的波宽(频率0.033Hz)记录120 min fEPSP。　　 实验第四部分:围产期食物限制对子代成年雄性大鼠海马神经元型一氧化氮合酶(neuronal nitric oxide synthase,nNOS)阳性细胞密度的影响。由于空间学习与记忆能力的变化及海马CA1区LTP的诱导和维持需要兴奋性神经递质谷氨酸的释放。一氧化氮(nitric oxide,NO)作为一种逆向信使,促进突触前神经元谷氨酸的释放,从而易化了在突触后神经元上记录的LTP。因此,进一步用免疫组化方法观察海马三个亚区nNOS阳性细胞的密度。以期从一氧化氮的角度研究围产期食物限制消弱了子代空间学习和记忆能力的机制。　　 结果:　　 1)围产期食物限制导致新生雌雄大鼠身体生长延迟,包括开耳、门齿生长、毛发和睁眼延迟。　　 2)围产期食物限制导致雌雄新生大鼠神经反射延迟,包括翻正反射和:悬崖回避反射。另外,食物限制还导致雄性新生大鼠负性趋地反射延迟,但不影响雌性新生大鼠负性趋地反射。　　 3)围产期食物限制导致成年雄性子代大鼠空间学习与记忆能力下降。　　 4)围产期食物限制导致成年雄性子代大鼠海马CA1区突触可塑性降低。　　 5)围产期食物限制降低了海马三个亚区(CA1区、CA3区和齿状回)nNOS阳性细胞的密度。　　 结论:　　 1)围产期食物限制导致新生大鼠神经发育延迟；　　 2)围产期食物限制对新生大鼠小脑的发育可能具有性别依赖性；　　 3)围产期食物限制可能通过抑制NO的产生降低了海马突触可塑性,从而导致空间学习与记忆能力的降低。