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甲醛暴露是否會對大鼠學習記憶有影響
2024-4-24 閱讀(500)
1.簡介
人們使用的許多產品都含有甲醛，甲醛是一種導致生物體內各種系統故障的化學物質。這種有機化合物隨處可見，廣泛應用于鑄造、家具、油漆、塑料、皮革、紡織和造紙工業，以及涂層材料中。幾項研究表明，甲醛會影響海馬體的CA1和CA3區域，這在記憶鞏固中起著重要作用。在這項研究中，我們通過將甲醛暴露于雄性和雌性大鼠來研究甲醛的短期和長期影響以及性別相關差異。
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）。實驗計劃見表1，甲醛（10mg/kg）腹膜內給藥，急性給藥7天，慢性給藥30天。實驗會進行旋轉桿測試、Morris水迷宮測試、條件恐懼測試、高架十字迷宮測試和免疫組織化學檢測。
表1
2.1 旋轉桿測試
進行旋轉桿測試以評估大鼠的運動協調性。將每只實驗動物放在轉軸上3次，記錄它們在轉軸上保持平衡行走的時間。
2.2 Morris水迷宮
該測試用于評估大鼠的空間學習和記憶。 測試的主要元素是一個直徑1.5米、深度45厘米的水池。池內有一個10×10cm的平臺，低于水面2cm，為了使水不透明，使用了無毒的黑色染料。房間的墻壁上放置了不同的視覺線索。水箱被分成四個相等的象限，平臺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，每天進行四次試驗。 第六天，將平臺從泳池中移出并進行探針測試。在測試中，這些動物游泳持續60秒。所有游泳試驗均用攝像機記錄并使用諾達思的動物運動軌跡跟蹤系統進行分析。
動物運動軌跡跟蹤系統是一款應用廣泛的視頻跟蹤軟件，可以跟蹤和分析任何動物的行為、運動軌跡和活動，適用于所有標準行為測試（例如水迷宮，曠場實驗等）。諾達思同時支持根據研究需求進行個性化迷宮定制和自定義感興趣的區域進行視頻追蹤。
2.3 條件恐懼
由黑色有機玻璃材料制成，寬度和長度為27厘米，深度為34厘米。進行為期2天的行為測試，第一天動物在第2、4和6分鐘（分鐘）時受到1秒的足部電擊（0.5mA）。第7分鐘結束時，從機械裝置中取出動物放回籠子中。測試第二天，將動物放回同一個盒子中并重新測試5分鐘。在沒有足部沖擊的情況下，記錄總僵直時間。
2.4 高架十字迷宮
該測試用于評估嚙齒類動物的焦慮樣行為。高架十字迷宮是一種十字形裝置，由兩個張開的臂和兩個閉合的臂組成，將動物放入裝置中，諾達思的動物運動軌跡跟蹤系統評估動物在閉合臂中所花費的時間。
2.5 免疫組織化學
實驗結束時，根據大鼠腦圖譜取腦獲得海馬CA1和CA3區。將海馬CA1和CA3區域中末端脫氧核苷酸轉移酶dUTP 缺口末端標記 (TUNEL) 陽性細胞與這些區域中所有細胞的比率計算為每個腦切片中的百分比，其中應用TUNEL測定來確定細胞凋亡。
3.結果
3.1 旋轉桿測試
對照組和實驗組之間的轉棒測試性能沒有統計學上的顯著差異。
3.2 Morris水迷宮
在急性組中，到平臺的平均距離逐漸顯著減小，表明動物已經學會了平臺的位置（圖1）。 各組之間任何一天獲得的值均無統計學顯著差異。就該參數而言，用甲醛處理的雄性和雌性大鼠的學習表現沒有差異。在慢性組中，到平臺的平均距離逐漸顯著下降，表明動物已經學會了平臺的位置（圖2）。各組之間任何一天獲得的值均無統計學顯著差異。就該參數而言，用甲醛處理的雄性和雌性大鼠的學習表現沒有差異。
探針測試結果顯示，急性組和慢性組到達目標象限的時間沒有統計學上的顯著差異（圖3）。
圖1
圖2
圖3
3.3 條件恐懼
僵直時間是嚙齒類動物在恐懼情況下表現出的物種特異性行為，如圖4所示。
圖4
3.4高架十字迷宮
在這項評估焦慮的測試中，各組之間動物在較暗的封閉臂中花費的時間沒有統計學上的顯著差異（圖 5）。
圖5
3.5 TUNEL檢測
雄性急性實驗組與對照組相比，CA1和CA3區有統計學意義的細胞凋亡，細胞凋亡率和組間差異見表2。
表2
4.結論
急性期和慢性期暴露于腹膜內甲醛不會損害學習和記憶，對抑郁或焦慮也沒有影響。急性暴露后，在雄性海馬體CA1和CA3區域觀察到細胞凋亡。當檢查認知測試結果時，實驗組和對照組之間沒有發現差異。雄性和雌性之間也沒有顯著差異。
參考文獻
Aydin D D, Ta?k?nalp O, Ulu?am 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.
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