甲醛暴露是否会对大鼠学习记忆有影响

1.简介

人们使用的许多产品都含有甲醛，甲醛是一种导致生物体内各种系统故障的化学物质。这种有机化合物随处可见，广泛应用于铸造、家具、油漆、塑料、皮革、纺织和造纸工业，以及涂层材料中。几项研究表明，甲醛会影响海马体的CA1和CA3区域，这在记忆巩固中起着重要作用。在这项研究中，我们通过将甲醛暴露于雄性和雌性大鼠来研究甲醛的短期和长期影响以及性别相关差异。

2.方法

在本研究中使用80只10-12周龄大鼠（40只雌性，40只雄性）。实验计划见表1，甲醛（10mg/kg）腹膜内给药，急性给药7天，慢性给药30天。实验会进行旋转杆测试、Morris水迷宫测试、条件恐惧测试、高架十字迷宫测试和免疫组织化学检测。

表1

2.1 旋转杆测试

进行旋转杆测试以评估大鼠的运动协调性。将每只实验动物放在转轴上3次，记录它们在转轴上保持平衡行走的时间。

2.2 Morris水迷宫

该测试用于评估大鼠的空间学习和记忆。 测试的主要元素是一个直径1.5米、深度45厘米的水池。池内有一个10×10cm的平台，低于水面2cm，为了使水不透明，使用了无毒的黑色染料。房间的墙壁上放置了不同的视觉线索。水箱被分成四个相等的象限，平台放置在西南象限的中央。在采集阶段，大鼠游泳5天，并从不同象限放入池中，每天进行四次试验。 第六天，将平台从泳池中移出并进行探针测试。在测试中，这些动物游泳持续60秒。所有游泳试验均用摄像机记录并使用诺达思的动物运动轨迹跟踪系统进行分析。

动物运动轨迹跟踪系统是一款应用广泛的视频跟踪软件，可以跟踪和分析任何动物的行为、运动轨迹和活动，适用于所有标准行为测试（例如水迷宫，旷场实验等）。诺达思同时支持根据研究需求进行个性化迷宫定制和自定义感兴趣的区域进行视频追踪。

2.3 条件恐惧

由黑色有机玻璃材料制成，宽度和长度为27厘米，深度为34厘米。进行为期2天的行为测试，第一天动物在第2、4和6分钟（分钟）时受到1秒的足部电击（0.5mA）。第7分钟结束时，从机械装置中取出动物放回笼子中。测试第二天，将动物放回同一个盒子中并重新测试5分钟。在没有足部冲击的情况下，记录总僵直时间。

2.4 高架十字迷宫

该测试用于评估啮齿类动物的焦虑样行为。高架十字迷宫是一种十字形装置，由两个张开的臂和两个闭合的臂组成，将动物放入装置中，诺达思的动物运动轨迹跟踪系统评估动物在闭合臂中所花费的时间。

2.5 免疫组织化学

实验结束时，根据大鼠脑图谱取脑获得海马CA1和CA3区。将海马CA1和CA3区域中末端脱氧核苷酸转移酶dUTP 缺口末端标记 (TUNEL) 阳性细胞与这些区域中所有细胞的比率计算为每个脑切片中的百分比，其中应用TUNEL测定来确定细胞凋亡。

3.结果

3.1 旋转杆测试

对照组和实验组之间的转棒测试性能没有统计学上的显著差异。

3.2 Morris水迷宫

在急性组中，到平台的平均距离逐渐显著减小，表明动物已经学会了平台的位置（图1）。 各组之间任何一天获得的值均无统计学显著差异。就该参数而言，用甲醛处理的雄性和雌性大鼠的学习表现没有差异。在慢性组中，到平台的平均距离逐渐显著下降，表明动物已经学会了平台的位置（图2）。各组之间任何一天获得的值均无统计学显著差异。就该参数而言，用甲醛处理的雄性和雌性大鼠的学习表现没有差异。

探针测试结果显示，急性组和慢性组到达目标象限的时间没有统计学上的显著差异（图3）。

图1

图2

图3

3.3 条件恐惧

僵直时间是啮齿类动物在恐惧情况下表现出的物种特异性行为，如图4所示。

图4

3.4高架十字迷宫

在这项评估焦虑的测试中，各组之间动物在较暗的封闭臂中花费的时间没有统计学上的显著差异（图 5）。

图5

3.5 TUNEL检测

雄性急性实验组与对照组相比，CA1和CA3区有统计学意义的细胞凋亡，细胞凋亡率和组间差异见表2。

表2

4.结论

急性期和慢性期暴露于腹膜内甲醛不会损害学习和记忆，对抑郁或焦虑也没有影响。急性暴露后，在雄性海马体CA1和CA3区域观察到细胞凋亡。当检查认知测试结果时，实验组和对照组之间没有发现差异。雄性和雌性之间也没有显著差异。

参考文献

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.

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