探究长期酒精摄入对小鼠小脑皮层苔藓纤维-颗粒细胞突触可塑性及运动功能的影响。
30只清洁级6~8周龄健康ICR小鼠(性别不限)按照随机数字表法分为生理盐水组(对照组)和酒精摄入组(酒精组)，每组15只，酒精组小鼠每日腹腔注射浓度为15%乙醇(1.6 g/kg)，对照组小鼠则注射同等剂量的生理盐水，1次/d，连续注射28 d。使用行走障碍实验和转棒疲劳实验观察小鼠的运动协调能力和学习能力；电生理膜片钳技术检测吹风刺激诱发的长时程突触可塑性的场电位变化。采用SPSS 22.0软件进行统计分析，独立样本t检验、配对t检验和重复测量方差分析进行两组间及干预前后的比较。
电生理结果显示，吹风刺激后，对照组小鼠场电位N1波的振幅百分比[(130.4±3.3)%]高于刺激前[(100.6±2.7)%](t＝27.07，P<0.01)；刺激后N1波的波形下面积百分比[(128.8±4.5)%]较刺激前[(100.2±3.5)%]高(t＝19.43，P<0.01)。吹风刺激后，酒精组小鼠N1波的振幅百分比[(97.8±4.3)%]，与刺激前[(99.5±5.6)%]相比差异无统计学意义(t＝0.93，P>0.05)；刺激后N1波的波形下面积百分比[(96.8±3.6)%]与刺激前[(100.2±4.2)%]相比差异无统计学意义(t＝2.38，P>0.05)。行走障碍实验结果显示，酒精组小鼠错误总数[(3.14±0.19)次]较对照组[(1.52±0.29)次]高(t＝17.87，P<0.01)，总错误时间[(63.85±9.34) ms]较对照组[(28.93±7.21) ms]长(t＝11.45，P<0.01)。两组小鼠转棒疲劳实验数据使用重复测验方差分析，结果显示两组小鼠的跌落速度和跌落潜伏期均存在时间和组别的交互作用(F＝4.5，455.1，均P<0.05)。酒精组小鼠第1~7天跌落速度明显低于对照组，均差异有统计学意义(均P<0.05)；酒精组小鼠第1~7天跌落潜伏期均短于对照组，均差异有统计学意义(均P<0.05)。
长期酒精摄入损害小鼠颗粒层突触可塑性并导致小鼠运动协调功能及运动学习能力明显下降。
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酒精是最广泛且滥用最严重的精神活性物质之一，对中枢神经系统造成损伤并严重影响人体各项功能[1]，小脑是酒精的重要靶器官之一[2,3]。长期以来，普遍认为外部信息通过苔藓纤维(mossy fiber，MF)-颗粒细胞(granule cell，GC)途径传入小脑皮层，经小脑皮层的神经元网络整合与精密处理后，由浦肯野细胞(Purkinje cell，PC)向小脑核发出指令，进而参与运动协调与运动学习，长期酒精摄入损伤小脑皮层神经环路，影响小脑皮层的信息传送、处理与整合，进而影响小脑生理功能[4]。小脑皮层颗粒细胞是信息传递中转神经元具有高保真特性[5,6]，它通过MF接收外部传来的兴奋性突触信号，同时与释放抑制性神经递质γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid，GABA)的高尔基细胞(gorgi cell，GorC)形成抑制性突触联系。在体外条件下，在小脑皮层神经环路中，突触的长时程可塑性被广泛认为是记忆及学习能力基础。平行纤维-浦肯野细胞、平行纤维-分子层中间神经元、苔藓纤维-颗粒细胞和分子层中间神经元-浦肯野细胞突触可诱导长期突触可塑性，这为运动学习提供了一种细胞机制[7]，其中平行纤维-浦肯野细胞途径突触长时程增强(long term potentiation，LTP)和长时程抑制(long term depression，LTD)已被证实。有研究报道，长期酒精摄入可能破坏颗粒细胞网络活动，导致信息传送与处理功能异常，可损害小脑的长时程突触可塑性，这可能是长期饮酒损伤运动协调及运动学习能力的原因[8]。长期以来，急、慢性酒精摄入对小脑神经元功能及形态学的影响已被广泛研究，但对于长期摄入酒精对小脑颗粒层MF-GC长时程突触可塑性的影响机制尚不清楚，为了观察长时程突触可塑性，通过脑表面灌流人工脑脊液和GABAA受体阻断剂苦毒素(Picrotoxin)后，给予单次面部吹风刺激，小鼠小脑颗粒层诱发场电位反应，其中兴奋性成分N1波形，先前已有研究证明N1波形变化代表苔藓纤维-颗粒细胞突触传递变化[7,8]。因此，本研究通过在体电生理技术、动物行为学实验等方法研究长期酒精摄入对感觉刺激诱发的MF-GC途径突触长时程可塑性及运动功能的影响。
