运动训练抑制发育期惊厥海马苔藓纤维发芽机制的探讨

Strong evidence exists that seizures result in the development of hippocampal pathology which is characterized by bilateral neuronal injury in the CA1 and CA3 regions of the hippocampus and the dentate hilus. And the number of neurons decreased in CA3 and hilus play a critical role in the mechanisms involved in mossy fiber spouting. We have found that physical exercise remarkably reduced the aberrant mossy fiber sprouting in the supragranular region of dentate gyrus and CA3 subfield of hippocampus,but its principle should be researched more. Modern stereology has become a powerful tool for neuroscience, providing researchers with a means to estimate absolute structural quantities. In the present study, we will investigate the effects of physical exercise on the neurons, the astrocyte, and the capillaries in hippocampus of rat model of recurrent epilepticus using stereological techniques. The change of the neurons, the astrocyte, and the capillaries may be one of the structural bases for the physical exercise reduced the aberrant mossy fiber sprouting.

发育期惊厥所致海马苔藓纤维再生性发芽被认为与海马神经元丢失、胶质细胞增生等改变有关。在国家自然科学基金资助下，本课题组前期的研究发现，运动训练抑制了发育期惊厥海马苔藓纤维再生性发芽，并影响了神经元源性GluR2/GluR1和胶质细胞源性CCK等分子表达的改变。但前期工作没有对发芽局部神经解剖形态学进行更为准确的定量分析。体视学方法的应用使得对海马各区神经元、星形胶质细胞、毛细血管等三维参数的准确定量研究成为可能。本课题将运用体视学方法结合行为学、分子病理学等技术，拓展我们前期有关运动训练抑制发育期惊厥海马苔藓纤维发芽及分子机制的研究；通过定量研究神经元、星形胶质细胞、毛细血管三维参数的变化，相关分子的表达以及运动训练干预对其变化的影响。从新的视角认识运动训练抑制发育期惊厥致苔藓纤维再生性发芽的机制，并为寻找非药物手段干预发育期惊厥提供新的思路和科学依据。

发育期惊厥所致海马苔藓纤维再生性发芽与海马神经元丢失、胶质细胞增生等改变有关。运动对反复惊厥后脑损伤有保护作用，可以改善行为、学习记忆等功能。本课题运用体视学方法结合行为学等技术，定量研究了发育期惊厥大鼠神经元、星形胶质细胞三维参数的变化，以及运动训练干预对其变化的影响。进一步揭示运动训练抑制发育期惊厥大脑海马苔藓纤维再生性发芽的机制具有重要应用价值。.本项目严格按照国家自然科学基金委计划书执行，已经完成全部研究内容目前发表论著2篇，待发表论文3篇（SCI1篇，中文1篇）。.研究工作的主要进展和阶段性成果:.1. 探讨发育期反复惊厥、以及运动训练对大脑学习记忆能的作用。结果显示：反复惊厥发作可造成发育期大鼠学习记忆能力的损害，而运动训练干预能明显改善发育期大鼠反复惊厥所致的学习记忆能力下降。.2. 研究发育期大鼠反复惊厥以及运动训练组海马层苔藓纤维再生性发芽的作用。结果显示：反复惊厥大鼠海马CA3区始层和齿状回内分子层苔藓纤维可见明显异常发芽，而运动训练干预对于苔藓纤维异常发芽起到了明显抑制作用。.3. 运用体视学方法定量研究发现，发育期惊厥损害了海马齿状回神经元的存活，经过运功训练干预后，齿状回神经元数量较惊厥组显著性增加。发育期惊厥损害了对海马CA1、CA2、CA3以及齿状回少突胶质细胞细胞的存活；经过运功训练干预后，少突胶质细胞细胞数量较惊厥组显著性增加。.结果显示：运动训练干预能够抑制海马苔藓纤维的发芽，对于发育期惊厥大鼠海马DG神经元，以及CA1、CA2、CA3、齿状回内少突胶质细胞的发生及存活具有积极的保护作用，这可能是运动训练抑制苔藓纤维发芽的机制之一。