不同负荷游泳运动对大鼠海马突触后致密区蛋白95、神经细胞黏附分子蛋白表达的影响

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.1252

中国组织工程研究 ›› 2019, Vol. 23 ›› Issue (19): 3067-3073.doi: 10.3969/j.issn.2095-4344.1252

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不同负荷游泳运动对大鼠海马突触后致密区蛋白95、神经细胞黏附分子蛋白表达的影响

张业廷1，2，付燕3，李雪1，张康4，袁琼嘉1

(1成都体育学院研究生院，四川省成都市 610041；2成都大学体育学院，四川省成都市 610106；3西南民族大学体育学院，四川省成都市 610041；4北京体育大学研究生院，北京市 100084)

收稿日期:2019-01-17
通讯作者: 袁琼嘉，博士，教授，成都体育学院研究生院，四川省成都市 610041
作者简介:张业廷，男，1989年生，山东省肥城市人，汉族，成都体育学院在读博士，助教，主要从事运动康复与健康促进研究。
基金资助:
四川省科技计划项目(2018JY0587)，项目负责人：付燕；成都体育学院科研创新团队建设计划项目，项目负责人：李雪

Effects of different loads of swimming on the expression of post-synaptic density-95 and neural cell adhesion molecule in the rat hippocampus

Zhang Yeting1, 2, Fu Yan3, Li Xue1, Zhang Kang4, Yuan Qiongjia1

(1Postgraduate School of Chengdu Sport Institute, Chengdu 610041, Sichuan Province, China; 2College of Physical Education of Chengdu University, Chengdu 610106, Sichuan Province, China; 3College of Physical Education of Southwest Minzu University, Chengdu 610041, Sichuan Province, China; 4Postgraduate School of Beijing Sport University, Beijing 100084, China)

Received:2019-01-17
Contact: Yuan Qiongjia, PhD, Professor, Postgraduate School of Chengdu Sport Institute, Chengdu 610041, Sichuan Province, China
About author:Zhang Yeting, Doctoral candidate, Assistant lecturer, Postgraduate School of Chengdu Sport Institute, Chengdu 610041, Sichuan Province, China; College of Physical Education of Chengdu University, Chengdu 610106, Sichuan Province, China
Supported by:
the Science and Technology Program of Sichuan Province, No. 2018JY0587 (to FY); the Research Innovation Team Construction Program of Chengdu Sport Institute (to LX)

摘要/Abstract

摘要：

文章快速阅读：

文题释义：
突触可塑性：指的是突触连接强度可调节的特性，其形态和功能可发生较为持久改变的特性或现象。突触可塑性主要包括突触传递效能的改变与突触结构参数的变化。突触传递效能主要包括长时程增强与长时程抑制两种功能可塑性效应。突触结构参数主要包括突触致密物厚度、突触间隙、突触曲率以及突触活动区长度等。
学习记忆：学习是获得新信息的过程，其结果便是记忆。也就是说，在学习了某样东西后，记忆便形成了，这种学习也许会发生在信息的单次呈现后，也许是在信息的重复呈现后。记忆必须是能够在一段时间内维持的。

摘要
背景：许多研究已经表明，中等负荷的有氧运动可以提高学习记忆能力。然而在现实生活中，过度负荷运动也是比较常见的锻炼形式，但是关于过度负荷运动对学习记忆能力影响的研究则较少。
目的：观察不同负荷游泳运动对大鼠空间学习记忆能力的影响及海马突触后致密区蛋白95、神经细胞黏附分子表达的变化，探讨不同负荷运动影响脑学习记忆能力的分子机制。
方法：2月龄雄性健康SD大鼠30只，体质量(300±20) g，购买自成都达硕科技公司。将SD大鼠随机分为3组(每组10只)：对照组大鼠自然喂养8周；中等负荷运动组、过度负荷运动组大鼠分别进行为期8周的中等负荷游泳运动干预或过度负荷游泳运动干预。然后利用Morris水迷宫检测大鼠的空间学习记忆能力，并通过Real Time-PCR或Western Blot检测海马突触后致密区蛋白95、神经细胞黏附分子的表达。
结果与结论：①在Morris水迷宫实验定位航行训练期间各组大鼠逃避潜伏期均呈逐渐下降的趋势，在第3天，中等负荷运动组平均逃避潜伏期显著低于对照组及过度负荷运动组(P < 0.05)，其余几天均无显著差异(P > 0.05)；在定位航行实验中，中等负荷运动组穿越原平台所在区域的次数显著高于对照组及过度负荷运动组(P < 0.05，P < 0.01)；②中等负荷运动组突触后致密区蛋白95 mRNA及蛋白表达量显著高于对照组(P < 0.05)，过度负荷运动组突触后致密区蛋白95 mRNA表达量显著低于对照组及中等负荷运动组(P < 0.05)；中等负荷运动组神经细胞黏附分子mRNA及蛋白表达量显著高于对照组(P < 0.05)，过度负荷运动组神经细胞黏附分子蛋白表达量显著低于中等负荷运动组(P < 0.05)，但与对照组无显著差异(P > 0.05)；③由此可见，中等负荷游泳运动可以提高大鼠海马突触后致密区蛋白95、神经细胞黏附分子的表达及空间学习记忆能力；过度负荷游泳运动对突触后致密区蛋白95、神经细胞黏附分子的表达影响较小。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程
ORCID: 0000-0002-5327-6014(张业廷)

关键词: 学习与记忆, 海马, 突触后致密区蛋白95, 神经细胞黏附分子, 中等负荷运动, 过度负荷运动, 游泳运动

Abstract:

BACKGROUND: Increasing evidence has shown that moderate-load aerobic exercise can improve learning and memory abilities. However, overloading exercise is also a common form of exercise. However, there are few studies on the effect of overload on learning and memory ability.
OBJECTIVE: To investigate the effects of different loads of swimming exercise on the spatial learning and memory abilities of rats and the changes in the expression of hippocampus post-synaptic density-95 and neural cell adhesion molecule, and to explore the molecular mechanism.
METHODS: Thirty male 2-month-old Sprague-Dawley rats, weighing (300±20) g (provided by Chengdu Dashuo Technology Co., Ltd.) were randomly divided into three groups (n=10/group): control group (normal feed for 8 weeks), moderate-load exercise group (moderate-load swimming exercise for 8 weeks), overload exercise group (overload swimming exercise for 8 weeks). The learning and memory abilities were detected by Morris Water Maze test. The expression levels of hippocampus post-synaptic density-95 and neural cell adhesion molecule were tested by real-time PCR and western blot assay.
RESULTS AND CONCLUSION: (1) In the process of navigation training, the escape latencies were gradually shortened. At 3 days, the average escape latency in the moderate-load exercise group was significantly lower than that in the control and overloading groups (P < 0.05), and there was no significant difference in the other days (P > 0.05). In the navigation experiment, the times of across the area of the original platform in the moderate-load exercise group was significantly higher than that in the control and overloading groups (P < 0.05, P < 0.01). (2) The expression levels of post-synaptic density-95 mRNA and protein in the moderate-load exercise group were significantly higher than those in the control and overload exercise groups (P < 0.05). The expression level of post-synaptic density-95 mRNA in the overload exercise group was significantly lower than that in the control and moderate-load exercise groups (P < 0.05). The expression levels of neural cell adhesion molecule mRNA and protein in the moderate-load exercise group were significantly higher than those in the control group (P < 0.05). The expression level of neural cell adhesion molecule protein in the overload exercise group was significantly lower than that in the moderate-load exercise group (P < 0.05), but there was no significant difference when compared with the control group (P > 0.05). (3) Therefore, moderate-load swimming can improve the expression of post-synaptic density-95 and neural cell adhesion molecule in the rat hippocampus, and improve the spatial learning and memory abilities. Overload swimming has little influence on post-synaptic density-95 and neural cell adhesion molecule expression.

中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程

Key words: learning and memory, hippocampus, post-synaptic density-95, neural cell adhesion molecule, moderate-load exercise, overload exercise, swimming

中图分类号:

R446
R318

张业廷，付燕，李雪，张康，袁琼嘉 . 不同负荷游泳运动对大鼠海马突触后致密区蛋白95、神经细胞黏附分子蛋白表达的影响[J]. 中国组织工程研究, 2019, 23(19): 3067-3073.

Zhang Yeting1, 2, Fu Yan3, Li Xue1, Zhang Kang4, Yuan Qiongjia1. Effects of different loads of swimming on the expression of post-synaptic density-95 and neural cell adhesion molecule in the rat hippocampus[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2019, 23(19): 3067-3073.

图/表（结果） 5

2.1 实验动物数量分析实验选用大鼠30只，分为3组，实验过程中，未出现大鼠死亡现象，进入结果分析30只。

2.2 大鼠空间学习与记忆能力在水迷宫定位航行实验中，所有大鼠的逃避潜伏期都是逐渐变短的，表明每只大鼠都能够学习寻找水下平台。对照组与过度负荷运动组大鼠在第5天有最好的表现，之后再没提高，而中等负荷运动组大鼠在第3天就有了最好表现，见图1A，B。分析平均逃避潜伏期数据可以看出，在第3天，中等负荷运动组平均逃避潜伏期显著低于对照组及过度负荷运动组(P < 0.05)，而其余几天各组数据没有显著差异(P > 0.05)。在定位航行实验期间，各组大鼠之间的游泳速度差异无显著性意义(P > 0.05)，见图1C，表明逃避潜伏期的差异不是由游动速度所影响的。在定位航行实验中，中等负荷运动组穿越原平台所在区域的次数显著高于对照组及过度负荷运动组，过度负荷运动组与对照组相比有所减少但差异无显著性意义 (P < 0.05，P < 0.01，P > 0.05)，见图1D。

2.3 ELISA检测血睾酮水平为检测血睾酮的标准曲线，其方程为y=-0.086 8Ln(x)+0.203 9，R²=0.980 2，表明血睾酮浓度值能很好地用吸光度值进行反映，见图2A。与对照组相比，中等负荷运动组大鼠血睾酮含量显著升高(P < 0.05)；而中等负荷运动组及对照组大鼠血睾酮含量显著高于过度负荷运动组(P < 0.01)，见图2B。

2.4 Real time PCR检测mRNA表达中等负荷运动组大鼠海马组织突触后致密区蛋白95 mRNA表达量显著高于对照组(P < 0.05)，过度负荷运动组突触后致密区蛋白95 mRNA表达量显著低于对照组及中等负荷运动组(P < 0.05)，见图3A；中等负荷运动组大鼠海马组织神经细胞黏附分子mRNA表达量显著高于对照组(P < 0.05)，见图3B，表4。

2.5 Western Blot检测突触后致密区蛋白95、神经细胞黏附分子蛋白表达中等负荷运动组大鼠海马组织突触后致密区蛋白95蛋白表达量显著高于对照组(P < 0.05)，过度负荷运动组突触后致密区蛋白95蛋白表达量与对照组相比有上升趋势，但是其与对照组及中等负荷运动组相比差异无显著性意义(P > 0.05)，见图4A；中等负荷运动组大鼠海马神经细胞黏附分子蛋白表达量显著高于对照组(P < 0.05)，过度负荷运动组神经细胞黏附分子蛋白表达量显著低于中等负荷运动组(P < 0.05)，但与对照组差异无显著性意义(P > 0.05)，见图4B，表5。

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引言

研究表明，身体活动能够提高认知能力以及促进脑健康^[1-2]。众所周知，突触可塑性是学习与记忆重要的神经生物学基础，其表现形式有2种：一是突触传递效能的改变；二是突触结构参数的变化^[3]。突触传递效能主要包括长时程增强与长时程抑制2种功能可塑性效应；突触结构参数主要包括突触致密物厚度、突触间隙、突触曲率以及突触活动区长度等^[4-5]。海马是学习、记忆和认知的重要脑区，对于其突触可塑性的研究最为广泛与深入，直至成年以后，还会有新的神经元生成^[6]。海马包含了被称为位置细胞的金字塔状神经元，位于CA1区和CA3区^[6-7]。

突触后致密区蛋白95(post-synaptic density-95，PSD-95)在突触的结构及功能可塑性变化过程中起着重要的作用，并能够影响长时程增强过程，其分布在神经突触后膜^[8]。身体活动可以引起神经生长，促进长时程增强过程，以及影响海马依赖型学习记忆能力^[9-12]。研究表明，与海马突触可塑性相关的生物分子主要包括脑源性神经营养因子、神经细胞黏附分子(neural cell adhesion molecule，NCAM)等^[13]。近年来神经黏附分子与学习记忆关系的研究成为热点，神经黏附分子可以改善神经可塑性，促进神经突发育和突触形成，稳定神经之间的连接，导致海马CA1区和杏仁核中长时程增强的改变等^[14-16]。

研究表明，中等负荷的有氧运动可以提高学习记忆能力^[17]。而在现实生活中，过度负荷运动也是常见的锻炼形式，因此，研究过度负荷运动对学习记忆能力的影响具有重要的意义。关于运动影响学习记忆的研究较多，但是具体机制仍不清楚^[9-11^，^17-18]。该研究将探究中等及过度负荷游泳运动对大鼠空间学习记忆能力的影响，并试图通过观察不同负荷游泳运动后海马突触后致密区蛋白95、神经细胞黏附分子的表达来进一步研究运动改变海马突触可塑性的机制。中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程

材料方法

1.1 设计随机对照动物实验。

1.2 时间及地点实验于2014年6月至2015年4月在成都体育学院完成。

1.3 材料实验动物为2月龄雄性健康SD大鼠30只，体质量(300±20) g，购买自成都达硕科技公司，许可证号：SYXK[川]2014-189。所有大鼠饲养在(22±2)℃的室温及45%-65%的湿度条件下，采用12 h/12 h白天与黑夜循环环境喂养，自由进食与饮水。

1.4 方法

1.4.1 实验动物及运动方案在结束了1周的适应性喂养后，大鼠被随机分为3组：对照组，中等负荷运动组，过度负荷运动组，每组10只。所有实验程序均按照中国动物护理和使用指南进行。

实验动物造模过程的相关问题：
造模目的：	探究中等及过度负荷游泳运动对大鼠空间学习记忆能力的影响
借鉴已有标准动物模型造模：	参考文献[10-11] 建立大鼠不同负荷运动模型造模
研究问题需要改进动物模型方法及意义：	大鼠负重游泳采用的是将尼龙绳穿过一定质量的螺丝帽，像背斜挎包一样的斜挎于大鼠胸前，这样可以很好地避免大鼠游泳时所负重物脱落
选择动物的条件：	2月龄雄性健康SD大鼠30只，体质量(300±20) g
模型与所研究疾病的关系：	通过观察不同负荷游泳运动后海马突触后致密区蛋白95、神经细胞黏附分子的表达来进一步研究运动改变海马突触可塑性的机制
动物来源及品系：	SD大鼠购买自成都达硕科技公司
造模技术描述：	中等负荷运动组、过度负荷运动组大鼠分别进行为期8周的中等负荷游泳运动干预及为期8周的过度负荷游泳运动干预
动物数量及分组方法：	30只大鼠被随机分为3组：对照组，中等负荷运动组，过度负荷运动组，每组10只
造模成功评价指标：	血睾酮含量会在中等负荷强度运动后明显升高，而在过度负荷运动后则会下降
造模后实验观察指标：	①不同负荷运动后大鼠平均逃避潜伏期；②平均游泳速度；③大鼠穿越平台平均次数；④突触后致密区蛋白95、神经细胞黏附分子的表达
造模后动物处理：	实验结束24 h后，麻醉后取大鼠脑组织，同时采集血液样本
伦理委员会批准：	实验方案经成都体育学院动物实验伦理委员会批准

对照组大鼠自然喂养8周。中等负荷运动组和过度负荷运动组大鼠进行为期8周的运动干预，见表1，2。游泳运动干预在透明的玻璃缸中进行[长150 cm，宽60 cm，深50 cm，水温维持在(34±2)℃]。在游泳干预第1天，中等负荷运动组和过度负荷运动组大鼠游10 min，随后每天游泳递增5 min，直到第2周末能每天游60 min。之后，中等负荷运动组大鼠每天进行60 min游泳运动干预，每周干预6 d(每周一至周六下午9：00-10：00)，游满8周。过度负荷运动组大鼠继续每天游泳递增10 min，直至第3周末每天游泳120 min，随后大鼠每天负重游泳，游泳时间为120 min/d，从第4周开始，大鼠负自身体质量游泳，从负自身体质量1%至负自身体质量5%(负相当于自身体质量1%-5%的重物进行游泳)，每周增加1%，直至第8周负自身体质量5%，每周干预6 d(每周一至周六下午9：00-10：00)^[10-11]。

表1 中等负荷运动组大鼠运动干预方法

Table 1 Intervention of rats in the moderate-load exercise group

时间	第1天	第2天	第3天	第4天	第5天	第6天	第7天
第1周	10 min	15 min	20 min	25 min	30 min	35 min	休息
第2周	40 min	45 min	50 min	55 min	60 min	60 min	休息
第3-8周	60 min	60 min	60 min	60 min	60 min	60 min	休息

1.4.2 Morris水迷宫实验于实验第9周开始，包括连续 7 d的定位航行实验和60 s空间探索实验，用于评估大鼠空间学习与记忆能力^[19]。在定位航行期间，每只大鼠每天从4个象限依次入水，寻找固定于第Ⅳ象限的圆形平台。每只大鼠依次从各象限中点轻轻放入水中，最大计时 120 s寻找水下平台，若超过120 s还未找到水下平台，则引导其到达水下平台并在平台上呆15 s，同样的，120 s内寻找到平台的大鼠也在平台上呆15 s后再捞上岸。大鼠的逃避潜伏期(大鼠寻找到平台所用的时间)及大鼠游泳的速度用于分析其空间学习能力。最后一次定位航行实验结束24 h后，将水下平台拆除，随后将大鼠于第Ⅱ象限轻轻入水，计时60 s。大鼠在目标象限(第Ⅳ象限)所呆的时间及穿过原水下平台所在位置的次数被记录下来用于评价其空间记忆能力。

1.4.3 样本采集与指标检测 Morris水迷宫实验实验结束24 h后，将大鼠麻醉后断头，迅速从颅骨中取出脑组织，同时采集血液样本。血液样本离心后取血清放于-20 ℃保存以用于ELISA实验。每组取6例脑，将脑中海马组织取出后放于-80 ℃保存以用于Western Blot和Real-time PCR实验。

表2 过度负荷运动组运动干预方法

Table 2 Intervention of overload exercise group

时间	第1天	第2天	第3天	第4天	第5天	第6天	第7天
第1周	10 min	15 min	20 min	25 min	30 min	35 min	休息
第2周	40 min	45 min	50 min	55 min	60 min	60 min	休息
第3周	70 min	80 min	90 min	100 min	110 min	120 min	休息
第4周	120 min+负重1%	120 min +负重1%	120 min +负重1%	120 min +负重1%	120 min +负重1%	120 min +负重1%	休息
第5周	120 min +负重2%	120 min +负重2%	120 min +负重2%	120 min +负重2%	120 min +负重2%	120 min +负重2%	休息
第6周	120 min +负重3%	120min +负重3%	120 min +负重3%	120 min +负重3%	120 min +负重3%	120 min +负重3%	休息
第7周	120 min +负重4%	120 min +负重4%	120 min +负重4%	120 min +负重4%	120 min +负重4%	120 min +负重4%	休息
第8周	120 min +负重5%	120 min +负重5%	120 min +负重5%	120 min +负重5%	120 min +负重5%	120 min +负重5%	休息

1.4.4 ELISA实验采用Parameter^TM Testosterone Assay (R&D Systems,Inc.)试剂盒。将抗体溶液加入96孔板，室温下摇1 h。然后进行震荡清洗。重复清洗4次后，在NSB孔内添加CD RD5-48，在零浓度(B0)孔内添加100 μL CD RD 5-48。加标准品、对照品或样本在其余孔中，室温条件下于摇床上摇3 h。清洗之后，在每个孔中加入Substrate Solution，黑暗环境下室温孵育30 min。最后，于每孔中加入Stop Solution，30 min内测出其A值。

1.4.5 Real-Time PCR实验提取海马组织RNA采用RNAzol^®RT RNA Isolation Reagent (GeneCopoeia^TM, USA)试剂。实验严格按照试剂说明进行提取。然后，RNA样本用反转录酶转录成互补的DNA(cDNA)。随后，进行Real-Time PCR实验，该实验反应条件见表3。采用2^-^??Ct(Livak)方法分析目的基因表达^[20]。引物由TaKaRa宝生物工程有限公司设计，其序列如下：突触后致密区蛋白95 (forward primer: 5’-CCA TCG CCA TCT TCA TCC G-3’ 及 reverse primer: 5’-CTT CAA AGC TGT CGC CCT CTA C-3’)，神经细胞黏附分子(forward primer: 5’-ACT GGA ACG CCG AGT ACG AA-3’ 及 reverse primer: 5’-TGA CAA TGA GGA TGC CCA CAA-3’)，β-actin(forward primer: 5’-TGA CGT TGA CAT CCG TAA AGA CC-3’ 及reverse primer: 5’-TGC TAG GAG CCA GGG CAG TAA-3’)。

表3 Real-Time PCR反应条件

Table 3 Conditions of real-time PCR

步骤	温度	时间	循环次数
预变性	95 ℃	10 min	1
变性	95 ℃	15 s
退火	57.5 ℃	30 s	40
延伸	72 ℃	30 s
结束条件	65-95 ℃	5 s/step	1

1.4.6 Western Blot实验通过Western Blot实验检测海马组织中突触后致密区蛋白95及神经细胞黏附分子蛋白含量。采用湿转方法将蛋白质转到PVDF膜上。剪取目的蛋白条带，去脂牛奶封闭1 h后，PVDF膜用一抗4 ℃孵育过夜。TBST液洗涤后用二抗室温孵育1 h；洗涤后进行化学发光、显影、定影，获得样品印迹图像。对胶片进行扫描，利用Gel pro plus软件对内参蛋白和目的蛋白作A值分析。

1.5 主要观察指标不同负荷运动后大鼠平均逃避潜伏期、平均游泳速度、大鼠穿越平台平均次数，以及突触后致密区蛋白95、神经细胞黏附分子的表达变化。

1.6 统计学分析采用SPSS统计软件处理数据，以x(_)±s来表示数据。单因素方差分析法对各组间相关数据进行分析，如果方差齐性，则事后检验采用LSD法；如果方差不齐，需要将原始数据转换至齐性后再进行统计处理。以P < 0.05表示数据差异有显著性意义。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程

讨论

许多研究已经表明，血睾酮含量会在中等负荷强度运动后明显升高，而在过度负荷运动后则会下降，因此运动负荷的情况可以利用血睾酮的变化来掌握^[21-23]。在此次研究中，各组大鼠血睾酮含量变化符合这一规律，预示着实验大鼠不同负荷运动模型造模成功。

在Morris水迷宫测试中，与对照组相比，中等负荷组大鼠能够更快的找到隐藏的平台，以及记住平台所在的位置，具有较强的空间学习与记忆的能力。然而，过度负荷运动组大鼠找到隐藏平台所用时间更长，但是对于平台所在位置的记忆能力与对照组并无显著差异。值得一提的是，在测试中，过度负荷运动组大鼠空间学习记忆能力明显比中等负荷运动组大鼠差。

运动可以显著增加海马的体积，这有助于提高学习与记忆能力^[24]。在自愿运动练习后，动物海马DG区树突棘的密度明显增大，树突的长度和复杂性都显著增加，而这一改变可以增强海马的长时程增强和海马依赖型记忆^[25-26]。有研究表明，运动诱导的海马血管生成和神经元增殖变化具有持续性，停止运动后，血管密度和海马神经元增殖回复运动前水平，而在运动期间形成的新神经元存活了下来^[27-28]。运动可以通过提高海马神经突触可塑性而提高大鼠的空间学习记忆能力早已经被大量研究所证实^[24^，^29-30]。但是这些研究主要集中在自愿运动或中等负荷有氧运动对海马及学习记忆的影响上，对于过度负荷运动的研究则较少。

在兴奋性突触中，突触后致密区蛋白95是一种丰富的支架蛋白质，它的功能是在突触后膜上聚集谷氨酸受体，然后将它们与下游信号分子结合，从而诱导谷氨酸受体的突触表面表达及插入^[31]。除了对突触功能有影响外，它也可以影响突触的成熟和稳定，从而影响突触的数量^[18^，^32]。研究发现，在海马神经元中，突触后致密区蛋白95的过度表达可以促进谷氨酸能突触的成熟，增强谷氨酸受体的活性和促进突触前末端的成熟，从而表明它在突触稳定性和可塑性上也具有重要作用^{[31- 32]}。突触的构象和数量的变化都可以引起突触后致密区蛋白95蛋白的变化，另外，突触后致密区蛋白95蛋白的表达量也可以间接反映突触的构象和数量^[3]。有研究表明，有氧运动可在一定程度上抑制D-gal诱导的衰老过程中大鼠前额叶突触后致密区蛋白95蛋白表达受损^[18]。在此次研究中发现，中等负荷游泳运动提高了大鼠海马突触后致密区蛋白95 mRNA、突触后致密区蛋白95蛋白的表达量，进而可能会促进海马突触的成熟与稳定，使得海马的突触数量增加，长时程增强过程得以改善，大鼠空间学习记忆能力有所提高。过度负荷游泳运动降低了大鼠海马突触后致密区蛋白95 mRNA表达量，但是95蛋白的表达量没有显著变化。因此，过度负荷游泳运动影响大鼠空间学习记忆能力与突触后致密区蛋白95的关系还需要进一步探究。

许多研究已经证实，神经细胞黏附分子mRNA及神经细胞黏附分子蛋白表达量与大鼠的空间学习记忆能力密切相关^[14^，^33-34]。长期进行中等负荷游泳运动可以提高大鼠海马神经细胞黏附分子表达，而这有利于提高大鼠的空间学习记忆能力^[9-10]。此次研究亦得出了相同结论，中等负荷游泳运动显著提高了大鼠海马神经细胞黏附分子 mRNA及神经细胞黏附分子蛋白的表达水平。然而过度负荷游泳运动并没有显著改变大鼠海马神经细胞黏附分子mRNA及神经细胞黏附分子蛋白的表达水平。这表明中等负荷游泳运动能够提高神经细胞黏附分子 mRNA、神经细胞黏附分子蛋白表达量，进而促进了神经突的发育和突触的形成，并且可以稳定神经元之间的连接，从而通过进一步改变长时程增强过程来提高大鼠空间记忆的形成。但是，过度负荷游泳运动却并不能显著改变神经细胞黏附分子 mRNA、神经细胞黏附分子蛋白的表达量。

结论：中等负荷游泳运动可以提高大鼠海马突触后致密区蛋白95、神经细胞黏附分子的表达，这一变化有助于提高大鼠的空间学习记忆能力；过度负荷游泳运动未能显著改变大鼠海马突触后致密区蛋白95、神经细胞黏附分子的表达，其对大鼠空间学习记忆能力的影响还需进一步探究。中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程

不同负荷游泳运动对大鼠海马突触后致密区蛋白95、神经细胞黏附分子蛋白表达的影响

Effects of different loads of swimming on the expression of post-synaptic density-95 and neural cell adhesion molecule in the rat hippocampus

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