利用跑台检测小鼠学习记忆行为的新方法

doi:10.12307/2026.717

中国组织工程研究 ›› 2026, Vol. 30 ›› Issue (18): 4694-4701.doi: 10.12307/2026.717

• 组织构建实验造模 experimental modeling in tissue construction • 上一篇

利用跑台检测小鼠学习记忆行为的新方法

裴霞霞1，2，李甜1，张艳丽3，高艳萍2，苏强1，2

1山西医科大学基础医学院生理学系，细胞生理学教育部重点实验室，山西省太原市 030001；2山西医科大学汾阳学院医学检验系，山西省汾阳市 032200；3山西医科大学第六医院(太钢总医院)神经内科，山西省太原市 030001

收稿日期:2025-05-06 接受日期:2025-08-29 出版日期:2026-06-28 发布日期:2025-12-06
通讯作者: 苏强，技师，山西医科大学基础医学院生理学系，细胞生理学教育部重点实验室，山西省太原市 030001；山西医科大学汾阳学院医学检验系，山西省汾阳市 032200 通讯作者：高艳萍，教授，山西医科大学汾阳学院医学检验系，山西省汾阳市 032200
作者简介:裴霞霞，女，1998年生，山西省吕梁市人，汉族，在读硕士，主要从事阿尔茨海默病的基础研究。
基金资助:
山西省科技厅山西省基础研究自然科学研究青年项目(202103021223429)，项目负责人：苏强；山西省科技厅山西省基础研究自然科学研究青年项目(20210302124086)，项目负责人：李甜

A novel treadmill-based method for assessing learning and memory in mice

Pei Xiaxia1, 2, Li Tian1, Zhang Yanli3, Gao Yanping2, Su Qiang1, 2

1Key Laboratory of Cellular Physiology of Ministry of Education, Department of Physiology, School of Basic Medicine, Shanxi Medical University, Taiyuan 030001, Shanxi Province, China; 2Department of Medical Laboratory, Fenyang College of Shanxi Medical University, Fenyang 032200, Shanxi Province, China; 3Department of Neurology, Sixth Hospital of Shanxi Medical University (General Hospital of Tisco), Taiyuan 030001, Shanxi Province, China

Received:2025-05-06 Accepted:2025-08-29 Online:2026-06-28 Published:2025-12-06
Contact: Su Qiang, Technician, Key Laboratory of Cellular Physiology of Ministry of Education, Department of Physiology, School of Basic Medicine, Shanxi Medical University, Taiyuan 030001, Shanxi Province, China; Department of Medical Laboratory, Fenyang College of Shanxi Medical University, Fenyang 032200, Shanxi Province, China
About author:Pei Xiaxia, MS candidate, Key Laboratory of Cellular Physiology of Ministry of Education, Department of Physiology, School of Basic Medicine, Shanxi Medical University, Taiyuan 030001, Shanxi Province, China; Department of Medical Laboratory, Fenyang College of Shanxi Medical University, Fenyang 032200, Shanxi Province, China
Supported by:
Shanxi Provincial Natural Science Foundation for Youths, Department of Science and Technology of Shanxi Province, Nos. 202103021223429 (to SQ) and 20210302124086 (to LT)

摘要/Abstract

摘要：

文题释义：
跑台实验：一种广泛用于医学生物研究的实验方法，利用动物趋利避害的习性，在跑步机中安装有轻微电击的电极以此来刺激动物前进，主要用于评估实验动物的运动能力、心肺功能、耐力以及运动相关疾病等方面的应用。
小鼠学习记忆行为：指小鼠通过学习获取新信息或技能，并通过记忆保持和回忆这些信息或技能的行为过程，与神经科学、心理学等研究有密切联系。评估小鼠学习记忆行为，有助于学习、记忆相关疾病神经机制及药物研发的研究。

背景：目前学习记忆行为学检测是阿尔茨海默病药物研发和发病机制探索的重要技术手段，然而动物行为容易受到外界及自身器官、细胞功能、心理等影响因素的干扰，因此，研发合适且可有效反映动物认知行为的实验方法是探究阿尔茨海默病致病机制及防治的重要前提。
目的：利用两种动物模型验证跑台实验是一种评估小鼠学习记忆的新方法，通过水迷宫实验对比跑台测试小鼠学习和记忆能力的优劣。
方法：利用聚合酶链式反应和硫磺素S染色检测APP/PS1转基因小鼠(阿尔茨海默病组，n=8)与同窝对照野生型小鼠(对照组，n=8)的基因型以及脑内β-淀粉样蛋白病理特征。选取11月龄APP/PS1转基因小鼠(阿尔茨海默病组，n=8)及其同窝野生型小鼠(对照组，n=8)进行跑台实验。选取8月龄3×Tg-AD小鼠(阿尔茨海默病组，n=8)和野生型对照小鼠(对照组，n=8)，分别进行跑台和水迷宫实验。
结果与结论：①聚合酶链式反应结果显示APP/PS1转基因小鼠的APP和PSEN1基因表达高于对照组(P < 0.001)，硫磺素S染色显示APP/PS1转基因小鼠脑内海马区的β-淀粉样蛋白斑块多于对照组(P < 0.001)；跑台实验结果显示，APP/PS1转基因小鼠总电击次数及总电击时间均高于对照组(P < 0.05)。②跑台实验结果显示，3×Tg-AD小鼠的总电击次数及总电击时间均高于对照组(P < 0.05)；水迷宫实验结果显示，3×Tg-AD
小鼠从定位航行阶段的第4天开始逃避潜伏期长于对照组(P < 0.05)。③结果表明跑台实验可以有效反映小鼠学习记忆功能，可能成为一种衡量小鼠认知行为的实验手段。

https://orcid.org/0009-0002-0710-7946(裴霞霞)

中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞；骨髓干细胞；造血干细胞；脂肪干细胞；肿瘤干细胞；胚胎干细胞；脐带脐血干细胞；干细胞诱导；干细胞分化；组织工程

关键词: 跑台, 学习记忆, APP/PS1转基因小鼠, 3×Tg-AD转基因小鼠, 行为学, 阿尔茨海默病

Abstract: BACKGROUND: Currently, behavioral tests for assessing learning and memory are important technical methods for the drug development and exploration of the pathogenesis of Alzheimer's disease. However, animal behavior is easily influenced by various factors, including external conditions, the function of internal organs and cells, and psychological states. Therefore, developing appropriate experimental methods that can effectively reflect animal cognitive behavior is an important prerequisite for exploring the pathogenic mechanism and prevention and treatment of Alzheimer’s disease.
OBJECTIVE: To verify that the treadmill test is a new method using two different mouse models and to explore the advantages and disadvantages of the treadmill test in evaluating the learning and memory ability of mice in comparison with the Morris water maze.
METHODS: The genotypes of APP/PS1 transgenic mice (Alzheimer’s disease group, n=8) and littermate wild-type mice (control group, n=8) and the pathological features of β-amyloid in the brain were identified using polymerase chain reaction and thioflavin S staining. Subsequently, 11-month-old APP/PS1 transgenic mice (Alzheimer’s disease group, n=8) and their littermates of wild-type mice (control group, n=8) were subjected to a treadmill test. At the same time, 8-month-old 3×Tg-AD mice (Alzheimer’s disease group, n=8) and wild-type control mice (control group, n=8) were subjected to treadmill and water maze tests sequentially.
RESULTS AND CONCLUSION: (1) The polymerase chain reaction results showed that the expression of APP and PSEN1 genes in APP/PS1 transgenic mice was higher than that in the control group (P < 0.001), and thioflavin S staining showed that there were more β-amyloid plaques in the hippocampus of APP/PS1 transgenic mice than in the control group (P < 0.001). The results of the treadmill test showed that the total number and duration of electric shocks in APP/PS1 transgenic mice were higher than those in the control group (P < 0.05). (2) The results of the treadmill test showed that the total number and duration of electric shocks in 3×Tg AD mice were higher than those in the control group (P < 0.05). The results of the water maze test showed that the escape latency of 3×Tg AD mice was longer than that of the control group from the 4th day of the localization navigation phase (P < 0.05). To conclude, the treadmill test can effectively reflect the learning and memory function of mice, and may become an experimental method for measuring mouse cognitive behaviors.

Key words: treadmill, learning and memory, APP/PS1 transgenic mice, 3×Tg-AD transgenic mice, behavior, Alzheimer’s disease

中图分类号:

裴霞霞, 李甜, 张艳丽, 高艳萍, 苏强. 利用跑台检测小鼠学习记忆行为的新方法[J]. 中国组织工程研究, 2026, 30(18): 4694-4701.

Pei Xiaxia, Li Tian, Zhang Yanli, Gao Yanping, Su Qiang. A novel treadmill-based method for assessing learning and memory in mice[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2026, 30(18): 4694-4701.

图/表（结果） 4

2.1 实验动物数量分析 APP/PS1转基因小鼠(n=8)及同窝对照野生型小鼠(n=8)、3×Tg-AD小鼠(n=8)及同窝对照野生型小鼠(n=8)均进入结果分析。
2.2 检测APP/PS1转基因及同窝对照小鼠的基因型及β-淀粉样蛋白病理改变通过聚合酶链式反应和硫磺素S染色确定APP/PS1转基因小鼠的基因型及脑病理特征是否发生。聚合酶链式反应结果显示，与对照组相比，APP/PS1转基因组小鼠的APP和PSEN1基因表达升高(P < 0.001)，见图1。
硫磺素S可以结合阿尔茨海默病脑内β-淀粉样蛋白沉积物，是观察β-淀粉样蛋白斑块沉积的重要手段。硫磺素S染色结果显示，与对照组小鼠相比，APP/PS1转基因组小鼠脑内产生大量的β-淀粉样蛋白斑块沉积(P < 0.01)，见图2。
2.3 利用跑台实验检测APP/PS1转基因及同窝对照小鼠的学习记忆能力跑台实验测试中，APP/PS1转基因小鼠及野生对照小鼠总电击次数及总电击时间随跑步时间的变化曲线，如图3所示。在2 d的实验中，APP/PS1转基因组小鼠总电击次数及总电击时间均高于对照组，在第1天评估学习能力的实验中，两组小鼠总电击时间及总电击次数分别从跑步的第30分钟及第15分钟开始出现显著差异(P < 0.05)；在第2天评估记忆能力的实验中，两组小鼠总电击次数及总电击时间分别在第25分钟及第40分钟出现差异(P < 0.05)。
2.4 利用跑台实验检测3×Tg-AD小鼠及同窝对照小鼠的学习记忆功能 3×Tg-AD小鼠及同窝对照小鼠总电击次数及总电击时间随跑步时间的变化曲线，如图4所示。在2 d实验中，3×Tg-AD组小鼠总电击次数及总电击时间均高于对照组，第1天，3×Tg-AD
组小鼠总电击时间从第5分钟开始就高于对照组(P < 0.05)，总电击次数从第10分钟开始就高于对照组(P < 0.05)；第2天，3×Tg-AD组小鼠第1-20分钟总电击时间高于对照组(P < 0.05)，总电击次数没有出现有统计学意义的差异，这可能与使用的3×Tg-AD月龄小有关，但3×Tg-AD小鼠总电击次数仍出现了升高趋势，与上述APP/PS1转基因小鼠结果保持一致，表明6月龄3×Tg-AD小鼠相较于正常野生对照小鼠在跑台实验中出现了学习和记忆能力下降。
2.5 利用Morris水迷宫实验检测3×Tg-AD及同窝对照小鼠的学习记忆功能 3×Tg-AD及同窝对照小鼠的Morris水迷宫实验测试结果，见图5。
从定位航行阶段的第4天开始，与野生对照小鼠相比，3×Tg-AD组小鼠逃避潜伏期长于对照组(P < 0.05)，见图5A，提示3×Tg-AD小鼠学习能力的确发生显著下降；在空间探索阶段，两组小鼠在目标象限停留时间和穿台次数比较差异无显著性意义(P > 0.05)，见图5B，C，但与对照组相比，3×Tg-AD组小鼠在目标象限停留时间和穿台次数有降低趋势，显示3×Tg-AD小鼠记忆能力确有受损，这与图4跑台为基础评估小鼠学习记忆能力的行为学实验所得出的结论相一致。图5D展示的是空间探索阶段两组小鼠的代表性轨迹图。

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引言

阿尔茨海默病是一种进行性慢性神经退行性疾病，是中老年人群认知、记忆障碍的常见原因，目前尚无有效逆转疾病进程的治疗策略。阿尔茨海默病典型的病理特征是脑内出现大量β-淀粉样蛋白沉积和神经原纤维缠结[1-2]。为了探究阿尔茨海默病的致病机制及防治策略，目前研究人员研发了多种阿尔茨海默病模型动物，尤其是阿尔茨海默病转基因小鼠模型，以稳定表现出类似阿尔茨海默病的记忆障碍和脑病理特征成为研究阿尔茨海默病发病机制和药物研发的重要工具[3]。鉴于阿尔茨海默病小鼠模型的快速发展，开发便捷、有效评估小鼠记忆行为的实验方法也至关重要。目前评价记忆能力的小鼠行为学实验主要包括Morris水迷宫实验[4-5]、条件恐惧实验[6-7]、Y迷宫实验[8-9]、八臂迷宫实验[10-11]、T迷宫实验等[12-13]，原理主要是利用小鼠畏水、趋暗避明、具有探索及觅食天性等习性建立条件反射，从而反映小鼠的认知功能。但是，当前常用的小鼠学习记忆行为学评价方法多需长达数天的训练期及测试期，并且存在实验装置中每次只容许单只小鼠进行实验的问题，当样本量较大时训练耗时耗力、操作繁琐，并且多数行为学实验高度依赖于摄像头及动作轨迹捕捉系统的精密程度，而这些记录设备往往造价高昂且所需实验条件较高，给动物实验研究带来一定的局限性。跑台实验是一种用于评估小鼠运动能力、神经肌肉功能和疲劳的常用技术手段[14-15]。跑台利用小鼠对电刺激的恐惧，使用附有的直流电刺激功能驱使小鼠在跑台上跑步，跑台可设置多个通道，能同时对多只小鼠进行训练，根据跑台的旋转速度和跑步时间可以计算出小鼠行走距离，以此反映小鼠的运动功能、肌肉性能和耐力[16]。跑台实验时间只需2 d，并且能实现多个跑道同时进行实验，实验时间和工作量有效减少，可以降低实验不能同时进行造成的误差；此外，跑台不需要价位高昂的采集系统，操作简便，也有利于实验室普及。
然而，目前并未见利用跑台实验进行小鼠学习和记忆能力检测的相关报道。基于此，此次研究利用小鼠对电刺激的恐惧，使用附有直流电刺激功能的多通道跑台对小鼠进行学习和记忆训练，使小鼠学习并记忆在跑台上持续跑步可避免足底电刺激，通过小鼠在跑台装置中跑步期间被电击的时间及电击次数随时间的变化来评估小鼠的学习和记忆能力，为检测小鼠认知行为提供了一种新的方法。
中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞；骨髓干细胞；造血干细胞；脂肪干细胞；肿瘤干细胞；胚胎干细胞；脐带脐血干细胞；干细胞诱导；干细胞分化；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2023年4-8月在山西医科大学生理学系实验室完成。
1.3 材料
1.3.1 实验动物 11月龄雄性APP/PS1转基因小鼠(n=8)及同窝对照野生型小鼠(n=8)，体质量25-35 g，购自杭州子源实验动物科技有限公司，许可证号SCXK(浙)2019-0004。6月龄3×Tg-AD小鼠(n=8)及同窝对照野生型小鼠(n=8)，体质量25-35 g，由北京维通利华实验动物技术有限公司代购，许可证号：SCXK(京)2016-0006，实验室自行繁育。所有小鼠由山西医科大学生理学系实验动物中心饲养。动物实验获得山西医科大学实验动物伦理委员会批准，审批号为2021-034号。
APP/PS1小鼠是一种常用的阿尔茨海默病模型小鼠，该品系是通过转基因技术将人类淀粉样蛋白前体和人类早老性痴呆基因 1共同导入小鼠基因组培育而成。3×Tg-AD小鼠是一种经典的阿尔茨海默病转基因小鼠模型，该品系小鼠同时携带3种与阿尔茨海默病相关的突变基因APP/PSEN1/MAPT。
1.3.2 实验试剂和仪器聚合酶链式反应试剂盒(天根)；硫磺素S(23059，AAT Bioquest)；PBS及蔗糖[博士德生物工程(武汉)有限公司]；五通道小鼠跑台(Panlab，Harvard Apparatus，America)；Morris水迷宫实验装置、视频跟踪系统(Ethovision 3.0，Noldus Information Technology，Netherlands)；红外摄像头(SONY)；冷冻切片机(CM1950，Leica)；荧光显微镜(尼康，日本)。
1.4 实验方法
1.4.1 APP/PS1转基因小鼠基因型鉴定行为学实验前，提取APP/PS1转基因小鼠(n=3)及同窝对照野生型小鼠(n=3)小鼠脚趾尖置于1.5 mL离心管内，加入组织消化液于65 ℃处理30 min，置于95-100 ℃下处理30 min，通过聚合酶链式反应分析确认小鼠基因型，主要评估APP和PSEN1转基因表达情况。首先设计相应的目标基因的聚合酶链式反应引物(表1)，聚合酶链式反应具体反应为：每个反应均加热至95 ℃ 5 min，并在95 ℃ 30 s、58 ℃ 30 s和2 ℃ 60 s的35个循环中扩增，然后在72 ℃下最后3 min；将APP和PSEN1的聚合酶链式反应扩增产物在2%琼脂糖凝胶上电泳，使用化学发光系统进行成像分析。

1.4.2 跑台测试取APP/PS1转基因小鼠(n=8)及同窝对照野生型小鼠(n=8)、3×Tg-AD小鼠(n=8)及同窝对照野生型小鼠(n=8)，将小鼠放入跑台的通道内，关闭通道的盖子防止小鼠逃脱，将跑台足底电

刺激的电流设置为0.1 A，跑步带转动速度设置为10 cm/min，匀速转动。小鼠结束跑步训练后，使用体积分数75%乙醇擦拭跑台以去除小鼠气味。每只小鼠每天接受1次跑步实验，连续2 d。通过记录每只小鼠电击次数及电击时间评估小鼠的学习和记忆能力。

1.4.3 Morris水迷宫实验取3×Tg-AD小鼠(n=8)及同窝对照野生型小鼠(n=8)进行Morris水迷宫实验。直径1.2 m的圆形水迷宫宫体中装入不透明的水，水温23 ℃，等分为4个象限，平台位于第四象限(目标象限)水面下1 cm。每次将小鼠于各象限宫体壁中心点背对宫体壁放入水中。当小鼠被放入水中后开始计时，若小鼠未在60 s内找到平台需将其引导上台，并于平台上停留30 s。定位航行实验阶段持续5 d，每只小鼠每天进行4次实验，每次实验象限顺序随机改变，记录小鼠的逃避潜伏期。实验第6天为空间探索实验阶段，撤去水中平台，从除目标象限外的任意2个象限放小鼠于水中，使用视频跟踪系统记录小鼠的游泳轨迹和分别在4个象限的游泳时间。
1.4.4 硫磺素S染色行为学实验结束后，脱臼处死APP/PS1转基因小鼠(n=3)及同窝对照野生型小鼠(n=3)小鼠后取脑，冰上剥离出脑组织，用预冷PBS迅速洗涤，置于40 g/L多聚甲醛中于4 ℃固定24 h。将脑组织转移至15%蔗糖(24 h)，转移至30%蔗糖
(48 h)脱水；将脑组织冷冻并在冷冻切片机上以30 μm厚度进行冠状切片，进行硫磺素S染色[17]。利用荧光显微镜成像，使用Image J软件计数各组小鼠海马区内β-淀粉样蛋白斑块数量。
1.5 主要观察指标 APP/PS1转基因小鼠与同窝对照野生型小鼠的基因型与脑内β-淀粉样蛋白病理特征、跑台实验结果，3×Tg-AD小鼠及同窝对照野生型小鼠的跑台实验与Morris水迷宫实验结果。
1.6 统计学分析所有实验数据用x±s表示，采用SPSS 13.0软件对数据进行独立样本t检验统计分析，运用GraphPad Prism 7软件作图。P < 0.05视为差异有显著性意义。该文统计学方法已经山西医科大学汾阳学院生物统计学专家审核。

讨论

众所周知，全球人口老龄化程度仍在不断加剧，随着衰老而机体生理功能逐渐衰退，尤其是可以引发与年龄密切相关的神经退行性疾病的发生[18-19]。然而，多数神经退行性疾病最显著的变化之一是与年龄相关的记忆力和认知能力下降，甚至出现痴
呆[20-21]。例如，阿尔茨海默病是一种慢性进行性神经退行性疾病，疾病发生隐匿，早期出现记忆力和认知能力下降，如诊断和治疗不及时后期容易出现严重的痴呆，是中年和晚年痴呆最常见的类型，目前尚无有效的治疗方法[22-23]。幸运的是，目前科研工作者成功研发出许多阿尔茨海默病转基因小鼠模型[24-25]，能很好地表现出类似阿尔茨海默病的记忆障碍，为寻找阿尔茨海默病发病机制和治疗方法提供了重要的研究工具[26-27]。鉴于用于阿尔茨海默病研究的转基因小鼠模型的快速发展，尽管目前检查动物模型认知表现的方法形式多样，也各具特色，但仍不完善，因此，开发新的可用于评估记忆、认知表现的方法对于充分利用动物模型探讨其行为表现的研究仍至关重要。
跑台实验是一种用于评估小鼠运动能力、神经肌肉功能和疲劳的常用技术手段[14-15]。跑台实验利用小鼠对电刺激的恐惧，使用附有的直流电刺激功能驱使小鼠在跑台上跑步，跑台可设置多个通道，能同时对多只小鼠进行训练。根据跑台的旋转速度和跑步的时间可以计算出小鼠行走的距离，以此反映小鼠的运动功能、肌肉性能和耐力[16]。此次研究以跑台为基础，同样利用跑台的电刺激效应，针对小鼠对电刺激的恐惧对其进行学习记忆测试，从而让它们学习并记住在跑台上持续跑步，可以有效避免跑台的电刺激损害，以此实现检测小鼠认知行为的一种新方法，可通过测量小鼠在跑台实验测试时间内电击的时间和数量的变化，从而评估小鼠的学习和记忆能力。为了评估这种方法对小动物模型学习记忆及认知能力测试效应，首先选择了两种公认的存在学习记忆及认知功能障碍的阿尔茨海默病小鼠动物模型，APP/PS1转基因和3×Tg-AD小鼠已被证实随着月龄和病理表现的发展出现类似阿尔茨海默病患者学习记忆行为缺失和认知障碍[28-31]。前期通过多种行为学手段证实APP/PS1转基因和3×Tg-AD小鼠出现学习记忆能力下降[17，32]，因此，为了验证跑台实验可以有效检测小鼠的学习记忆行为及其检测结果稳定性和可重复性，此次研究结合使用APP/PS1转基因和3×Tg-AD小鼠这2种阿尔茨海默病模型小鼠，同时也利用目前常用测试学习和记忆行为的Morris水迷宫实验检测了3×Tg-AD小鼠和对照小鼠的学习记忆能力，以对Morris水迷宫和跑台实验检测小鼠学习和记忆功能的结果进行比较。
阿尔茨海默病脑内病理改变的发生是后期学习记忆功能障碍的前提[33-34]。首先对APP/PS1转基因及同窝对照野生小鼠进行了遗传和病理学检测，以确保动物模型的成功建立和出现类似阿尔茨海默病的神经病理学特征。在基因鉴定中，与野生型对照组小鼠相比，阿尔茨海默病组小鼠出现稳定的APP和PSEN1转基因表达，同时在硫磺素S染色实验中可见阿尔茨海默病组小鼠脑内出现大量的β-淀粉样蛋白斑块沉积，这些结果提示APP/PS1转基因小鼠相较于野生对照小鼠表现出相应的遗传学和病理学特征，并已经产生阿尔茨海默病样的神经病理学改变，在遗传和病理学依据上为后续行为学测试奠定了重要的实验基础，提供了可靠的动物模型。利用跑台实验评价野生对照小鼠和APP/PS1转基因小鼠的学习记忆能力，发现与野生对照小鼠相比，APP/PS1转基因小鼠随着测试时间的推移被电击次数明显增多且电击时间明显增长，反映出APP/PS1转基因小鼠在实验过程中学习和记忆能力表现较差；此外，通过对比2 d的测试结果可以看出，无论是野生对照还是APP/PS1转基因小鼠，第2天被的电击次数和时间明显减少，提示小鼠对于第1天的学习产生了记忆，也进一步证实跑台测试可以检测小鼠的记忆能力。这一结果与前期研究结果保持一致，APP/PS1转基因小鼠在Morris水迷宫、Y迷宫等实验中展现出学习、记忆功能障碍[17，35]；同时也提示跑台实验可能是一种有效评价小鼠学习、记忆能力的行为学方法。
为了进一步验证跑台实验判断小鼠学习、记忆能力的稳定性和可靠性，利用另一种阿尔茨海默病模型3×Tg-AD小鼠进行跑台实验，同时结合经典的测试学习记忆的Morris水迷宫实验方法，以评价跑台实验的稳定性及优劣势。在跑台实验中，相较于野生对照小鼠，3×Tg-AD小鼠随着测试时间的推移同样被电击次数增多且电击时间明显增长，同样对比2 d的测试结果，两种小鼠第2天的被电击次数和时间明显减少，证实小鼠对于第1天的学习发生了记忆，上述结果提示3×Tg-AD小鼠存在学习和记忆能力缺陷，实验结果与上述APP/PS1转基因小鼠结果一致，进一步证明跑台实验是一种评价小鼠学习、记忆能力的有效手段。后续使用同一批野生对照小鼠和3×Tg-AD小鼠进行了Morris水迷宫实验，结果显示3×Tg-AD小鼠与野生对照小鼠相比学习出现显著下降且记忆能力受损，这与上述跑台实验所得出的结论相一致，侧面佐证跑台为基础的行为学方法可以有效评估小鼠学习记忆能力。同时，结合上述APP/PS1转基因小鼠结果提示跑台实验用于测试学习、记忆能力具有一定的稳定性和可靠性。此外，在水迷宫空间探索阶段即小鼠记忆能力检测中，3×Tg-AD小鼠与野生对照小鼠相比在目标象限停留时间和穿台次数仅降低趋势，并没有统计学意义的差异。在跑台第2天记忆检测中，3×Tg-AD小鼠第1-20分钟显总电击时间著高于野生对照小鼠，总电击次数没有出现有统计学意义的差异，提示跑台实验可能更有益于小鼠记忆能力的检测，相较于水迷宫的空间探索实验检测敏感度可能更好，而且跑台可以实现多只小鼠同时进行实验也将有利减少实验的系统性偏差。当然，此次研究受实验样本数量的限制，明确哪种实验方法更有益于检测小鼠学习和记忆能力仍需进一步探究。
不过相较于为期1周的Morris水迷宫实验，平均每只小鼠接近5 min的工作时间，跑台实验花费时间只需2 d，同时跑台能实现多个跑道同时进行实验，实验人员的工作时间和精力将会明显减少，而且跑台实验可以有效降低实验不能同时进行造成的差异干扰。但也可以看出相对于Morris水迷宫实验，跑台行为学实验也存在一定的不足，跑台行为学实验相对于Morris水迷宫实验结果形式相对单一，无法获取代表性轨迹图，同时由于训练次数及时间有限实验数据可能发生离散。此外，相较于Morris水迷宫实验，跑台实验不需要价位高昂的采集系统，操作简便，更有利于实验室普及。总之，跑台实验评估小鼠学习记忆能力的优势在于结果稳定、有利减少系统性偏差、效率高、操作简便、易普及，缺点是结果形式单一。而Morris水迷宫实验具有长期检测的稳定结果，测试数据多样化，有排除极端个体对实验结果干扰的前测实验，但是Morris水迷宫测试由于实验不能同时进行导致系统性误差大，而且设备价格高昂、工作时间长。当然，该研究仍存在一定的局限性，不同实验方法的交叉验证仍有限，应结合多种记忆行为实验进一步评估跑台测试的可靠性；应增加实验样本量以提高数据的稳健性和可重复性；应设置前测实验以排除极端个体对实验结果的潜在干扰。
综上所述，此次研究结果提示跑台实验可以用来评估小鼠的学习、记忆行为，或将是学习和记忆行为检测手段的一种重要补充。以跑台为基础开发的学习记忆行为学方法可能有助于记忆、认知功能障碍等神经科学，以及构建动物模型的研究。
中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞；骨髓干细胞；造血干细胞；脂肪干细胞；肿瘤干细胞；胚胎干细胞；脐带脐血干细胞；干细胞诱导；干细胞分化；组织工程

利用跑台检测小鼠学习记忆行为的新方法

A novel treadmill-based method for assessing learning and memory in mice

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