時(shí)間：2023-06-05 09:57:00
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇神經(jīng)生物學(xué)綜述，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過(guò)程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
關(guān)鍵詞：卒中后抑郁；動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究；綜述
卒中后抑郁（post stroke depression，PSD）是腦卒中后的最常見的并發(fā)癥之一，是腦卒中患者最常見的心理障礙，其患病率可高達(dá)20%～60%。卒中后抑郁可嚴(yán)重?fù)p害腦卒中患者的認(rèn)知功能，影響患者的預(yù)后情況，增加患者癡呆及自殺的風(fēng)險(xiǎn)，給患者的家庭及社會(huì)帶來(lái)沉重的壓力。現(xiàn)將近10年關(guān)于卒中后抑郁的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究進(jìn)展綜述如下。
1 卒中后抑郁的發(fā)病機(jī)制
PSD的發(fā)病機(jī)制復(fù)雜，涉及神經(jīng)生物學(xué)、解剖學(xué)和社會(huì)學(xué)、心理學(xué)等諸多因素。在20世紀(jì)80年代，Robinson等就提出，腦內(nèi)參與情感調(diào)節(jié)的5-HT能神經(jīng)元和NE能胞于腦干，其軸突通過(guò)丘腦和基底節(jié)到達(dá)額葉皮質(zhì)，腦卒中病變累及上述部位可影響5-HT能神經(jīng)元和NE能神經(jīng)元及其通路，導(dǎo)致兩種遞質(zhì)水平降低而引起抑郁。Moller等利用正電子發(fā)射型計(jì)算機(jī)斷層顯像（PET）間接估計(jì)了5-HT受體活性，研究發(fā)現(xiàn)在急性卒中后5-HT神經(jīng)遞質(zhì)出現(xiàn)代謝的異常，尤其在邊緣系統(tǒng)和中縫核5-HT代謝的顯著下降，可能與抑郁的發(fā)生相關(guān)。臨床上使用5-輕色胺再攝取抑制劑可緩解PSD的癥狀，進(jìn)一步支持PSD與單胺類神經(jīng)遞質(zhì)下降有關(guān)的觀點(diǎn)。Terroni等根據(jù)MRI研究結(jié)果顯示病灶影響邊緣-皮質(zhì)-紋狀體-蒼白球-丘腦神經(jīng)環(huán)，尤其是前額葉腹側(cè)和背側(cè)扣帶回皮層、海馬、杏仁核等易產(chǎn)生PSD，且以左側(cè)為著，而這種情況未見于腦橋背部和小腦。說(shuō)明前額葉背外側(cè)皮質(zhì)環(huán)路在情緒 的調(diào)節(jié)中起著重要作用，腦內(nèi)該區(qū)域白質(zhì)纖維連接的改變可能也會(huì)影響情緒調(diào)節(jié)過(guò)程。這與控制情感的神經(jīng)環(huán)路主要分布在額顳葉、邊緣系統(tǒng)和腦干腹部及其皮層下聯(lián)系纖維的研究結(jié)果相一致。有學(xué)者認(rèn)為，腦卒中"突如其來(lái)"的發(fā)生和其嚴(yán)重程度，使患者的工作和日常生活能力改變甚至喪失，導(dǎo)致患者心理應(yīng)激障礙、心理平衡失調(diào)，由此對(duì)抑郁癥的產(chǎn)生有一定的作用。
2 卒中后抑郁動(dòng)物模型的建立
有關(guān)卒中后抑郁的動(dòng)物模型的建立，近年來(lái)國(guó)內(nèi)文獻(xiàn)報(bào)道多為復(fù)合模型即在卒中基礎(chǔ)上結(jié)合相應(yīng)應(yīng)激刺激構(gòu)建PSD模型。裘濤等[1]采用雙側(cè)頸總動(dòng)脈永久性結(jié)扎后予以行為限制制作PSD大鼠模型，觀察大鼠自發(fā)改變，海馬區(qū)單胺類神經(jīng)遞質(zhì)的變化。結(jié)果顯示：模型組大鼠水平運(yùn)動(dòng)得分、垂直運(yùn)動(dòng)得分、清潔動(dòng)作次數(shù)與假手術(shù)組比較顯著下降（P
3 針刺干預(yù)PSD大鼠的實(shí)驗(yàn)研究
卒中后抑郁患者不僅有精神障礙癥狀而且還存在肢體的活動(dòng)障礙，采用體針治療卒中后抑郁可以顯著促進(jìn)患者肢體的恢復(fù)，平衡患者臟腑的陰陽(yáng)，調(diào)節(jié)患者氣血的虛實(shí)。龔燕等[13]采用單側(cè)頸總動(dòng)脈不全結(jié)扎聯(lián)合孤養(yǎng)和小劑量利血平皮下注射制備復(fù)合型PSD大鼠模型。觀察各組大鼠的行為學(xué)變化；利用熒光分光光度法測(cè)定各組大鼠大腦海馬區(qū)NE和5-HT含量。結(jié)果顯示，與正常組相比，模型組大鼠糖水消耗量和腦內(nèi)NE、DA含量均明顯下降。電針能使PSD大鼠糖水消耗量和腦神經(jīng)遞質(zhì)NE、DA含量明顯增加。得到的結(jié)論是：電針治療PSD大鼠的機(jī)制可能與提高其海馬區(qū)5-HT和NE含量有關(guān)。孫培養(yǎng)等[14]選擇通督調(diào)神針法干預(yù)卒中后抑郁大鼠。結(jié)果：造模完成時(shí)，模型組和針刺組蔗糖水飲用量、水平及垂直運(yùn)動(dòng)得分、血漿中單胺類神經(jīng)遞質(zhì)的含量均較正常組降低，Zea Langa神經(jīng)行為學(xué)評(píng)分提高，差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P
4 中醫(yī)藥物干預(yù)PSD大鼠的實(shí)驗(yàn)研究
中醫(yī)認(rèn)為卒中后抑郁屬于"中風(fēng)"與"郁證"范疇，由于受到軀體病殘的困擾，最終情緒抑郁。裘濤等[1]采用雙側(cè)頸總動(dòng)脈永久性結(jié)扎后予以行為限制制作PSD大鼠模型，隨機(jī)分為模型組、滌痰開竅解郁組、氟西汀組，并設(shè)假手術(shù)組，采用RP-HPLC-熒光檢測(cè)法測(cè)定大鼠海馬區(qū)單胺類神經(jīng)遞質(zhì)的變化，并觀察大鼠自發(fā)改變。結(jié)果發(fā)現(xiàn)模型組大鼠行為能力下降（P
5 西醫(yī)藥物干預(yù)PSD大鼠的實(shí)驗(yàn)研究
PSD的西醫(yī)藥物治療包括原發(fā)病、并發(fā)癥和抑郁癥的治療。患者因需同時(shí)服用治療腦卒中、高血壓或其他并發(fā)癥的藥物，故在選擇藥物時(shí)，應(yīng)選擇相互作用小的藥物，所以新型抗抑郁劑有一定優(yōu)勢(shì)，更適于神經(jīng)系統(tǒng)疾病所致繼發(fā)性抑郁的治療。趙立波等采用CUMS結(jié)合孤養(yǎng)建立抑郁模型，MCAO術(shù)建立卒中模型PSD模型組和氟西汀組大鼠先建立卒中模型后建立抑郁模型，腹腔注射相應(yīng)藥物進(jìn)行干預(yù)，連續(xù)給藥21d后，用酶聯(lián)免疫法和免疫組化SABC法檢測(cè)給藥后各組大鼠腦組織中5-HT，NE，NGF的表達(dá)。結(jié)果顯示與假手術(shù)組比較，抑郁模型組和PSD模型組大鼠腦組織中5-HT，NE，NGF表達(dá)均明顯降低（P
6 研究存在的問題及展望
綜上所述，國(guó)內(nèi)外學(xué)者在論述PSD發(fā)病的因素時(shí)各有側(cè)重，具體的發(fā)病機(jī)制尚未明確。現(xiàn)在多數(shù)學(xué)者認(rèn)為其發(fā)病是由多種原因通過(guò)多種機(jī)制所致，與心身疾病的生物-心理-社會(huì)醫(yī)學(xué)模式相一致，可能是神經(jīng)生物學(xué)因素和社會(huì)心理因素共同作用的結(jié)果。
目前，關(guān)于PSD的研究大多建立在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，制備的動(dòng)物模型主要以缺血性卒中為主，但卒中的發(fā)病類型包括出血性卒中和缺血性卒中，關(guān)于出血性卒中后抑郁動(dòng)物模型的制備相對(duì)較少，這方面的研究信息相對(duì)缺失。并且，一般情況下卒中后抑郁患者多合并高血壓病、血脂異常等基礎(chǔ)病，而這些在動(dòng)物模型身上無(wú)法一一體現(xiàn)；同時(shí)，在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)造模、治療、取材的過(guò)程中，都有可能出現(xiàn)一些輕微的誤差，如取材的不完整性等。這些都有可能導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果存在一定的誤差，以至于影響實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性。
其次，關(guān)于卒中后抑郁治療方法頗多，有針灸、中醫(yī)藥物、西醫(yī)藥物等。腦卒中后抑郁屬于"中風(fēng)"與"郁證"范疇，運(yùn)用中醫(yī)藥物治療時(shí)，應(yīng)綜合分析患者實(shí)際病情，并概括患者分型，從而辯證論治。針灸療法治療卒中后抑郁一方面可以幫助患者殘肢的功能恢復(fù)，間接有利于患者抑郁狀態(tài)的改變，另一方面疏肝行氣、調(diào)和陰陽(yáng)，又起到直接改善患者情緒的作用。西醫(yī)藥物治療PSD的治療原則是早期、單一藥物、綜合、個(gè)體化、長(zhǎng)期系統(tǒng)用藥。目前運(yùn)用較為廣泛的是：三環(huán)類抗抑郁藥、5-HT再攝取抑制劑、NE再攝取抑制劑等，但西醫(yī)藥物的使用存在一定的副作用。
因此，尋求PSD的發(fā)病機(jī)制以及制備理想的PSD模型，尋找治療PSD有效的方法是目前亟待解決的問題，相信隨著分子生物學(xué)、神經(jīng)生物學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科的發(fā)展和西醫(yī)學(xué)技術(shù)的不斷介入，卒中后抑郁的發(fā)病機(jī)制研究正從多層次、多角度不斷深入。假以時(shí)日，肯定能提出卒中后抑郁的最佳治療方案。
參考文獻(xiàn)：
[1]裘濤，陳眉，代建峰，等.腦卒中后抑郁癥動(dòng)物模型的建立與評(píng)價(jià)[J].中國(guó)行為醫(yī)學(xué)科學(xué)，2006，15（1）：12-13.
[2]劉福友，楊石，陳衛(wèi)垠，等.腦卒中后抑郁大鼠模型的建立[J].中國(guó)臨床康復(fù)，2006，10（42）：91-94.
[關(guān)鍵詞]脊髓損傷；細(xì)胞移植；治療
脊髓損傷（spinal cord injury，SCI）是一種嚴(yán)重的神經(jīng)系統(tǒng)創(chuàng)傷，之前的治療方法主要是局限于藥物和物理治療來(lái)改善運(yùn)動(dòng)功能缺陷，人們先后試用了手術(shù)吻合、手術(shù)減壓、神經(jīng)移植、大網(wǎng)膜移植、藥物治療、局部冷凍、物理康復(fù)、以及應(yīng)用酶制劑來(lái)抑制和消除結(jié)締組織瘢痕等多種方法治療脊髓損傷，近年來(lái)的實(shí)驗(yàn)研究著眼于干細(xì)胞移植來(lái)逆轉(zhuǎn)不利于SCI軸突功能恢復(fù)的病理過(guò)程，從而減少脊髓功能喪失并促進(jìn)其功能恢復(fù)。
脊髓損傷修復(fù)的常用移植細(xì)胞
1骨髓基質(zhì)細(xì)胞（marrow stromal cells，MSCs）
MSCs的干細(xì)胞相似特點(diǎn)和多方向分化潛能在最近幾年引起了人們的注意。MSCs的優(yōu)點(diǎn)在于屬于自體同源移植，容易獲得和培養(yǎng)，通過(guò)髓內(nèi)或靜脈導(dǎo)入方法簡(jiǎn)單，移植途徑有：（1）直接受損脊髓多靶點(diǎn)注射；（2）腰穿椎管內(nèi)植入：將擴(kuò)增的BMSCs移植于蛛網(wǎng)膜下腔，使之隨腦脊液到達(dá)病變部位；（3）靜脈移植：開放血腦屏障，將擴(kuò)增的BMSCs靜脈輸入，使之通過(guò)血腦屏障到達(dá)病變部位。MSCs能夠轉(zhuǎn)化為神經(jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì)，骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞可作為填充物填補(bǔ)損傷部位，定向再生為神經(jīng)細(xì)胞錨靠周圍組織完成上行下傳功能的重建，移植時(shí)創(chuàng)造抑制膠質(zhì)細(xì)胞再生、保護(hù)神經(jīng)細(xì)胞胞體存活、促進(jìn)自體神經(jīng)細(xì)胞再生的微環(huán)境。但是需要克服細(xì)胞融合、轉(zhuǎn)分化神經(jīng)細(xì)胞形態(tài)屬性缺失的問題。最近通過(guò)Luo Jian-dal大量的文獻(xiàn)調(diào)研顯示MSCs對(duì)運(yùn)動(dòng)性脊髓損傷的治療有較好的效果。MSCs及其分化的神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞含有促進(jìn)神經(jīng)再生的營(yíng)養(yǎng)因子及其受體，有助于損傷的腦和脊髓組織的修復(fù)，抑制不利于神經(jīng)再生的瘢痕形成。Wu等[1]發(fā)現(xiàn)，將MSCs植入損傷的大鼠脊髓內(nèi)，通過(guò)增強(qiáng)組織修復(fù)可促進(jìn)損傷脊髓的再生，同時(shí)與對(duì)照組相比空腔明顯縮小。雖然移植后MSCs的數(shù)量逐漸減少，但不少治療組動(dòng)物仍顯示明顯的功能恢復(fù)。
2神經(jīng)干細(xì)胞（neural stemcells，NSCs）
根據(jù)LiWe等[2]的研究顯示，神經(jīng)干細(xì)胞在脊髓損傷的修復(fù)中具有重要作用，而神經(jīng)干細(xì)胞是干細(xì)胞的一種，干細(xì)胞是指同時(shí)兼具自我更新能力和產(chǎn)生分化細(xì)胞能力的一類細(xì)胞，這類細(xì)胞可經(jīng)培養(yǎng)進(jìn)行不定期分化并產(chǎn)生特化細(xì)胞。依據(jù)分化潛能的大小，可將干細(xì)胞分為三種類型：一是全能干細(xì)胞，此類細(xì)胞具有分化為完整個(gè)體的能力，如胚胎干細(xì)胞（ES）；二是多能干細(xì)胞，這類細(xì)胞具有分化為多種細(xì)胞組織的潛能，但不具備發(fā)育為完整個(gè)體的能力，如骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞；三是單能干細(xì)胞（也稱專能干細(xì)胞），這類干細(xì)胞只能向一種類型或密切相關(guān)的兩種類型的細(xì)胞分化，如神經(jīng)干細(xì)胞。
NSCs是一種未分化、多潛能、具有自我更新能力的細(xì)胞。目前已經(jīng)可以分離和體外培養(yǎng)NSCs使之分化為各種神經(jīng)細(xì)胞。有研究從鼠脊髓內(nèi)取出未成熟細(xì)胞經(jīng)培養(yǎng)后，移植到脊髓損傷大鼠斷裂的脊髓中，結(jié)果癱瘓鼠在2周后均能活動(dòng)，有些甚至恢復(fù)了站立和行走能力，這一研究成果引起人們對(duì)神經(jīng)干細(xì)胞移植治療脊髓損傷的廣泛興趣。
最近，有人開始研究應(yīng)用基因修飾的神經(jīng)干細(xì)胞移植治療SCI，并且在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中取得了良好的效果。基因修飾的NSCs不僅具有替代損失死亡的神經(jīng)元的作用，而且還可以大量分泌各種神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子以促進(jìn)神經(jīng)元的存活及軸突的再生。Blesch等應(yīng)用神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子NT23基因修飾神經(jīng)干細(xì)胞，移植入大鼠C3損傷SCI動(dòng)物模型中，2周后發(fā)現(xiàn)相對(duì)于未修飾的神經(jīng)干細(xì)胞移植組，NT23基因修飾組可見高水平的NGF及BDNF的分泌，以及有大量的感覺神經(jīng)投射形成，并且60%分化為神經(jīng)元，3%分化為膠質(zhì)細(xì)胞。當(dāng)前，定向分化誘導(dǎo)是NSCs應(yīng)用于臨床的一個(gè)關(guān)鍵問題。現(xiàn)在體外或體內(nèi)對(duì)干細(xì)胞的定向誘導(dǎo)分化還沒有得到很好解決，細(xì)胞異質(zhì)性很高，分化程度不一，不能保證植入的NSCs按預(yù)想的途徑分化，影響了移植的效果。另外，NSC移植治療SCI需克服一個(gè)特殊的問題，即脊髓的神經(jīng)元有著較長(zhǎng)的突起，植入的NSCs能否參與并形成功能性的神經(jīng)回路都尚待研究。
綜上所述，干細(xì)胞移植治療SCI有著巨大的發(fā)展?jié)摿Γ枰肿由飳W(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、組織工程學(xué)及神經(jīng)生物學(xué)等多學(xué)科的密切配合和基礎(chǔ)研究的不斷深入。目前，隨著神經(jīng)科學(xué)的飛速發(fā)展，尤其是在細(xì)胞和分子水平上對(duì)SCI后繼發(fā)性損傷的病理機(jī)制研究的不斷深入，今后的研究方向?qū)⒅饕性谝韵聨讉€(gè)方面：①由于單一細(xì)胞移植效果各有利弊，我們應(yīng)該考慮聯(lián)合移植幾種細(xì)胞，或?qū)⒓?xì)胞移植與其它方法聯(lián)合應(yīng)用。②通過(guò)轉(zhuǎn)基因技術(shù)使移植細(xì)胞具有更多更有用的功能，加快NSC的定向誘導(dǎo)，分化及增殖的基因調(diào)控機(jī)制的研究，使之能盡快應(yīng)用于臨床。③設(shè)計(jì)良好的組織工程支架材料，使之具有更有利于移植細(xì)胞的搭載和再生軸突的定向生長(zhǎng)的生物性能。相信不久的將來(lái)，細(xì)胞移植會(huì)在SCI的治療中發(fā)揮更大的作用。
參考文獻(xiàn)：
通訊作者：梁濤
【摘要】 孤獨(dú)癥譜系障礙是一種起始于嬰幼兒早期的嚴(yán)重危害兒童身心的發(fā)育障礙性疾病，據(jù)各國(guó)報(bào)道，患病率有增加趨勢(shì)。目前該病病因尚不明確，但早期診斷早期治療對(duì)這類兒童的預(yù)后有極其重要的影響。本文從臨床危險(xiǎn)因素、分子生物學(xué)研究、神經(jīng)心理研究方面對(duì)其病因?qū)W研究進(jìn)行綜述，以期提高對(duì)該病的認(rèn)識(shí)，達(dá)到早診、早治、提高患兒生存質(zhì)量的目的。
【關(guān)鍵詞】 孤獨(dú)癥譜系障礙； 病因?qū)W
孤獨(dú)癥譜系障礙（autistic spectrum disorder，ASD）是一組以交流、語(yǔ)言障礙和行為異常為特征的發(fā)育障礙性疾病。包括兒童孤獨(dú)癥（autism）、阿斯伯格綜合征（Asperger syndrome,AS）、未分類的廣泛性發(fā)育障礙（pervasive developmental disorder not otherwise specified,PDD-NOS）、雷特綜合征（Rett syndrome,RS）和兒童瓦解性精神障礙（children disintegrative disorder,CDD）等。其中以兒童孤獨(dú)癥和阿斯伯格綜合征最為常見。目前盡管各國(guó)患病率的報(bào)道不一，但ASD患病率顯著上升的趨勢(shì)卻是相同的。該病的病因尚不明確，大量的研究證實(shí)，ASD是由諸多發(fā)病因素導(dǎo)致的疾病。各國(guó)學(xué)者對(duì)其遺傳、神經(jīng)心理、腦器質(zhì)性改變、孕產(chǎn)期疾病、生化等單因素或多個(gè)因素進(jìn)行了大量研究，本文從臨床危險(xiǎn)因素、分子生物學(xué)研究、神經(jīng)心理研究方面對(duì)其病因?qū)W研究作一綜述。
1 臨床危險(xiǎn)因素相關(guān)研究
1.1 遺傳易感性 雖然孤獨(dú)癥確切的病因仍未清楚，但已證實(shí)遺傳因素在發(fā)病中起重要作用，這一觀點(diǎn)已被廣泛接受。孤獨(dú)癥的遺傳特性最初由雙生子家系研究所證實(shí)，單卵雙生子同病率約為36%～95%，而雙卵雙生子同病率則只有0～23%；同胞間的同病率約為2%～4%，明顯高于一般人群。國(guó)內(nèi)有調(diào)查顯示，孤獨(dú)癥患兒家族史陽(yáng)性率為22.82%［1］。丹麥學(xué)者對(duì)該國(guó)1978～1999年確診的698例孤獨(dú)癥的研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，患兒父母有精神病史的占17% ［2］。
1.2 孕期及圍生期高危因素 國(guó)內(nèi)外研究發(fā)現(xiàn)，孤獨(dú)癥患兒在產(chǎn)前、產(chǎn)中及新生兒期存在高危因素的明顯高于普通群體，考慮可能因胚胎發(fā)育異常或缺氧等造成新生兒腦部神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育異常或損害，導(dǎo)致了孤獨(dú)癥的發(fā)生。周家秀等［3］研究發(fā)現(xiàn)，在患者母孕期，出現(xiàn)較多的服藥、情感障礙、先兆流產(chǎn)等不良情況，而分娩時(shí)剖宮產(chǎn)、臍帶繞頸、異常分娩等高危因素較為常見，還發(fā)現(xiàn)父母生育年齡過(guò)大與患兒交往能力及自理能力缺陷相關(guān)。但高危因素與孤獨(dú)癥的因果關(guān)系是有爭(zhēng)議的，有人指出高危因素并沒有特異性，不存在一對(duì)一的關(guān)系；有人認(rèn)為高危因素可能通過(guò)增強(qiáng)早已存在的遺傳易感性，使具有孤獨(dú)癥的個(gè)體易于發(fā)病；有人認(rèn)為高危因素有時(shí)可使完全正常的胎兒直接發(fā)展成孤獨(dú)癥患者。但無(wú)論哪一種假設(shè)，都無(wú)可否認(rèn)高危因素對(duì)孤獨(dú)癥發(fā)病的重要影響。
1.3 患兒頭圍改變 在過(guò)去的十幾年研究觀察到，90%的2～4歲孤獨(dú)癥兒童腦容積較同齡正常兒增大18%，其頭圍偏大不是在出生時(shí)，而是在腦發(fā)育早中期出現(xiàn)急劇增長(zhǎng)現(xiàn)象，在以后的成長(zhǎng)過(guò)程中速度明顯慢下來(lái)，到了青春期其腦皮質(zhì)厚度明顯低于正常兒童，小腦蚓部也小于同齡正常兒。有學(xué)者推測(cè)，其原因是由于患兒調(diào)控發(fā)育的基因異常使神經(jīng)發(fā)育超出正常過(guò)程，腦發(fā)育后期存留了過(guò)多神經(jīng)元、軸索和突觸的非線性相互作用的結(jié)果［4］。
1.4 營(yíng)養(yǎng)相關(guān)因素 有研究發(fā)現(xiàn)，營(yíng)養(yǎng)相關(guān)因素與ASD密切相關(guān)。Bell JG等報(bào)道ASD患兒血漿中長(zhǎng)效多聚不飽和脂肪酸明顯降低，Peet M等也發(fā)現(xiàn)ASD患兒存在基因水平的多聚不飽和脂肪酸代謝困難。另有研究發(fā)現(xiàn)，患者尿中有不正常的肽段，是蛋白質(zhì)沒被徹底分解成氨基酸而形成的，其主要成分為酪蛋白和谷蛋白，由此推測(cè)過(guò)量的酪蛋白和谷蛋白通過(guò)消化道進(jìn)入血液，穿過(guò)血腦屏障進(jìn)入大腦時(shí)，引起自身免疫反應(yīng)，對(duì)大腦直接造成損傷。鑒于近20年以來(lái)孕婦及兒童接受日光照射減少并ASD發(fā)病增加，部分學(xué)者提出維生素D與ASD相關(guān)的假說(shuō)［5］。尚有部分學(xué)者提出胰泌素受體系統(tǒng)對(duì)與神經(jīng)系統(tǒng)相關(guān)的社會(huì)行為相關(guān)，和載脂蛋白、補(bǔ)體系統(tǒng)可能參與腦細(xì)胞凋亡的觀點(diǎn)。至于營(yíng)養(yǎng)相關(guān)因素與ASD有無(wú)直接相關(guān)，及前者是后者的伴隨現(xiàn)象還是病因，尚不十分確切，有待進(jìn)一步的研究證實(shí)。
1.5 五羥色胺（5-HT） 約1/3的ASD患者存在高5-HT血癥，血液中5-HT濃度水平的變化與患者認(rèn)知功能的受損程度顯著相關(guān)，5-HT濃度愈高則認(rèn)知功能受損愈嚴(yán)重。有研究發(fā)現(xiàn)，孤獨(dú)癥患兒的齒狀核、丘腦、皮質(zhì)通路存在5-HT合成異常。非孤獨(dú)癥兒童的5-HT合成能力在5歲前比成人強(qiáng)2倍，5歲后降到成人水平；而孤獨(dú)癥兒童的這一能力在2～15歲期間一直逐漸增強(qiáng)并達(dá)到成人的1.5倍［6］。
1.6 腦影像學(xué)改變 ASD兒童的腦結(jié)構(gòu)影像多表現(xiàn)正常，部分患兒常規(guī)CT、MRI檢查顯示腦室擴(kuò)大、基底節(jié)異常、小腦發(fā)育不良、腦干變小等。在腦功能影像方面，葉濱賓等［7］用功能磁共振（fMRI）檢查發(fā)現(xiàn)孤獨(dú)癥患者有廣泛的額葉、頂葉及相關(guān)視覺區(qū)的異常，小腦-下丘腦-皮質(zhì)通路、杏仁核活動(dòng)、腦區(qū)域間傳遞連接通路也存在異常，皮質(zhì)語(yǔ)言系統(tǒng)中各功能區(qū)域之間的連結(jié)也較正常人弱。鄒小兵等［8］應(yīng)用磁共振波譜（MRS）對(duì)孤獨(dú)癥患兒額葉和小腦蚓部的波譜進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)患兒額葉皮質(zhì)、小腦蚓部存在神經(jīng)元丟失或功能下降，其嚴(yán)重程度與語(yǔ)言障礙、認(rèn)知障礙等表現(xiàn)相關(guān)，及小腦蚓部存在細(xì)胞膜的代謝異常、髓鞘發(fā)育不良，女童患兒小腦的代謝率低于男童患兒或神經(jīng)元的丟失更嚴(yán)重，性別差異可隨年齡的增長(zhǎng)有所改善。因此，有學(xué)者認(rèn)為，孤獨(dú)癥是一種器質(zhì)性疾病，以行為障礙的方式表現(xiàn)之［9］。
2 分子生物學(xué)研究
起初的研究發(fā)現(xiàn)，孤獨(dú)癥存在染色體異常，繼而通過(guò)連鎖分析法更加深入探討了相關(guān)基因的作用。迄今已明確的伴有孤獨(dú)癥表型的單基因遺傳病有脆性X綜合癥、Rett綜合癥、Angelman綜合癥、結(jié)節(jié)性硬化癥等。對(duì)于ASD神經(jīng)生物學(xué)的研究，集中在突觸可塑性上，認(rèn)為樹突的發(fā)育異常可能導(dǎo)致孤獨(dú)癥的發(fā)生。Durand CM等［10］發(fā)現(xiàn)部分患者的部分位點(diǎn)的點(diǎn)突變，從而導(dǎo)致22q13.3微缺失綜合征，產(chǎn)生語(yǔ)言和社交障礙。Buxbaum JD等［11］發(fā)現(xiàn)新的基因Pten異常，Pten作為一種抑癌基因通過(guò)對(duì)PI3K/AKT通路的異常激活，可引起細(xì)胞腫脹，臨床表現(xiàn)為大頭的特征。何文等［12］發(fā)現(xiàn)DAT1 440bp等位基因和基因型480/440bp可能在孤獨(dú)癥的發(fā)病機(jī)制中起著一定的作用。近年較多研究者開始關(guān)注基因拷貝數(shù)差異（copy number variants,CNVs）的研究，CNVs是指一個(gè)重要的人類基因組可塑性，表現(xiàn)為個(gè)體間的拷貝數(shù)差異。目前發(fā)現(xiàn)在人類基因組中至少存在1447個(gè)CNVs區(qū)域，這些結(jié)構(gòu)上的變化在很大程度上構(gòu)成了個(gè)體間遺傳上的差異。目前雖然發(fā)現(xiàn)很多與孤獨(dú)癥有關(guān)的基因，但這些基因是如何導(dǎo)致孤獨(dú)癥的發(fā)生仍然未知，尚待進(jìn)一步研究證實(shí)。
3 神經(jīng)心理研究
關(guān)于ASD神經(jīng)心理機(jī)制的研究主要有社會(huì)腦假說(shuō)（social brain hypothesis）、心靈理論（theory of mind,ToM）障礙和鏡像神經(jīng)元系統(tǒng)（mirror neurons system,MNS）功能異常。
3.1 社會(huì)腦假說(shuō) “社會(huì)腦假說(shuō)”認(rèn)為,人類大腦存在一個(gè)旨在認(rèn)識(shí)和理解對(duì)方表情的功能區(qū)，在社會(huì)交往中人會(huì)通過(guò)核中樞迅速處理與他人相互作用的各種信息。人類大腦承擔(dān)著適應(yīng)環(huán)境的重大責(zé)任,尤其是在社會(huì)交往中負(fù)責(zé)對(duì)自我和他人的心理狀態(tài)進(jìn)行歸因，即社會(huì)認(rèn)知能力。社會(huì)腦一般指新皮質(zhì)，ASD患者在此功能區(qū)中發(fā)現(xiàn)異常，這一假說(shuō)已為大量腦功能成像及腦損傷研究所證實(shí)［7,13］。越來(lái)越多的研究認(rèn)為ASD是一種共情缺陷的癥狀。ASD通常表現(xiàn)社會(huì)腦相關(guān)區(qū)域的低激活，這與“共情”功能缺陷有關(guān)，是患者情緒共享困難的生物原因。基于此，Baron-Cohen提出ASD“極端男性化大腦”理論，認(rèn)為ASD處于與系統(tǒng)化相關(guān)認(rèn)知體系的最高端，但同時(shí)處于共情化相關(guān)能力的最低端，從而表現(xiàn)出共情缺陷。
3.2 心靈理論（theory of mind,ToM） 正常兒童的ToM在2～3歲左右開始形成。ToM是對(duì)對(duì)方行為的目的、意圖、知識(shí)、信念、推理、思考、疑惑、愛好等進(jìn)行理解判斷。在人類，該能力則體現(xiàn)在社會(huì)認(rèn)知方面，基于此，研究者們把ToM與執(zhí)行功能、語(yǔ)言的發(fā)展、親社會(huì)行為以及情感機(jī)能等方面聯(lián)系起來(lái)。ToM可分為譯碼和推理兩個(gè)過(guò)程，譯碼過(guò)程是利用直接可獲得的顯著信息對(duì)他人心理狀態(tài)進(jìn)行譯碼，以大腦右半球的眶額/內(nèi)側(cè)顳葉的神經(jīng)回路為基礎(chǔ)；推理過(guò)程是推理用以解釋或預(yù)言他人行為心理狀態(tài)的過(guò)程，以左腦內(nèi)側(cè)前額葉區(qū)域?yàn)榛A(chǔ)。諸多研究表明，ASD個(gè)體存在ToM能力缺陷，無(wú)論是高功能兒童、低功能兒童還是學(xué)者，他們?cè)谶\(yùn)用ToM譯碼和推理時(shí)都具有困難，在通過(guò)各種不同的ToM任務(wù)中存在困難，都不能適應(yīng)日常生活，是一種特殊的認(rèn)知神經(jīng)損傷［14,15］。TOM的失調(diào)可以解釋孤獨(dú)癥的社會(huì)交流缺陷，通過(guò)調(diào)整ASD患者的心理狀態(tài)，可幫助提高他們的社交能力。目前，研究者試圖通過(guò)更多的實(shí)驗(yàn)研究，來(lái)了解與ToM相關(guān)的神經(jīng)系統(tǒng)的特性問題，然后運(yùn)用這些特性建構(gòu)與孤獨(dú)癥有關(guān)的心理?yè)p傷理論，從而幫助ASD患者走出困境。
3.3 鏡像神經(jīng)元系統(tǒng)（mirror neurons system,MNS）功能研究 近年來(lái)，隨著人類大腦中MNS的發(fā)現(xiàn)，對(duì)這一系統(tǒng)的研究已構(gòu)成神經(jīng)生物學(xué)和認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)最豐富的領(lǐng)域之一。在最初的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)猴子觀察對(duì)象并操作相同動(dòng)作時(shí)腦右半球的眶回或眶額葉區(qū)域的神經(jīng)元被激活，稱此區(qū)域神經(jīng)元為“鏡像神經(jīng)元（mirror neurons）”。隨著fMRI的進(jìn)一步研究顯示，人類MNS區(qū)域定位在大腦額下回島蓋部（包括Broca區(qū)）和喙后頂葉皮層，是更高級(jí)的視覺處理區(qū)和運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)的橋梁，它不僅與手的動(dòng)作有關(guān)，還與其他不同的動(dòng)作有關(guān)，還有可能是眼的運(yùn)動(dòng)和更高水平的抽象過(guò)程，功能主要包括言語(yǔ)、模仿、心靈理論、共情以及由此所涉及的社會(huì)認(rèn)知功能，而ASD的MNS功能激活異常和功能低下，導(dǎo)致了一系列相關(guān)的社會(huì)認(rèn)知功能的損害。大量的研究從不同角度為此學(xué)說(shuō)提供了依據(jù)［16～19］。
綜上所述，ASD的病因迄今雖尚未明確，但其與諸多因素相關(guān)，在臨床上可以為研究者提供一些線索，從而能盡早發(fā)現(xiàn)ASD，使其能早期得到干預(yù)，提高生存質(zhì)量。相信隨著各國(guó)學(xué)者對(duì)該病不斷深入的研究，ASD的病因及有效矯治方法會(huì)越來(lái)越明朗。
參 考 文 獻(xiàn)
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素質(zhì)教育歷來(lái)是高等教育階段的主要任務(wù)，提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)是素質(zhì)教育中一項(xiàng)最基本的內(nèi)容，尤其是對(duì)生物學(xué)而言，更應(yīng)該注重提高和培養(yǎng)學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)，這樣才能夠培養(yǎng)出能適應(yīng)當(dāng)代生命科學(xué)發(fā)展需要的應(yīng)用型專門人才。所謂生物科學(xué)素養(yǎng)是指參加社會(huì)生活、經(jīng)濟(jì)活動(dòng)、生產(chǎn)實(shí)踐和個(gè)人決策所需的生物科學(xué)概念和科學(xué)探究能力，包括人們所掌握的生物科學(xué)知識(shí)、技能和方法，以及在此基礎(chǔ)上形成的生物科學(xué)能力、科學(xué)觀以及科學(xué)品質(zhì)等方面。①細(xì)胞生物學(xué)是研究細(xì)胞基本生命活動(dòng)規(guī)律的科學(xué)，是21世紀(jì)自然科學(xué)的三大前沿學(xué)科之一，是當(dāng)前生命科學(xué)領(lǐng)域中最活躍、最富有發(fā)展前景的學(xué)科，是生物類專業(yè)的主干課程之一。因此，在細(xì)胞生物學(xué)教學(xué)中如何提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)對(duì)于培養(yǎng)新時(shí)期的生物人才至關(guān)重要。本文主要對(duì)當(dāng)代大學(xué)生生物科學(xué)素養(yǎng)現(xiàn)狀、實(shí)施生物科學(xué)素養(yǎng)教育的重要意義以及如何在細(xì)胞生物學(xué)教學(xué)之中提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)進(jìn)行了綜述，旨在為生物教學(xué)提供一定的參考價(jià)值，以供方家借鑒。
1 當(dāng)代大學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)現(xiàn)狀及其存在問題
生物相關(guān)專業(yè)的學(xué)生對(duì)生物科學(xué)技術(shù)具有濃厚的興趣，生物科學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)扎實(shí)，對(duì)生物技術(shù)發(fā)展持積極的肯定態(tài)度，具備良好的科技強(qiáng)國(guó)的信念。但是，他們對(duì)高新生物科學(xué)技術(shù)知識(shí)和先進(jìn)實(shí)驗(yàn)技術(shù)了解較少，生物科學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐技能較差，對(duì)生物科學(xué)科研精神的理解和研究方法的掌握不足。有調(diào)查表明，當(dāng)代大學(xué)生對(duì)于當(dāng)前的一些生物熱點(diǎn)問題有一定的了解，但是對(duì)于高新技術(shù)的應(yīng)用和新的科學(xué)研究領(lǐng)域的認(rèn)識(shí)不足。在理性上，有43%的學(xué)生是盲目的懷疑，或者是盲從專家和他人的觀點(diǎn)，對(duì)事物較少有自己的看法；在探索求知精神上，“科學(xué)功利主義”對(duì)學(xué)生的影響最大，使得學(xué)生視本文由收集整理野狹窄、目光短淺；在實(shí)證精神上，有62%的學(xué)生缺乏實(shí)驗(yàn)實(shí)證精神，偏重抽象思維，缺乏科學(xué)實(shí)驗(yàn)的精神和價(jià)值眼光。②此外，許多高校只注重生物專業(yè)課的常規(guī)教學(xué)，很少舉辦專門的科研活動(dòng)，且科學(xué)技能培養(yǎng)與鍛煉的途徑缺乏，這使得大學(xué)缺乏濃郁的科學(xué)素養(yǎng)氛圍，學(xué)生較難形成一定的科學(xué)技能，由此科學(xué)實(shí)踐能力也較差。
2 細(xì)胞生物學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)的意義
細(xì)胞生物學(xué)是生物學(xué)類及農(nóng)林醫(yī)藥類本科生一門必修的專業(yè)基礎(chǔ)課，是現(xiàn)代生命科學(xué)的前沿分支學(xué)科之一，它是以細(xì)胞為研究對(duì)象，從細(xì)胞的整體水平、亞顯微水平、分子水平等三個(gè)層研究細(xì)胞和細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)和功能、細(xì)胞的生活史和各種生命活動(dòng)規(guī)律的學(xué)科。細(xì)胞生物學(xué)是一門承上啟下的學(xué)科，和分子生物學(xué)一起同是現(xiàn)代生命科學(xué)的基礎(chǔ)，并廣泛滲透到遺傳學(xué)、發(fā)育生物學(xué)、生殖生物學(xué)、神經(jīng)生物學(xué)和免疫生物學(xué)等的研究中，和農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)、生物高新技術(shù)的發(fā)展有密切的關(guān)系，是生命科學(xué)的重要支柱之一，在解決人類面臨的重大問題、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展中發(fā)揮重要的基礎(chǔ)作用。同時(shí)，細(xì)胞生物學(xué)又是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，重要理論與實(shí)踐密切地聯(lián)系著。隨著生命科學(xué)自身和生物產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)生命科學(xué)相關(guān)領(lǐng)域創(chuàng)新型人才的需求也在不斷增加。由此可見，細(xì)胞生物學(xué)課程中科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)對(duì)于建立與其專業(yè)層次、研究方向相符合的細(xì)胞生物學(xué)知識(shí)構(gòu)架體系，培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生的科學(xué)思維能力具有非常重要的作用。
3 細(xì)胞生物學(xué)教學(xué)中如何培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)
細(xì)胞生物學(xué)作為生物學(xué)類及農(nóng)林醫(yī)藥類的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，在培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)方面，具有舉足輕的重要作用。然而，科學(xué)素養(yǎng)的提高不是一朝一夕之功，教師應(yīng)始終將其貫穿于自己的教學(xué)之中。如何在細(xì)胞生物學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)和提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，以下是筆者的一些想法和體會(huì)。
3.1 加強(qiáng)課堂教學(xué)中的“生活化”融合
細(xì)胞生物學(xué)的知識(shí)理論性強(qiáng)，內(nèi)容抽象深?yuàn)W、難于理解，教師可以試將抽象的內(nèi)容與日常生活相聯(lián)系，使學(xué)生有此聯(lián)想起有趣的、熟悉的生活場(chǎng)景或事物，這不僅使抽象的內(nèi)容具體化和動(dòng)態(tài)化，使其容易理解，而且激發(fā)了學(xué)生的探究欲望和學(xué)習(xí)興趣。例如講解“蛋白質(zhì)的分選”時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生由細(xì)胞社會(huì)聯(lián)想到人類社會(huì)。細(xì)胞中的各種蛋白質(zhì)發(fā)揮結(jié)構(gòu)或功能作用的部位幾乎遍布細(xì)胞的各種膜區(qū)和組分，只有當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)各就各位并組裝成結(jié)構(gòu)和功能復(fù)合體，才能參與細(xì)胞的各種生命活動(dòng)。這就好比在人類社會(huì)中，各專業(yè)的畢業(yè)生只有找到適合其自身特點(diǎn)的工作崗位才能發(fā)揮所長(zhǎng)。總之，運(yùn)用發(fā)散性思維，盡可能地將細(xì)胞生物學(xué)抽象的理論知識(shí)與生活實(shí)際聯(lián)系起來(lái)，并配合以
多媒體輔助手段，使抽象的內(nèi)容變得形象生動(dòng)，易于理解掌握。
3.2 側(cè)重教學(xué)內(nèi)容的前沿性和新穎性
細(xì)胞生物學(xué)發(fā)展極為迅速，隨著科學(xué)家們研究成果的不斷涌現(xiàn)，其內(nèi)容處在不斷更新的動(dòng)態(tài)過(guò)程中。因此，教師在教學(xué)過(guò)程中，要注重聯(lián)系學(xué)科的前沿和熱點(diǎn)，講述較先進(jìn)的科學(xué)結(jié)論，跟蹤國(guó)際上最新進(jìn)展。此外，教師在注重教學(xué)的同時(shí)，宜以科研并舉，以科研引導(dǎo)和促進(jìn)教學(xué)；教學(xué)與培養(yǎng)科學(xué)研究型人才緊密結(jié)合；教學(xué)內(nèi)容與最新科研進(jìn)展同步，使學(xué)生在正確掌握細(xì)胞生物學(xué)基礎(chǔ)上學(xué)會(huì)解決與之相關(guān)的科學(xué)研究問題。如將教師的主要科研成果與基礎(chǔ)理論教學(xué)有機(jī)結(jié)合，結(jié)合教學(xué)內(nèi)容介紹自己的科研成果，這樣既生動(dòng)又貼切，學(xué)生又很熟悉，使學(xué)生獲得學(xué)習(xí)的興趣和動(dòng)力，亦可以啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力，培養(yǎng)學(xué)生的科研鉆研精神。
3.3 增加細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的比例
綜合性實(shí)驗(yàn)注重知識(shí)的綜合運(yùn)用，實(shí)驗(yàn)原理和方法步驟較為復(fù)雜，可以使學(xué)生更好地理解實(shí)驗(yàn)原理，正確使用儀器設(shè)備，鍛煉學(xué)生綜合分析問題的能力；設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)是指學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，自主準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)材料，自主配制實(shí)驗(yàn)所需試劑，根據(jù)自己的時(shí)間自主安排實(shí)驗(yàn)進(jìn)程，設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)可以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)積極性，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和勇于探索的精神。由此可見，綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)可以鍛煉學(xué)生綜合分析問題和解決問題的能力。③然而目前許多高校由于實(shí)驗(yàn)條件和課時(shí)安排的限制，細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)主要以基本操作和驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)較少甚至沒有，這在一定程度上限制了學(xué)生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。④因此，教師應(yīng)根據(jù)科學(xué)性、可行性和實(shí)用性原則增大綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的比例。如我們精選了真核生物基因組的提取、純化、鑒定、擴(kuò)增、酶切、重組、轉(zhuǎn)化、篩選的大實(shí)驗(yàn)，膜蛋白的分離與鑒定等綜合設(shè)計(jì)型大實(shí)驗(yàn)，這些實(shí)驗(yàn)中的每個(gè)實(shí)驗(yàn)都構(gòu)成了一個(gè)綜合性整體，同時(shí)，在實(shí)驗(yàn)材料的選擇上盡量做到由學(xué)生自主選擇。通過(guò)每一次的綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生進(jìn)一步鞏固了已學(xué)習(xí)的知識(shí)和已掌握的技術(shù)，并能夠?qū)?shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行合理的正確的資料采集、整理、分析和歸納，有效地培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)、科學(xué)精神、創(chuàng)新思維及分析問題和解決問題的能力。
3.4 組織各種“科學(xué)小組”，布置學(xué)科發(fā)展前沿的討論，與全程科研訓(xùn)練對(duì)接，以培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神
提要 驚恐障礙病因可能與經(jīng)典神經(jīng)遞質(zhì)GABA、5-HT、DA、Ach及神經(jīng)肽CCK等功能異常有關(guān)，本文對(duì)近有關(guān)驚恐障礙患者的GABA、5-HT、DA、Ach及CCK受體基因的研究作一綜述。
關(guān)鍵詞 驚恐障礙；基因
驚恐障礙是一種反復(fù)發(fā)作的嚴(yán)重焦慮。目前解釋其病因機(jī)制的假說(shuō)很多，神經(jīng)生化方面的假說(shuō)包括經(jīng)典神經(jīng)遞質(zhì)類GABA、5-HT、DA和Ach等功能異常假說(shuō)，以及神經(jīng)肽類CCK與DA平衡失調(diào)假說(shuō)等。遺傳因素在驚恐障礙的發(fā)生中也可能起一定的作用，因?yàn)樵趯?duì)人灶族系的調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，焦慮癥患者的近親中，本病發(fā)生率為15%，是一般居民的3倍[1]；對(duì)雙生子的調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，單卵雙生子的同病率為50%，焦慮素質(zhì)為65%，而雙卵雙生子同病率僅4%，焦慮素質(zhì)僅13%[1]；這些研究表明驚恐障礙具有明顯的遺傳傾向，其病因至少部分是出在基因上。
隨著分子遺傳學(xué)技術(shù)的發(fā)展，近年在基因水平對(duì)驚恐障礙病因的探討進(jìn)行了不少研究。
一、驚恐障礙與GABAA受體基因
γ-氨基丁酸（GABA）受體分為GABAA和GABAB兩種亞型。GABAA亞型受體與氯通值、安定受體組成一個(gè)復(fù)合體，該復(fù)合體是由α、β、γ、δ亞基組成的一種四聚體，門控著氯通值。α亞基上有安定結(jié)合點(diǎn)；β亞基上有GABA結(jié)合點(diǎn)；γ亞基本身不能和苯二氮卓類或GABA結(jié)合，但它是寡聚受體與苯二氮卓類高親和時(shí)所必需的；δ亞基上則沒有結(jié)合位點(diǎn)，其功能尚不清。α、β、γ、δ亞基的肽鏈都是4次跨越細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)[2，3]。
GABAA受體一氯通道一安定受體復(fù)合體在抗焦慮中起著重要的作用；GABAA受體與氯通道偶聯(lián)，門控著氯通道，GABAA受體激動(dòng)劑（如GABA）可激活GABAA受體，打開氯通道，使細(xì)胞外CI-內(nèi)流、氯導(dǎo)增加，引起突觸后膜超極化，產(chǎn)生對(duì)神經(jīng)元的抑制效應(yīng)，因此呆產(chǎn)生抗焦慮作用；苯二氮類抗焦慮藥（如安定等）作用于安定受體，可使GABAA受體上調(diào)，進(jìn)而使GABAA受體對(duì)GABA的親和性增加、與GABA的結(jié)合增多，從而使GABAA受體打開氯通道的頻率增加，增強(qiáng)GABA的突觸后抑制效應(yīng)，呈現(xiàn)抗焦慮效果；巴比妥類藥直接作用于氯通道，使氯通道打開的時(shí)間延長(zhǎng)，也具有抗焦慮作用。總之，GABAA受體激動(dòng)劑、安定受體激動(dòng)劑和巴比妥類藥物，由于它們分別作用于GABAA受體、安定受體和氯通道，均具有抗焦慮作用。反之，致焦肽（diazepam binding inhibitor，DBI）是一種內(nèi)源性的安定結(jié)合抑制劑，可使GABAA受體下調(diào)，使GABAA與配基的結(jié)合減少，可引起焦慮；β-carbolin與安定受體結(jié)合，減弱GABA的作用，也可引起焦慮；印防已毒素可使氯通道關(guān)閉，拮抗GABA的作用，可引起驚厥。所以，GABAA受體—氯通道—安定受體復(fù)合體在焦慮的發(fā)生和治療中均起著十分重要的作用[2]。
GABAA受體—氯通道—安定受體復(fù)合體的亞基具有極大的多態(tài)性，人類GAGAA受體復(fù)合體亞基共有13個(gè)變異體，其中α亞基有7種變異體（α1～α7），β亞基有3種變異體（β1～β3），γ亞基有2種變異體（γ 1～γ2），而δ亞基目前尚未發(fā)現(xiàn)有變異體[3]。有假說(shuō)認(rèn)為驚恐障礙的易感性及藥物治療的反應(yīng)性與GAGAA受體復(fù)合體亞基變異體的不同有關(guān)，而由于每個(gè)亞基變異體都是由一個(gè)唯一的基因編碼、由其相應(yīng)的mRNA所轉(zhuǎn)錄，所以該假說(shuō)進(jìn)一步認(rèn)為驚恐障礙的易感性及藥物治療的反應(yīng)性與GAGAA受體復(fù)合體基因多態(tài)性、mRNA水平有關(guān)。Tanay（1996）[4]研究發(fā)現(xiàn)，分別給鼠慢性投以抗驚恐藥丙米嗪、苯乙肼、甲唑安定可改變腦干GABAA受體復(fù)合體α1、β2、γ2亞基mRNA的水平，進(jìn)而使特異性GABAA受體復(fù)合體的亞基表達(dá)改變，而這些基因表達(dá)的改變又不同于那些由非抗驚恐的抗焦慮藥（布斯哌隆）所產(chǎn)生的改變，這有力支持了上述假說(shuō)。Crowe（1997）[5]進(jìn)一步檢測(cè)了編碼GABAA受體復(fù)合體8個(gè)亞基變異體的基因（α1～α5、β1、β3、γ2），在104個(gè)嚴(yán)格定義的驚恐障礙患者、134個(gè)廣義的驚恐障礙或亞綜合征驚恐障礙患者上述基因之間進(jìn)行連鎖研究，但結(jié)果示發(fā)現(xiàn)存在連鎖，不支持上述假說(shuō)，認(rèn)為驚恐障礙不是由所檢測(cè)的8個(gè)GABAA受體復(fù)合體亞基基因的任何一個(gè)基因的突變引起。
二、驚恐障礙與5-HT1D受體基因
藥物的抗焦慮的作用還涉及其他遞質(zhì)系統(tǒng)，如NE系統(tǒng)尤其中樞藍(lán)斑區(qū)，是預(yù)期危險(xiǎn)的覺醒中樞；DA系統(tǒng)可能與情感性行為和焦慮表現(xiàn)有關(guān)；5-HT系統(tǒng)尤其在背際核，對(duì)焦慮的適應(yīng)性行為起抑制作用。上述遞質(zhì)系統(tǒng)互相聯(lián)系共同作用于腦的不同水平發(fā)揮作用[6]。
血漿皮漿類固醇含量上升，可反饋性地使T-HT更新率加速、5-HT機(jī)能活動(dòng)過(guò)盛，可能與焦慮的發(fā)生有關(guān)[7]；5-HT還可促進(jìn)ACTH的分泌，從而調(diào)節(jié)和影響焦慮情緒反應(yīng)[1]。抗焦慮藥苯二氮類可降低5-HT活性、抑制腦內(nèi)5-HT的更新率、減慢5-HT的耗存速度，這可能與其抗焦慮作用有關(guān)[1-7]；抗焦慮藥布斯哌隆能降低5-HT能神經(jīng)元的活力，其抗焦慮作用也與此有關(guān)[8]。總之，5-HT系統(tǒng)與焦慮癥的發(fā)生及治療關(guān)系密切，5-HT受體基因也因此成為驚恐障礙的候選基因之一。
5-HT受本分14訓(xùn)亞型，其中5-HT1D受體還可再細(xì)分成5-HT1Dα受體的基因第1080位堿基可出現(xiàn)C與T轉(zhuǎn)換，形成以080多態(tài)性[9]；編碼5HT1Dβ受體的基因第276位堿基可出現(xiàn)A與C轉(zhuǎn)換，形成A276G多態(tài)性[9]；這2個(gè)多態(tài)性均為靜態(tài)多態(tài)性，不直接改變所編碼的氨基酸結(jié)構(gòu)，但它們可能間接影響5-HT1D受體的表達(dá)水平，進(jìn)而影響驚恐障礙的易感性。所以，Ohara(1996)[9]研究了一組驚恐障礙患者和正常對(duì)照，對(duì)他們的5-HT1Dα與β受體基因進(jìn)行測(cè)序分析，但結(jié)果發(fā)現(xiàn)兩組間上述兩個(gè)多態(tài)性均無(wú)明顯的差異，不支持5-HT1D受體基因影響驚恐障礙易感性之說(shuō)。
三、驚恐障礙與D4受體基因
多巴胺D4受體主要分布于額葉皮質(zhì)區(qū)，由于編碼D4受體的基因極具有多態(tài)性，這些多態(tài)性可能影響D4受體的功能，使該基因也成為評(píng)價(jià)驚恐障礙的候選基因之一。目前共發(fā)現(xiàn)D4受體基因有十種多態(tài)性，包括3種靜態(tài)多態(tài)性和7種動(dòng)態(tài)多態(tài)性。D4受體基因起始密碼子上游第11密碼子上第一31位堿基C可轉(zhuǎn)換為T，從而形成多態(tài)性C-31T，等位基因A1（即第一31位堿基為C）頻率為0.93，A2頻率為0.07[10]；D4受體基因起始密碼子下游第11密碼子中第31位堿基G可轉(zhuǎn)換為C，使所編碼的D4受體上第11位氨基酸Gly置換為氨基酸Arg，從而形成多態(tài)性Gly11Arg，等位基因A1（即第31為堿基G）頻率為0.99，A2頻率為0.11[10]；D4受體基因第36至42密碼子上一段21bp長(zhǎng)的堿基序列可出現(xiàn)缺失，所形成多態(tài)性的等位基因A1無(wú)21bp的缺失，等位基因A1有21bp的缺失[10]。Cichon（1995）[10]研究148個(gè)德國(guó)正常人、256個(gè)精神分裂癥患者、99個(gè)情感障礙患者和一組驚恐障礙患者，發(fā)現(xiàn)所有患者的多態(tài)性C-31T、Gly11Arg與正常人均無(wú)明顯差別，在精神分裂癥患者、情感障礙患者和正常人均未發(fā)現(xiàn)21bp的缺失，但在1個(gè)驚恐障礙患者發(fā)現(xiàn)有這個(gè)罕見的缺換變異，這可能意味著該缺失變異參與了驚恐障礙的發(fā)生，但也可能是機(jī)會(huì)性的假陽(yáng)性結(jié)果。
四、驚恐障礙與CHRNA4基因
中樞神經(jīng)遞質(zhì)NE對(duì)應(yīng)激所引起的下丘腦—垂體—腎上腺反應(yīng)起抑制作用，而乙酰膽堿（Ach）可促進(jìn)ACTH的分泌，進(jìn)而可調(diào)節(jié)和影響焦慮情緒反應(yīng)[1]；最近又有研究發(fā)現(xiàn)，焦慮癥患者膽堿膽堿酯酶活性明顯偏低，這提示焦慮與膽堿酯酶活性偏低有關(guān)[1]。總之，Ach能系統(tǒng)與焦慮癥的發(fā)生關(guān)系密切。
Ach受體分N與M兩種亞型，N型Ach受體（nicotinic acetylcholine receptor，CHRN）在中樞神經(jīng)系統(tǒng)分布十分廣泛，在大腦皮質(zhì)層、邊緣系統(tǒng)的海馬、杏仁核、紋狀體都有分布。CHRN受體由四種亞基因組成，亞基分別命名為α、β、γ、δ，每個(gè)亞基是一個(gè)分子量約55kD的跨膜糖蛋白，它們按α2βγδ比例組成CHRN受體，總分子量約275kD；5個(gè)亞基呈五邊形排列，共同圍成CHRN受體的離子通道壁，總體呈不對(duì)稱的啞鈴狀，每個(gè)CHRN受體胞外側(cè)均有兩個(gè)Ach結(jié)合位點(diǎn)，位于兩個(gè)α亞基的第192和193位的半膠氨酸殘基上，它們具有識(shí)別和結(jié)合Ach的能力；當(dāng)Ach離子（主要是Na+）通過(guò)離子通道進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，突觸后膜發(fā)生電位變化，產(chǎn)生生理效應(yīng)[3]。
組成CHRN受體的亞基具有多種變異體[3]，其中α亞基具有6種變異體（α2～α7），β亞基具有3種變異體（β2～β4），這些變異體可改變CHRN受體的功能，每個(gè)變異體由各自唯一的編碼，其中編碼α4亞基的基因（CHRNA4基因）定位于20q13.3基因座[11]。已有研究發(fā)現(xiàn)焦慮障礙與EEG低電壓（LVEEG）相關(guān)聯(lián)，約有1/3的VLEEG病例與基因座20q13.3連鎖[1]，所以有假說(shuō)認(rèn)為驚恐障礙的易感性也可能與CHRNA4受體基因有關(guān)，為了探討二者之間的關(guān)系，Steinlein（1997）[11]檢測(cè)了一組驚恐障礙病人和正常人3個(gè)不同的CHRA4基因多態(tài)性的等位基因頻率，結(jié)果發(fā)現(xiàn)無(wú)顯著差異，該研究不支持CHRNA4基因與驚恐障礙之間存在關(guān)聯(lián)。
五、驚恐障礙與CCKB基因
膽囊收縮素（cholecystokinin，CCK）是一種神經(jīng)肽，它主要是在細(xì)胞體內(nèi)合成，其前體是由130個(gè)氨基酸組成，經(jīng)過(guò)翻譯后加工可產(chǎn)生CCK39、CCK33、CCK8和CCK4等活性肽片段[12]。CCK4低劑量可誘發(fā)驚恐障礙病人的驚恐發(fā)作[13]，所以CCK有可能參與驚恐障礙的發(fā)生。
CCK受體分兩個(gè)亞型，即CCKA和CCKB受體，CCKA受體分布于外周，而CCKB受體分布于大腦皮質(zhì)、紋狀體等[12]，所以編碼CCKB受體的基因是驚恐障礙的候選基因。Kato（1996）[13]用SSCP方法篩查了22個(gè)驚恐障礙家系的先證者CCKB基因的突變，發(fā)現(xiàn)兩個(gè)多態(tài)性：在10個(gè)病人外顯子4與5之間的內(nèi)含子上發(fā)現(xiàn)有一個(gè)多態(tài)性2491CA，在1個(gè)先證者外顯子2的胞外環(huán)上發(fā)現(xiàn)一個(gè)錯(cuò)義突變（1550GA，Val125Ile）；在另外34個(gè)不相關(guān)的驚恐障礙病人和112個(gè)正常對(duì)照中檢測(cè)這個(gè)錯(cuò)義突變，發(fā)現(xiàn)8.8%(3/34)的病人和4.4%（5/112）的正常人有這個(gè)突變。但這些突變?cè)诨颊吲c正常人之間的差異均未達(dá)顯著性，所以認(rèn)為這些突變?cè)隗@恐障礙中沒有病理生理意義。
六、結(jié)語(yǔ)
對(duì)驚恐障礙的分子遺傳學(xué)研究已進(jìn)行了不少，目前主要集中在探討驚恐障礙與GABAA、5-HT1D、D4、CHRNA4受體基因及CCKB基因的關(guān)系。這些研究中除了發(fā)現(xiàn)D4受體基因一個(gè)21bp缺失變異可能參與了驚恐障礙的發(fā)生之外，共余研究均為陰性結(jié)果。但這并不能使我們對(duì)尋找驚恐障礙的易感基因失去信心，因?yàn)橐郧暗难芯可写嬖诓蛔阒帲孩賹?duì)候選基因的亞型及多態(tài)性的的類型調(diào)查不全：如對(duì)GABAA受體復(fù)合休13種亞基基因只調(diào)查了8個(gè)，尚有5個(gè)未調(diào)查；對(duì)5-HT受體基因14種亞型只調(diào)查了1個(gè)，尚有13個(gè)未調(diào)查；對(duì)D4受體基因10種多態(tài)性只調(diào)查了3個(gè)，尚有7個(gè)未調(diào)查；對(duì)CHRN受體11種亞基基因只調(diào)查了1個(gè)，尚有10個(gè)未調(diào)查。②樣本量較小：驚恐障礙可能是一種遺傳異質(zhì)性疾病，是由多個(gè)基因微小的遺傳效應(yīng)疊加而致病的，所以要調(diào)查每個(gè)基因與驚恐障礙的關(guān)系，往往需林大樣本才能發(fā)現(xiàn)陽(yáng)性結(jié)果，以前的研究樣本量都不大，難以排除假陰性結(jié)果的可能性，況且目前唯一發(fā)現(xiàn)陽(yáng)性結(jié)果的那個(gè)研究也可能因?yàn)闃颖玖刻。y以排除是機(jī)會(huì)性造成的假陽(yáng)性結(jié)果。所以有關(guān)驚恐障礙的分子遺傳學(xué)研究還有等于進(jìn)一步擴(kuò)大樣本量、深入全面地進(jìn)行。
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【關(guān)鍵詞】 瞬時(shí)感受器電位; TRP通道; 溫度感受器
【Abstract】 Living organisms can sense temperature changes in environmental and internal temperature by thermoreceptor. Recently it is confirmed that transient receptor potential(TRP) channels play an important role in mediating temperature sensation， including TRPV1， TRPV2， TRPV3 and TRPV4， which are concerned with warm sensation， and TRPM8 and TRPA1 concerned with cold sensation. This article reviewed the molecule mechanism of TRP channel participating in temperature sensation.【Key words】 transient receptor potential; TRP channel; thermoreceptor溫度感知的機(jī)制長(zhǎng)期以來(lái)仍是科學(xué)家所關(guān)注的一個(gè)課題[1]。近年來(lái)研究發(fā)現(xiàn)，瞬時(shí)感受器電位 (transient receptor potential，TRP)是存在于細(xì)胞膜或胞內(nèi)細(xì)胞器膜上的一類超家族離子通道蛋白，由TRPC、TRPV、TRPM、TRPML、TRPP、TRPA、TRPN等7個(gè)亞家族組成[1，2]。TRP家族的TRPV
收稿日期 20090608 修回日期 20090702
作者簡(jiǎn)介 韓琴 (1982)，女，四川省安縣人，助理實(shí)驗(yàn)師，在讀碩士，研究方向:天然免疫與炎癥。Email:quneiy520@sina.com
亞家族成員TRPV1、TRPV2、TRPV3、TRPV4，TRPM亞家族成員TRPM8和TRPA亞家族成員TRPA1與溫度感受相關(guān)[14]。本文就TRP 的分子結(jié)構(gòu)及其參與溫度感覺的分子機(jī)制進(jìn)行綜述。
1 TRP 的分子結(jié)構(gòu)TRP亞家族的蛋白結(jié)構(gòu)共性是都含有6個(gè)跨膜結(jié)構(gòu)域，且在第5和第6跨膜片段間形成一個(gè)孔道環(huán);蛋白的N和C末端均在胞內(nèi)，N末端的近
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韓 琴，等.TRP通道參與溫度感覺的分子機(jī)制
成都醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào)2009年9月，4(3)
2 TRP通道參與溫度感覺的分子機(jī)制下面將TRP家族成員TRPV1、TRPV2、TRPV3、TRPV4、TRPM和TRPA1這6個(gè)TRP成員分別給以簡(jiǎn)要介紹。
2.1 TRPV1TRPV1受體是目前研究得最多的TRP家族成員之一。1997年Caterina等成功地克隆了TRPVI受體，也是該TRPV亞家族第1個(gè)被克隆的由432個(gè)氨基酸組成的通道蛋白，TRPV1主要表達(dá)于背根神經(jīng)節(jié)和三叉神經(jīng)節(jié)的小型神經(jīng)元中，在大鼠背根神經(jīng)節(jié)中，40%細(xì)胞表達(dá)TRPV1，其中主要是小型細(xì)胞[2，3]。同時(shí)，一些非神經(jīng)組織腎、肝、肺、支氣管、胃腸道、肥大細(xì)胞、皮膚的角質(zhì)細(xì)胞等也有TRPV1的分布[2]。辣椒中的辛辣成分——辣椒素(capsaicin) 和樹膠脂毒素 (resiniferatoxin，RTX)可使其活化，由于辣椒素及樹膠脂毒素的分子結(jié)構(gòu)中都具有香草醛的類似結(jié)構(gòu)4羥基3甲氧苯甲基(vanilly)，因此TRPV1又被稱為辣椒素受體 (capsaicin receptor) 或香草酸受體亞型1(vanilloid receptor subtype l，VRl)。TRPV1除對(duì)辣椒素敏感外，還可以被傷害性熱刺激、酸(pH43℃，在45℃時(shí)電流達(dá)峰值，將pH值從7.6調(diào)至6.3時(shí)也可引起內(nèi)向電流，而且可以增強(qiáng)熱誘發(fā)電流的幅度，提示H+可以激活并調(diào)節(jié)TRPV1受體[5]。從TRPV1受體缺失小鼠分離的背根神經(jīng)節(jié)細(xì)胞，對(duì)辣椒素、>45℃的熱刺激和H+(pH5.0)均缺乏反應(yīng)電流;行為學(xué)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)TRPV1體缺失小鼠對(duì)傷害性輻射熱刺激、熱板試驗(yàn)和熱水浸尾試驗(yàn)的縮足和甩尾潛伏期異常增高，但是機(jī)械刺激試驗(yàn)引起的縮足和甩尾閾值正常[5]。從TRPV1的分子生物學(xué)和分子藥理學(xué)研究的一系列結(jié)果來(lái)看，它可能是傷害性熱感受器的分子結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，TRPV1的基因克隆和功能鑒定為后來(lái)TRPV亞家族溫度感受器的陸續(xù)發(fā)現(xiàn)開創(chuàng)了先河，這一成果無(wú)疑是軀體感覺神經(jīng)生物學(xué)和疼痛神經(jīng)生物學(xué)領(lǐng)域中的重大突破。
2.2 TRPV2TRPV2 又稱香草酸受體相關(guān)蛋白(vanilloidreceptorlike protein 1，VRL1)，是一種非選擇性鈣通道。主要分布在感受熱傷害性和機(jī)械刺激的A類神經(jīng)。TRPV2通道在背根神經(jīng)節(jié)(DRG)的中等大小細(xì)胞和較大細(xì)胞中有較高表達(dá)，但它也存在于大腦、脊髓背角以及脾和肺。大鼠TRPV2通道與其TRPV1通道具有66%的同源性。但它對(duì)辣椒素、質(zhì)子等TRPV1的激動(dòng)劑不敏感，異源表達(dá)的TRPV2通道并不被香草精類化合物或酸所激活，在達(dá)到53℃時(shí)Ca2 +通道開放，也可以被生長(zhǎng)因子如IGF1激活[8，9]，因此，TRPV2感受極度的熱傷害性刺激。這表明 TRPV2可能起著調(diào)節(jié)高閾值、傷害性熱痛刺激的作用。反復(fù)給與熱刺激，TRPV2對(duì)熱的敏感性會(huì)增加，在40℃時(shí)就會(huì)產(chǎn)生電流[10]。而在非神經(jīng)系統(tǒng)存在則顯示TRPV2可能還有其它未發(fā)現(xiàn)的功能。編碼 TRPV2 的基因在感覺神經(jīng)元中高度表達(dá)，在許多腦和非神經(jīng)元織也發(fā)現(xiàn)其轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物，提示它可能還具有其它的功能。Muraki 等[10]研究表明，此陽(yáng)離子通道在大動(dòng)脈壁細(xì)胞能感受滲透壓的變化，同時(shí)又是一重要的牽張感受器。另外，小鼠TRPV2 還可被胰島素樣生長(zhǎng)因子(IGF1)調(diào)節(jié)，因此又稱為生長(zhǎng)子調(diào)節(jié)通道。TRPV2也被稱作是可伸縮性通道，在血管平滑肌細(xì)胞中有著重要作用。目前認(rèn)為 TRPV1 和 TRPV2 在傷害性刺激的痛覺感受中起核心作用。
2.3 TRPV3TRPV3是人類基因組查找出一個(gè)與TRPV1同系的成員，2002年，Xu等報(bào)道了TRPV3 基因在染色體上的確切位置，即位于人染色體17p13，小鼠染色體11B4，與TRPV1基因極其靠近，兩者相距僅約10 kb。TRPV3與TRPV1有38%同源性[10]。它主要在人類中樞神經(jīng)系統(tǒng)和感覺神經(jīng)元如在背根神經(jīng)節(jié)、三叉神經(jīng)節(jié)和腦可以表達(dá)，同時(shí)也在皮膚特別是表皮層邊緣的角化細(xì)胞中表達(dá)[10，11]。最新的研究表明在小鼠結(jié)腸末端上皮細(xì)胞中成功的提取出TRPV3 mRNA[11]。對(duì)trpv3轉(zhuǎn)染后的CHO(Chinese hamster ovary)細(xì)胞或人胚腎293細(xì)胞(human embryonickidney HEK293 cell)研究顯示，辣椒素、低pH(pH=5.4)、低滲透壓均不能激活TRPV3，直接加熱可使此通道開放，激活TRPV3的溫度從23～39℃，導(dǎo)致Ca2 +內(nèi)流，并且在一定范圍內(nèi)隨溫度升高電流增大。當(dāng)刺激溫度從室溫升至45℃時(shí)，若只給1次溫度刺激，TRPV3 的電流非常小，若反復(fù)進(jìn)行該溫度變化刺激，TRPV3 電流反應(yīng)顯著增大，這種現(xiàn)象同樣在TRPV1 和TRPV2 也觀察到。TRPV3受體的激活和TRPV1有關(guān)，Smith等[12]發(fā)現(xiàn)，在DRG，TRPV3與TRPV1共表達(dá)。當(dāng)在體外異源表達(dá)時(shí)，TRPV3和TRPV1也能形成功能性的異聚體。這表明，TRPV3通道不僅能單獨(dú)發(fā)揮功能，它也可以和其它TRPV亞基形成異聚體通道。
2.4 TRPV4TRPV4通道是瞬時(shí)感受器電位離子通道家族香草素受體亞家族成員，屬非選擇性陽(yáng)離子通道，又稱 VROAC 或 VRL2。TRPV4 是作為低滲透壓激活的滲透壓感受器被發(fā)現(xiàn)的。2002年，Guler等用TRPV4 cDNA 轉(zhuǎn)染非洲爪蟾卵母細(xì)胞(xenopus oocyte)和人胚腎293細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)TRPV4還可感受27℃以上的溫和熱刺激[9，10]。TRPV4與TRPV1有40%同源性，與TRPV3有30%同源性，鈣離子具有適中通透性，可被生物體內(nèi)外環(huán)境中機(jī)械力、熱低滲、剪切力、佛波醇酯衍生物等多種理化刺激所激活，參與維持機(jī)體內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定，對(duì)機(jī)體許多生理功能的正常完成有重要意義，最近的研究表明TRPV4和其他分子一起參與生理反應(yīng)，如細(xì)胞容積改變、上皮細(xì)胞滲透壓調(diào)節(jié)和血管擴(kuò)張，TRPV4基因缺乏小鼠外表正常但對(duì)各種刺激表現(xiàn)出異常的反應(yīng)，這說(shuō)明TRPV4在物理因素介導(dǎo)的感覺中有著重要的作用[13]。TRPV4通道對(duì)傷害性刺激的感受能力受其機(jī)械敏感性和滲透壓敏感性調(diào)節(jié)[10]。Alessandri等[14]用膜片鉗研究不同滲透壓下離體培養(yǎng)的背根神經(jīng)節(jié)神經(jīng)元膜電勢(shì)的變化時(shí)發(fā)現(xiàn)，低滲液(219 mOsm)可誘導(dǎo)敏感神經(jīng)元胞膜去極化(從58 mV 到 45 mV)。
2.5 TRPM82001年，Tsavaler等[15]用人類前列腺特異性互補(bǔ)DNA (cDNA)文庫(kù)的方法鑒別出了一種新型的前列腺特異性基因，后來(lái)命名為TRPM8，又被稱為CMR1 (冷和薄荷醇受體1)。TRPM8通道能夠被冷刺激和薄荷醇、桉葉腦等冷卻劑激活，其分子量約130 ku，人類編碼TRPM8的基因位于染色體部位Zq37.1，全長(zhǎng)102.12 kb，由25個(gè)外顯子構(gòu)成。它編碼的mRNA可以翻譯為含有1 104個(gè)氨基酸的蛋白質(zhì)。除前列腺外，TRPM8也在背根神經(jīng)節(jié)和三叉神經(jīng)的感覺神經(jīng)元，以及腸系膜迷走神經(jīng)節(jié)、胃底、血管平滑肌、肝臟、膀胱上皮和男性生殖系統(tǒng)中表達(dá)[16，17]。已證實(shí)爬行動(dòng)物和哺乳動(dòng)物體溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)具有同源基因，TRPV和冷感覺的TRPM8在鱷魚的肝、肌肉和心臟組織中表達(dá)，其功能像內(nèi)在的體溫計(jì)和外部的溫度感受器[18]。TRPM8最主要的功能是作為軀體感覺系統(tǒng)的冷覺感受器。在哺乳動(dòng)物中，冷感覺被認(rèn)為通過(guò)傳入感覺神經(jīng)纖維A和C亞型來(lái)介導(dǎo)。克隆的TRPM8通道也可被冷(8～28℃)刺激激活，使非選擇性陽(yáng)離子通道開放，主要引起Ca2 +內(nèi)流。TRPM8在25℃以下時(shí)開始出現(xiàn)明顯的內(nèi)向電流[17]，與感覺神經(jīng)元典型的動(dòng)作電位相一致，在Ca2+ 成像試驗(yàn)中獲得了相似的溫度閾值[16]。關(guān)于TRPM8是否在深層體溫調(diào)節(jié)中起重要作用，3個(gè)研究小組已用TRPM8基因敲除小鼠證實(shí)了TRPM8是介導(dǎo)體外冷感覺的關(guān)鍵通道[19]，與正常鼠不同的是，基因敲除小鼠缺乏對(duì)舒適暖區(qū)，即超過(guò)低溫的選擇。然而，變異正常動(dòng)物對(duì)有害的冷刺激保持回避。前兩組在對(duì)冷區(qū)域(-1℃或0℃)的防傷害行為的研究中沒有發(fā)現(xiàn)任何選擇性，而第3組發(fā)現(xiàn)在從冷區(qū)域回縮時(shí)潛伏期增長(zhǎng)。所有3組結(jié)果都表現(xiàn)出TRPM8基因敲除小鼠對(duì)丙酮的冷作用缺乏防傷害反應(yīng)。TRPM8敲除小鼠介導(dǎo)冷感覺的機(jī)制是什么呢[20]?為了解決這方面的問題，Dhaka等[21]設(shè)計(jì)從小鼠TRPM8基因位點(diǎn)上找到表達(dá)出增強(qiáng)的綠光蛋白(EGFP，來(lái)自半合子(TRPM8EGFPf/_)小鼠的所有EGFP陽(yáng)性的DRG神經(jīng)元對(duì)冷覺和薄荷醇都有反應(yīng)，相反，來(lái)自純合子小鼠(TRPM8EGFPf/EGFPf)的所有EGFP陽(yáng)性的DRG神經(jīng)元對(duì)冷覺和薄荷醇的反應(yīng)明顯降低。TRPM8EGFPf神經(jīng)元在脊髓表層中表達(dá)的研究發(fā)現(xiàn)，TRPM8在DRGs中與冷感覺有關(guān)，并證實(shí)了體內(nèi)冷感覺纖維具有獨(dú)特的解剖結(jié)構(gòu)[21]。
2.6 TRPA1 2003年Story等[22]研究發(fā)現(xiàn)TRPA亞家族的ANKTM1，這種通道在溫度低于17℃時(shí)被激活，辣椒素、肉桂油等天然的辛辣成分也可激活A(yù)NKTM1，但它對(duì)薄荷醇無(wú)反應(yīng)，現(xiàn)被命名為TRPA1。最初ANKTM1僅發(fā)現(xiàn)存在于背根神經(jīng)節(jié)，與TRPM8同源性較低，有趣的是，在DRG中，97%的TRPA1和TRPV1共表達(dá)，提示這種通道可能介導(dǎo)了傷害性冷刺激[22]。TRPA1在內(nèi)耳和三叉神經(jīng)以及背根神經(jīng)節(jié)神經(jīng)元中表達(dá)，并且TRPA1在小鼠傷害性感受器的末梢神經(jīng)很集中。有報(bào)道稱TRPA1也能在纖毛細(xì)胞中表達(dá)。這表明TRPA1可能與聽力反應(yīng)有關(guān)[23]，它被芥子油、大蒜、冬綠油、丁香油、姜和桂皮油等刺激性成分激活，所有這些成分都能誘導(dǎo)急性疼痛，有灼燒感或穿刺感。在TRPA1缺乏小鼠的行為學(xué)研究中證實(shí)其在對(duì)如芥子油、丙烯醛和大蒜的傷害感受中的作用。低于18°C的溫度可活化重組體TRPA1，用TRPA1的反(脫氧)核苷酸治療可減少對(duì)定居因子抗原(colonization factor antigen，CFA)減少性炎癥或者坐骨神經(jīng)損傷后冷刺激引起的超敏反應(yīng);用反義TRPA1治療同樣可以減輕由L5脊神經(jīng)結(jié)扎引起的冷痛覺過(guò)敏，可能是因未受損害的L4背根神經(jīng)節(jié)周圍TRPA1蛋白水平增加所致。Scott等[24]研究表明，TRPM8/TRPA1通道的激動(dòng)劑依色林(icilin)AG35與無(wú)脊椎動(dòng)物(如渦蟲)的運(yùn)動(dòng)速率(pLMV)有關(guān)，并且pLMV和AG35的濃度和劑量呈相關(guān)，這和TRPV1通道的激動(dòng)劑辣椒素引起的運(yùn)動(dòng)作用不同。而Ding等[25]證實(shí)AG35引起家兔高熱與NO的產(chǎn)生及NMDA受體的刺激有關(guān)，其研究發(fā)現(xiàn)AG35的劑量與高熱出現(xiàn)的速度和持續(xù)時(shí)間有密切關(guān)系。
3 結(jié)語(yǔ)目前，已經(jīng)證實(shí)了介導(dǎo)熱感覺和冷感覺的TRP家族成員，并證明TRPV1有參與介導(dǎo)深層體溫感覺的功能。在利用TRP通道抗體治療熱疼痛方面有所突破。另外，TRP通道在介導(dǎo)其他感覺方面如痛覺發(fā)揮著重要的作用，這與TRP家族中感受過(guò)高熱和感受寒冷刺激參與傷害性疼痛有密切聯(lián)系，隨著TRP參與體溫調(diào)節(jié)的分子機(jī)制的深入研究，我們期待TRP通道參與治療臨床疼痛和低溫傷害刺激有新的進(jìn)展，并且在介導(dǎo)觸覺、味覺等其他感覺方面有新的突破。
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A Review of the Research and Development of the Artificial Neural Nets
WANG Hui
(Xinjiang Petroleum Institute,Urumqi 830000,China)
Abstract: This paper reviews the history and the current situation of the theory of neural nets. It discusses two aspects: the Vapnik-Chervonenkis dimension calculation and the data mining in neural nets. It also touches upon such research areas as calculation theory, methods and application of neural nets.
Key words: neural nets;Vapnik-Chervonenkis dimension;Data Mining
1 引言
本世紀(jì)初，科學(xué)家們就一直探究大腦構(gòu)筑函數(shù)和思維運(yùn)行機(jī)理。特別是近二十年來(lái)。對(duì)大腦有關(guān)的感覺器官的仿生做了不少工作，人腦含有數(shù)億個(gè)神經(jīng)元，并以特殊的復(fù)雜形式組成在一起，它能夠在計(jì)算某些問題（如難以用數(shù)學(xué)描述或非確定性問題等）時(shí)，比目前最快的計(jì)算機(jī)還要快許多倍。大腦的信號(hào)傳導(dǎo)速度要比電子元件的信號(hào)傳導(dǎo)要慢百萬(wàn)倍，然而，大腦的信息處理速度比電子元件的處理速度快許多倍，因此科學(xué)家推測(cè)大腦的信息處理方式和思維方式是非常復(fù)雜的，是一個(gè)復(fù)雜并行信息處理系統(tǒng)。1943年McCulloch和Pitts結(jié)合了神經(jīng)生理學(xué)和數(shù)理邏輯的研究描述了一個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的邏輯演算。他們的神經(jīng)元模型假定遵循一種所謂“有或無(wú)”(all-or-none)規(guī)則。如果如此簡(jiǎn)單的神經(jīng)元數(shù)目足夠多和適當(dāng)設(shè)置突觸連接并且同步操作，McCulloch和Pitts證明這樣構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)原則上可以計(jì)算任何可計(jì)算的函數(shù)，這標(biāo)志著神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)科的誕生。
2 發(fā)展歷史及現(xiàn)狀
2.1 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論的形成
早在40年代初，神經(jīng)解剖學(xué)、神經(jīng)生理學(xué)、心理學(xué)以及人腦神經(jīng)元的電生理的研究等都富有成果。其中，神經(jīng)生物學(xué)家McCulloch提倡數(shù)字化具有特別意義。他與青年數(shù)學(xué)家Pitts合作[1]，從人腦信息處理觀點(diǎn)出發(fā)，采用數(shù)理模型的方法研究了腦細(xì)胞的動(dòng)作和結(jié)構(gòu)及其生物神經(jīng)元的一些基本生理特性，他們提出了第一個(gè)神經(jīng)計(jì)算模型，即神經(jīng)元的閾值元件模型，簡(jiǎn)稱MP模型，他們主要貢獻(xiàn)在于結(jié)點(diǎn)的并行計(jì)算能力很強(qiáng)，為計(jì)算神經(jīng)行為的某此方面提供了可能性，從而開創(chuàng)了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的研究。50年代初，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論具備了初步模擬實(shí)驗(yàn)的條件。Rochester，Holland與IBM公司的研究人員合作，他們通過(guò)網(wǎng)絡(luò)吸取經(jīng)驗(yàn)來(lái)調(diào)節(jié)強(qiáng)度，以這種方式模擬Hebb的學(xué)習(xí)規(guī)則，在IBM701計(jì)算機(jī)上運(yùn)行，取得了成功，幾乎有大腦的處理風(fēng)格。但最大規(guī)模的模擬神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)也只有1000個(gè)神經(jīng)元，而每個(gè)神經(jīng)元又只有16個(gè)結(jié)合點(diǎn)。再往下做試驗(yàn)，便受到計(jì)算機(jī)的限制。人工智能的另一個(gè)主要?jiǎng)?chuàng)始人Minsky于1954年對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)如何能夠?qū)W習(xí)進(jìn)行了研究，并把這種想法寫入他的博士論文中，后來(lái)他對(duì)Rosenblatt建立的感知器(Perceptron)的學(xué)習(xí)模型作了深入分析。
2.2 第一階段的研究與發(fā)展
1958年計(jì)算機(jī)科學(xué)家Rosenblatt基于MP模型，增加了學(xué)習(xí)機(jī)制，推廣了MP模型。他證明了兩層感知器能夠?qū)⑤斎敕譃閮深悾偃邕@兩種類型是線性并可分，也就是一個(gè)超平面能將輸入空間分割，其感知器收斂定理：輸入和輸出層之間的權(quán)重的調(diào)節(jié)正比于計(jì)算輸出值與期望輸出之差。他提出的感知器模型，首次把神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論付諸工程實(shí)現(xiàn)。1960年Widrow和Hoff提出了自適應(yīng)線性元件ADACINE網(wǎng)絡(luò)模型，是一種連續(xù)取值的線性網(wǎng)絡(luò)，主要用于自適應(yīng)系統(tǒng)。他們研究了一定條件下輸入為線性可分問題，期望響應(yīng)與計(jì)算響應(yīng)的誤差可能搜索到全局最小值，網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過(guò)訓(xùn)練抵消通信中的回波和噪聲，它還可應(yīng)用在天氣預(yù)報(bào)方面。這是第一個(gè)對(duì)實(shí)際問題起作用的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。可以說(shuō)，他們對(duì)分段線性網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練有一定作用，是自適應(yīng)控制的理論基礎(chǔ)。Widrow等人在70年代，以此為基礎(chǔ)擴(kuò)充了ADALINE的學(xué)習(xí)能力，80年代他們得到了一種多層學(xué)習(xí)算法。
Holland于1960年在基因遺傳算法及選擇問題的數(shù)學(xué)方法分析和基本理論的研究中，建立了遺傳算法理論。遺傳算法是一種借鑒生物界自然選擇和自然遺傳機(jī)制的高度并行、隨機(jī)、自適應(yīng)搜索算法，從而開拓了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論的一個(gè)新的研究方向。1976年Grossberg提出自適應(yīng)共振理論(ART)，這是感知器較完善的模型，即superrised學(xué)習(xí)方式。本質(zhì)上說(shuō)，仍是一種unsuperrised學(xué)習(xí)方式。隨后，他與Carpenter一起研究ART網(wǎng)絡(luò)，它有兩種結(jié)構(gòu)ART1和ART2，能夠識(shí)別或分類任意多個(gè)復(fù)雜的二元輸入圖像，其學(xué)習(xí)過(guò)程有自組織和自穩(wěn)定的特征，一般認(rèn)為它是一種先進(jìn)的學(xué)習(xí)模型。另外還有Werbos提出的BP理論以及提出的反向傳播原理；Fukushima 提出了視覺圖象識(shí)別的Neocognitron模型這些研究成果堅(jiān)定的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論的繼續(xù)研究。
2.3 第二次研究的階段
Hopfield于1982年至1986年提出了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)集體運(yùn)算功能的理論框架，隨后，引起許多學(xué)者研究Hopfield 網(wǎng)絡(luò)的熱潮，對(duì)它作改進(jìn)、提高、補(bǔ)充、變形等，至今仍在進(jìn)行，推動(dòng)了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。1983年Kirkpatrick等人先認(rèn)識(shí)到模擬退火算法可應(yīng)用于NP完全組合優(yōu)化問題的求解。這種思想最早是由Metropolis等人在1953年提出的，即固體熱平衡問題，通過(guò)模擬高溫物體退火過(guò)程的方法，來(lái)找全局最優(yōu)或近似全局最優(yōu)，并給出了算法的接受準(zhǔn)則。這是一種很有效的近似算法。1984年Hinton等人提出了Boltzmann機(jī)模型，借用統(tǒng)計(jì)物理學(xué)中的概念和方法，引入了模擬退火方法，可用于設(shè)計(jì)分類和學(xué)習(xí)算法方面，并首次表明多層網(wǎng)絡(luò)是可訓(xùn)練的。Sejnowski于1986年對(duì)它進(jìn)行了改進(jìn)，提出了高階Boltzmann機(jī)和快速退火等。
1986年Rumelhart和McClelland 合著的Parallel Distributed Processing: Exploratio n in the Microstructures of Cognition兩卷書出版，對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)展起了極大的推動(dòng)作用。它展示了PDP研究集團(tuán)的最高水平，包括了物理學(xué)、數(shù)學(xué)、分子生物學(xué)、神經(jīng)科學(xué)、心理學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)等許多相關(guān)學(xué)科的著名學(xué)者從不同研究方向或領(lǐng)域取得的成果。他們建立了并行分布處理理論，主要致力于認(rèn)知的微觀研究。尤其是，Rumelhart提出了多層網(wǎng)絡(luò)Back-Propagation法或稱Error Propagation法，這就是后來(lái)著名的BP算法。
2.4 新發(fā)展階段
90年代以來(lái)，人們較多地關(guān)注非線性系統(tǒng)的控制問題，通過(guò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法來(lái)解決這類問題已取得了突出的成果，它是一個(gè)重要的研究領(lǐng)域。1990年Narendra和Parthasarathy提出了一種推廣的動(dòng)態(tài)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及其連接權(quán)的學(xué)習(xí)算法，它可表示非線性特性，增強(qiáng)了魯棒性。他們給出了一種新的辨識(shí)與控制方案，以multilayer網(wǎng)絡(luò)與recarrent網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一的模型描述非線性動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，并提出了動(dòng)態(tài)BP 參數(shù)在線調(diào)節(jié)方法。尤其是進(jìn)化計(jì)算的概念在1992年形成，促進(jìn)了這一理論的發(fā)展。1993年誕生了國(guó)際性雜志Evolutionary Computation。近幾年它成為一個(gè)熱點(diǎn)研究領(lǐng)域。1993年Yip和Pao提出了一種帶區(qū)域指引的進(jìn)化模擬退火算法，他們將進(jìn)化策略引入?yún)^(qū)域指引，它經(jīng)過(guò)選優(yōu)過(guò)程，最終達(dá)到求解問題的目的。
從上述各個(gè)階段發(fā)展軌跡來(lái)看，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論有更強(qiáng)的數(shù)學(xué)性質(zhì)和生物學(xué)特征，尤其是神經(jīng)科學(xué)、心理學(xué)和認(rèn)識(shí)科學(xué)等方面提出一些重大問題，是向神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論研究的新挑戰(zhàn)，因而也是它發(fā)展的最大機(jī)會(huì)。90年代神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論日益變得更加外向，注視著自身與科學(xué)技術(shù)之間的相互作用，不斷產(chǎn)生具有重要意義的概念和方法，并形成良好的工具。
3 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢(shì)
3.1 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)VC維計(jì)算
神經(jīng)計(jì)算技術(shù)已經(jīng)在很多領(lǐng)域得到了成功的應(yīng)用，但由于缺少一個(gè)統(tǒng)一的理論框架，經(jīng)驗(yàn)性成分相當(dāng)高。最近十年里，很多研究者都力圖在一個(gè)統(tǒng)一的框架下來(lái)考慮學(xué)習(xí)與泛化的問題 。PAC(Probably Approximately Correct)學(xué)習(xí)模型就是這樣一個(gè)框架。作為PAC學(xué)習(xí)的核心以及學(xué)習(xí)系統(tǒng)學(xué)習(xí)能力的度量，VC維(Vapnik-Chervonenkis dimension)在確定神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的容量(capacity)、泛化能力(generalization)、訓(xùn)練集規(guī)模等的關(guān)系上有重要作用。如果可以計(jì)算出神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的VC維，則我們可以估計(jì)出要訓(xùn)練該網(wǎng)絡(luò)所需的訓(xùn)練集規(guī)模；反之，在給定一個(gè)訓(xùn)練集以及最大近似誤差時(shí)，可以確定所需要的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
Anthony將VC維定義為：設(shè)F為一個(gè)從n維向量集X到{0, 1}的函數(shù)族，則F的VC維為X的子集E的最大元素?cái)?shù)，其中E滿足：對(duì)于任意S?哿E，總存在函數(shù)fs ∈F，使得當(dāng)x ∈ S時(shí)fs(x) =1，x?埸S但x∈E時(shí)fs(x) =0。
VC維可作為函數(shù)族F復(fù)雜度的度量，它是一個(gè)自然數(shù)，其值有可能為無(wú)窮大，它表示無(wú)論以何種組合方式出現(xiàn)均可被函數(shù)族F正確劃分為兩類的向量個(gè)數(shù)的最大值。對(duì)于實(shí)函數(shù)族，可定義相應(yīng)的指示函數(shù)族，該指示函數(shù)族的VC維即為原實(shí)函數(shù)族的VC維。
3.2 基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)挖掘
1996年，F(xiàn)ayyad、Piatetsky-Shapiro和Smyth對(duì)KDD(Knowledge Discovery from Databases)和數(shù)據(jù)挖掘的關(guān)系進(jìn)行了闡述。但是，隨著該領(lǐng)域研究的發(fā)展，研究者們目前趨向于認(rèn)為KDD和數(shù)據(jù)挖掘具有相同的含義，即認(rèn)為數(shù)據(jù)挖掘就是從大型數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)中提取人們感興趣的知識(shí)。
數(shù)據(jù)挖掘的困難主要存在于三個(gè)方面：首先，巨量數(shù)據(jù)集的性質(zhì)往往非常復(fù)雜，非線性、時(shí)序性與噪音普遍存在；其次，數(shù)據(jù)分析的目標(biāo)具有多樣性，而復(fù)雜目標(biāo)無(wú)論在表述還是在處理上均與領(lǐng)域知識(shí)有關(guān)；第三，在復(fù)雜目標(biāo)下，對(duì)巨量數(shù)據(jù)集的分析，目前還沒有現(xiàn)成的且滿足可計(jì)算條件的一般性理論與方法。在早期工作中，研究者們主要是將符號(hào)型機(jī)器學(xué)習(xí)方法與數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)相結(jié)合，但由于真實(shí)世界的數(shù)據(jù)關(guān)系相當(dāng)復(fù)雜，非線性程度相當(dāng)高，而且普遍存在著噪音數(shù)據(jù)，因此這些方法在很多場(chǎng)合都不適用。如果能將神經(jīng)計(jì)算技術(shù)用于數(shù)據(jù)挖掘，將可望借助神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的非線性處理能力和容噪能力，較好地解決這一問題。
4 結(jié)束語(yǔ)
經(jīng)過(guò)半個(gè)多世紀(jì)的研究，神經(jīng)計(jì)算目前已成為一門日趨成熟，應(yīng)用面日趨廣泛的學(xué)科。本文對(duì)神經(jīng)計(jì)算的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了綜述，主要介紹了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)VC維計(jì)算、基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)挖掘領(lǐng)域的相關(guān)研究成果。需要指出的是，除了上述內(nèi)容之外，神經(jīng)計(jì)算中還有很多值得深入研究的重要領(lǐng)域，例如：與符號(hào)學(xué)習(xí)相結(jié)合的混合學(xué)習(xí)方法的研究；脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(Pulsed Neural Networks)的研究;循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(Recurrent Neural Networks)的研究等；神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與遺傳算法、人工生命的結(jié)合；支持向量機(jī)(Support Vector Machine)的研究；神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的并行、硬件實(shí)現(xiàn)；容錯(cuò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的研究。
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【關(guān)鍵詞】 杏仁核;SPS;凋亡;溶酶體;tmp酶;Bax Bcl-2
創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙(Posttaumatic stress disorder,PTSD)是對(duì)嚴(yán)重應(yīng)激因素的一種異常精神反應(yīng)。PTSD的表現(xiàn)主要為反復(fù)重現(xiàn)的創(chuàng)傷性體驗(yàn)、持續(xù)的警覺性增高和持續(xù)回避。而杏仁核是恐懼形成和表達(dá)的關(guān)鍵中樞[1],作為大腦中一個(gè)關(guān)鍵的區(qū)域,來(lái)調(diào)節(jié)這些消極應(yīng)激。有研究發(fā)現(xiàn)在PTSD時(shí)杏仁核體積減小[2],可能的解釋是在應(yīng)激狀態(tài)下,杏仁核神經(jīng)元細(xì)胞發(fā)生了凋亡從而導(dǎo)致了杏仁核的體積減小。本文將從形態(tài)和機(jī)制上對(duì)杏仁核體積減小的原因做一綜述。
1 神經(jīng)元和突觸的超微結(jié)構(gòu)研究
大鼠連續(xù)刺激(singleprolongedstress,SPS)模型[3]是最常應(yīng)用于PTSD研究的模型,在SPS刺激下的PTSD樣大鼠的試驗(yàn)[4]中,觀察到SPS-ld、SPS-7 d和SPS-14 d杏仁核神經(jīng)元的細(xì)胞質(zhì)內(nèi)線粒體、高爾基復(fù)合體、粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)等細(xì)胞器及突觸結(jié)構(gòu)均有不同程度的改變。表現(xiàn)為杏仁核突觸結(jié)構(gòu),大小、形態(tài)不一,突觸扣內(nèi)可見數(shù)量不等的清亮囊泡,多數(shù)為突觸小泡稀疏,突觸后膜附著斑不完整、斷裂或不規(guī)則增厚,突觸前后膜間隙寬窄不一等。杏仁核神經(jīng)元的細(xì)胞質(zhì)內(nèi)線粒體嵴的減少甚至空泡化,直接影響到線粒體三羧酸循環(huán)、呼吸鏈電子傳遞和氧化磷酸化的進(jìn)行,ATP合成障礙,致使神經(jīng)細(xì)胞能量代謝障礙。這些不同程度的改變,直接影響到了杏仁核的功能。突觸結(jié)構(gòu)的變化從超微結(jié)構(gòu)水平證實(shí)了PTSD杏仁核突觸傳遞功能受到了一定的影響。PTSD于嚴(yán)重創(chuàng)傷應(yīng)急期,在中樞神經(jīng)系統(tǒng)皮質(zhì)邊緣區(qū)是中樞神經(jīng)系統(tǒng)應(yīng)激應(yīng)答敏感區(qū),特別是下丘腦、海馬和杏仁核等處短期內(nèi)的神經(jīng)可塑性改變,會(huì)最終導(dǎo)致學(xué)習(xí)、記憶、行為等認(rèn)知功能障礙與情緒反應(yīng)異常[5]。
2 杏仁核神經(jīng)元凋亡與三偏磷酸酶活性的變化
溶酶體是細(xì)胞內(nèi)起消化功能的細(xì)胞器,Sheen等的實(shí)驗(yàn)[6]表明,凋亡時(shí)溶酶體膜通透性增大,蛋白水解酶和蛋白激酶從中釋放。TMP酶(三偏磷酸酶)作為溶酶體標(biāo)志性酶,是溶酶體的蛋白水解酶,其活性變化直接體現(xiàn)溶酶體的功能狀態(tài)。在受到凋亡刺激時(shí),溶酶體膜變?yōu)椴环€(wěn)定[7],逐漸改變其滲透性,底物可以滲入,酶活力被顯示。光學(xué)顯微鏡下能看到酸性磷酸酶與底物反應(yīng)后形成的棕黑色沉淀,以示溶酶體的分布。有實(shí)驗(yàn)檢測(cè)了PTSD大鼠杏仁核神經(jīng)元細(xì)胞凋亡率[8],表明SPS后凋亡率明顯升高,通過(guò)透射電鏡觀察到杏仁核出現(xiàn)細(xì)胞凋亡的特征性形態(tài)改變,尤其4 d時(shí)最為明顯。檢測(cè)PTSD大鼠杏仁核內(nèi)TMP酶活性,明顯增高,4 d時(shí)TMP酶活性最強(qiáng)。凋亡增加的同時(shí)TMP酶活性相應(yīng)增強(qiáng),說(shuō)明TMP酶參與PTSD杏仁核神經(jīng)無(wú)細(xì)胞凋亡產(chǎn)物的降解與處理。由此證明TMP酶活性增強(qiáng)是杏仁核神經(jīng)元處理凋亡產(chǎn)物的代償,應(yīng)激增加杏仁核神經(jīng)元的凋亡,引起杏仁核結(jié)構(gòu)和功能的變化,參與PTSD的發(fā)病。
3 基因調(diào)控杏仁核神經(jīng)元細(xì)胞凋亡的機(jī)制
目前已知凋亡過(guò)程中伴隨著一系列凋亡相關(guān)基因的表達(dá),其中Bcl-2基因蛋白家族在細(xì)胞凋亡的調(diào)控中發(fā)揮著重要的作用,并被認(rèn)為是細(xì)胞凋亡調(diào)控的最后通路之一。Bcl-2表達(dá)水平較高時(shí),形成Bcl-2/Bcl-2同源二聚體,抑制細(xì)胞凋亡,而Bax作為Bcl-2的同源體,是Bcl-2家族中最具有促進(jìn)凋亡特征的基因。Bax被表達(dá)并轉(zhuǎn)位于線粒體是對(duì)各種細(xì)胞死亡信號(hào)的反應(yīng),Bax能誘導(dǎo)各種蛋白分解,抑制Bcl-2的作用,從而有促進(jìn)凋亡作用[9]。近年的研究[10]提示BcI-2與Bax調(diào)節(jié)細(xì)胞凋亡,也與Bax/Bcl-2比值有關(guān)[11],Bax/Bcl-2比值增大時(shí),細(xì)胞趨于凋亡。總結(jié)前人的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,可知Bax/Bcl-2比值在SPS后明顯上調(diào),提示凋亡相關(guān)基因Bax和Bcl-2調(diào)控PTSD杏仁核神經(jīng)元細(xì)胞的凋亡。PTSD大鼠杏仁核神經(jīng)元細(xì)胞凋亡中,凋亡相關(guān)基因Bax、Bcl-2各自發(fā)揮促進(jìn)凋亡和抑制凋亡的作用,Bax/Bcl-2比值升高促進(jìn)細(xì)胞發(fā)生凋亡,表明與杏仁核調(diào)節(jié)的PTSD恐懼異常的發(fā)病機(jī)制相關(guān)。
4 結(jié)論與展望
通過(guò)對(duì)杏仁核神經(jīng)元和突觸的超微結(jié)構(gòu)、三偏磷酸酶活性變化、凋亡相關(guān)基因的研究,我們可以推斷PTSD大鼠杏仁核神經(jīng)元細(xì)胞發(fā)生凋亡,導(dǎo)致杏仁核結(jié)構(gòu)改變,可能與PTSD發(fā)病機(jī)制相關(guān)。目前,PTSD的全部發(fā)病機(jī)制機(jī)制尚未完全清楚,PTSD可能引起腦一系列神經(jīng)生化、生理的異常,并導(dǎo)致杏仁核結(jié)構(gòu)與功能損傷。因此其詳細(xì)發(fā)病機(jī)制還需進(jìn)一步探討。
參 考 文 獻(xiàn)
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目前，我國(guó)正處于社會(huì)轉(zhuǎn)型期，各種社會(huì)矛盾增多、競(jìng)爭(zhēng)壓力加大、人口和家庭結(jié)構(gòu)變化明顯，嚴(yán)重精神疾病患病率呈上升趨勢(shì)，精神衛(wèi)生已成為重大的公共衛(wèi)生問題和突出的社會(huì)問題。與此同時(shí)，兒童和青少年心理行為問題也日益突出。隨著兒童精神病學(xué)迅猛發(fā)展，我國(guó)兒童精神健康問題檢出率高達(dá)7.03%～14.89%。雖然多數(shù)研究者認(rèn)為，兒童精神分裂癥（COS）發(fā)病率是很低的，但是據(jù)Burd等的調(diào)查，2 ～ 12 歲兒童中精神分裂癥的發(fā)生率小于1 /10 000，但在住院兒童中精神分裂占絕大多數(shù)，且當(dāng)兒童進(jìn)入13歲以后精神分裂癥的發(fā)病率呈顯著性的增長(zhǎng)。楊家義、楊堅(jiān)等對(duì)121例兒童精神障礙分析也發(fā)現(xiàn)，兒童精神疾病診斷分布中兒童精神分裂癥人數(shù)（為30.58%）最多。兒童精神分裂癥不容忽視。本文以對(duì)兒童精神分裂癥的相關(guān)研究文獻(xiàn)為基礎(chǔ)，從以下三個(gè)方面對(duì)其研究進(jìn)行綜述，以期能從總體上把握該研究脈絡(luò)并進(jìn)行反思。
一 何謂“兒童精神分裂癥”？
1、 “兒童精神分裂癥”的概念。
精神分裂癥可發(fā)生于成人和兒童，起病年齡在兒童期（一般來(lái)說(shuō)14歲以下）的精神分裂癥成為兒童精神分裂癥（COS）。它是兒童精神科較為常見的一種精神病。據(jù)國(guó)外報(bào)道15歲以下精神分裂癥的患病率約0.14%～0.34‰。國(guó)內(nèi)文獻(xiàn)報(bào)道兒童精神分裂癥患病率為0.05%～0.08‰，男女比率相差不多。起病于10歲以前者較少；10歲以后起病者顯著增多。起病年齡最小者為3歲，一般以12～14歲少年占多數(shù)。
2 診斷標(biāo)準(zhǔn)
2.1 癥狀標(biāo)準(zhǔn)
具有精神分裂癥的基本癥狀，以思維聯(lián)想障礙、情感障礙為主要特征，并與相應(yīng)年齡行為的活動(dòng)表現(xiàn)有明顯異常和不協(xié)調(diào)，同時(shí)至少有下列癥狀之一：
（1）思維貧乏，聯(lián)想散漫或破裂，思維內(nèi)容離奇，有病理性幻想和妄想。
（2）情感淡漠，孤獨(dú)退縮，興趣減少，自緒波動(dòng)，無(wú)故哭笑或焦慮恐懼。
（3）意識(shí)清晰情況下，出現(xiàn)有感知障礙、行為紊亂、精神運(yùn)動(dòng)興奮、作態(tài)、違拗或遲鈍少動(dòng)。
2.2 嚴(yán)重標(biāo)準(zhǔn)
適應(yīng)能力明顯受損，與大多數(shù)同齡正常兒童相比明顯異常，包括在家庭、學(xué)校各種場(chǎng)合下的人際關(guān)系、學(xué)習(xí)表現(xiàn)、勞動(dòng)和自助能力的變化和缺陷。
2.3 時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)
病程至少持續(xù)1個(gè)月。
2.4 排除腦器質(zhì)性精神障礙、軀體疾病所致精神障礙、情感性精神障礙和發(fā)育障礙。
3.1 起病形式
緩慢起病為多，隨年齡增長(zhǎng)，急性起病逐漸增多。
3.2 早期癥狀
兒童精神分裂癥早期癥狀主要為情緒、行為改變、睡眠障礙、注意不集中、學(xué)習(xí)困難等，部分病例早期出現(xiàn)強(qiáng)迫觀念和強(qiáng)迫行為。
3.3 基本癥狀特征
（1）臨床癥狀與年齡因素密切相關(guān)，年齡小者癥狀不典型，單調(diào)貧乏；青少年患者基本癥狀逐漸與成人相近似。
（2）情感障礙：大多表現(xiàn)孤僻、退縮、冷淡，與親人及小伙伴疏遠(yuǎn)或無(wú)故滋長(zhǎng)敵對(duì)情緒。無(wú)故恐懼、焦慮緊張、自緒波動(dòng)等癥狀。
（3）言語(yǔ)和思維障礙：年小的病例常表現(xiàn)言語(yǔ)減少、緘默、刻板重復(fù)、言語(yǔ)含糊不清、思維內(nèi)容貧乏。年長(zhǎng)患兒可有病理性幻想，內(nèi)容離奇故怪的妄想內(nèi)容，并常有被害、罪惡、疑病和非血統(tǒng)妄想。
（4）感知障礙：兒童精神分裂癥感知障礙多較生動(dòng)鮮明，恐怖性和形象性為特征，可有幻視、幻聽（言語(yǔ)性或非言語(yǔ)性）、幻想性幻覺以及感知綜合障礙（如認(rèn)為自己變形、變丑等），尤以少年患兒為常見。
（5）運(yùn)動(dòng)和行為異常：常表現(xiàn)興奮不安、行為紊亂、無(wú)目的跑動(dòng)，或呈懶散、無(wú)力遲鈍、呆板少動(dòng)，或出現(xiàn)奇特的動(dòng)作或姿勢(shì)，常有模仿動(dòng)作或儀式性刻板動(dòng)作。少數(shù)患兒表現(xiàn)緊張性木僵和興奮，沖動(dòng)、傷人和破壞行為。
（6）智能活動(dòng)障礙：主要見于早年起病的患兒。大多病例一般無(wú)明顯智能障礙。
4 預(yù)后
隨訪觀察結(jié)果表明，兒童發(fā)病的年齡、病程、治療早晚、性格等均對(duì)兒童精神分裂癥的預(yù)后有影響。James等人研究表明：兒童精神分裂癥發(fā)病年齡越早， 預(yù)后就越差。另外病程逐漸進(jìn)展并無(wú)間歇緩解、治療晚、病前具有病態(tài)性格者，預(yù)后不佳。因此，早期診斷，及時(shí)采取積極治療，對(duì)兒童精神分裂癥的預(yù)后具有重要影響。
二 目前國(guó)內(nèi)兒童精神分裂癥研究的主要內(nèi)容
通過(guò)對(duì)近年來(lái)對(duì)兒童精神分裂癥相關(guān)研究文獻(xiàn)的閱讀不難發(fā)現(xiàn)，目前我國(guó)研究者對(duì)兒童精神分裂癥的研究主要集中在三個(gè)方面：
1、影響兒童精神分裂癥因素的研究，特別是神經(jīng)生物學(xué)因素與兒童精神分裂癥的關(guān)系研究。我國(guó)學(xué)者在這方面做了許多研究，例如：腦源性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子基因C270T多態(tài)性、神經(jīng)發(fā)育異常、神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)素-3基因甘氨酸、神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)素-3基因谷氨酸多態(tài)性等與兒童精神分裂癥的關(guān)系的研究。
2、兒童精神分裂癥基本心理過(guò)程的研究。精神分裂癥以思維聯(lián)想障礙、情感障礙為主要特征，近年來(lái)許多研究者研究了兒童精神分裂癥認(rèn)知功能、記憶障礙、注意功能缺陷等具體心理過(guò)程，表明認(rèn)知障礙、記憶障礙、注意功能缺陷等障礙是精神分裂癥的獨(dú)立癥狀。
3、對(duì)兒童精神分裂癥的治療，特別是抗精神藥物治療與兒童精神分裂癥對(duì)照研究。目前對(duì)兒童精神分裂癥的主要治療方法是采用抗精神病藥物治療、心理治療和教育訓(xùn)練相結(jié)合，近年來(lái)對(duì)于治療特別是在關(guān)于兒童精神分裂癥的抗精神藥物治療上做了很多研究。除了傳統(tǒng)的抗精神藥物氯丙嗪、氯哌啶醇、奮乃靜、舒必利和氯氮平，大量關(guān)于其他藥物：阿立哌唑、奧氮平、齊拉西酮、利培酮與舒必利、利培酮與奮乃靜等藥物與兒童精神分裂癥的關(guān)系、對(duì)兒童精神分裂癥的治療效果等方面的研究都進(jìn)行了。另外，由于兒童精神分裂癥是一種患病率、復(fù)發(fā)率、致殘率很高的疾病，絕大部分患著有明顯的復(fù)發(fā)傾向，且目前無(wú)根治的有效措施，控制癥狀和減少?gòu)?fù)發(fā)仍是工作的重點(diǎn)和難點(diǎn)，且隨著現(xiàn)代醫(yī)學(xué)模式的轉(zhuǎn)變，也進(jìn)行了許多非藥物性治療方法的研究，例如：李春芳、劉松柏、李玨對(duì)家庭干預(yù)治療兒童精神分裂癥療效的對(duì)照研究表明通過(guò)定期干預(yù)患兒在家用藥，可使復(fù)發(fā)控制在萌芽狀態(tài)；黎麗燕等關(guān)于綜合康復(fù)功能訓(xùn)練對(duì)青少年精神分裂癥患者康復(fù)的影響研究證實(shí)藥物治療配合康復(fù)技能培訓(xùn)能較好的改善患者的陰性癥狀及提高日常生活能力， 幫助患者盡早的適應(yīng)生活，對(duì)預(yù)防社會(huì)功能衰退起到積極的作用；另外，心理護(hù)理等方法都被證明能促進(jìn)兒童精神分裂癥的治療。
環(huán)磷酸腺苷反應(yīng)元件結(jié)合蛋白(cAMP response element binding protein，CREB)是一種重要的細(xì)胞核內(nèi)轉(zhuǎn)錄因子，調(diào)節(jié)啟動(dòng)子中具有環(huán)磷酸腺苷反應(yīng)元件(cAMP response element，CRE)的基因轉(zhuǎn)錄。環(huán)磷酸腺苷(cAMP)或鈣濃度升高等多種信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路可啟動(dòng)CREB的磷酸化并使其活化。CREB具有調(diào)節(jié)包括學(xué)習(xí)記憶在內(nèi)的廣泛的生物學(xué)功能。現(xiàn)就CREB的活性調(diào)控機(jī)制及其在血管性癡呆(VD)病理生理機(jī)制中的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。
1 CREB結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和活化調(diào)節(jié)機(jī)制
1.1 CREB結(jié)構(gòu)特點(diǎn) CREB與cAMP反應(yīng)元件調(diào)節(jié)蛋白(cAMP response element modulator，CREM) 、轉(zhuǎn)錄活化因子1同為含亮氨酸拉鏈堿性域(basic regional leucine zipper，bZIP)模體的bZIP超家族成員，具有相似的蛋白質(zhì)單體結(jié)構(gòu)，均可與CREB靶基因啟動(dòng)子中的CRE位點(diǎn)結(jié)合。CREB蛋白單體由341個(gè)氨基酸組成，主要含有N端堿性區(qū)域、C端激酶誘導(dǎo)區(qū)域( kinase induced domain，KID)和亮氨酸拉鏈模體。N端堿性區(qū)域富含正電荷氨基酸，負(fù)責(zé)CREB與下游作用元件CRE的結(jié)合;KID含有多個(gè)蛋白激酶的磷酸化識(shí)別位點(diǎn)，例如蛋白激酶A(protein kinase A，PKA)和鈣調(diào)節(jié)蛋白激酶(calmodulin kinase，CaMK)磷酸化識(shí)別位點(diǎn)為Ser133。KID磷酸化是CREB活化的關(guān)鍵條件，活化后的CREB通過(guò)一系列機(jī)制啟動(dòng)靶基因發(fā)生轉(zhuǎn)錄。
1.2 CREB活化調(diào)節(jié)機(jī)制 磷酸化的CREB激活相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄，調(diào)節(jié)某些蛋白質(zhì)的表達(dá)，發(fā)揮抑制細(xì)胞凋亡和細(xì)胞分化再生、細(xì)胞損傷后的修復(fù)作用。CREB活化的中心環(huán)節(jié)是Ser133位點(diǎn)的磷酸化，其活化受多種蛋白激酶的磷酸化調(diào)節(jié)。CREB的經(jīng)典活化調(diào)節(jié)通路是G蛋白偶聯(lián)受體的活化導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)cAMP升高，依賴cAMP的PKA激活，PKA 催化亞基轉(zhuǎn)位入細(xì)胞核使CREB磷酸化，CREB磷酸化后暴露出兩側(cè)富集谷氨酰胺的Q1、Q2區(qū)，促使與其輔助激活因子CREB結(jié)合蛋白(CREB binding protein，CBP)上的KIX結(jié)構(gòu)域結(jié)合，C端激酶誘導(dǎo)區(qū)域與KIX 之間的作用決定了CREB促進(jìn)其靶基因轉(zhuǎn)錄水平。CREB以二聚體的形式結(jié)合于基因啟動(dòng)子上游CRE的DNA序列，通過(guò)共激活蛋白和P300介導(dǎo)調(diào)節(jié)多種基因的轉(zhuǎn)錄。CREB的轉(zhuǎn)錄活性除因脫磷酸作用而失活外，亦可被其家族成員的抑制性異構(gòu)體阻斷，CREM異構(gòu)體可與活化的CREB競(jìng)爭(zhēng)CRE位點(diǎn)，但這些抑制性異構(gòu)體缺乏富含谷氨酸鹽的Q域，不能與轉(zhuǎn)錄機(jī)構(gòu)相互作用，故只能使CRE啟動(dòng)子保持靜止?fàn)顟B(tài)。
2 CREB磷酸化參與學(xué)習(xí)記憶過(guò)程的機(jī)制
CREB活化后與真核生物靶基因CRE序列結(jié)合并調(diào)節(jié)其轉(zhuǎn)錄，發(fā)揮多種生物學(xué)效應(yīng)。CREB磷酸化調(diào)控的基因轉(zhuǎn)錄涉及包括在代謝、轉(zhuǎn)錄、學(xué)習(xí)記憶、細(xì)胞周期調(diào)控、細(xì)胞信號(hào)、生長(zhǎng)繁殖發(fā)育等多種生物功能中相關(guān)的蛋白、因子、受體的大量的功能性基因，其中包括多種重要的神經(jīng)肽、神經(jīng)遞質(zhì)及受體或生長(zhǎng)因子、信號(hào)分子，如:腦啡肽、神經(jīng)遞質(zhì)受體亞基GluR1、誘導(dǎo)型一氧化氮合酶(iNOS)、腦源性神經(jīng)生長(zhǎng)因子(BDNF)、促腎上腺皮質(zhì)激素釋放激素(CRF)、N乙酞轉(zhuǎn)移酶、囊泡單胺轉(zhuǎn)運(yùn)體等。CREB磷酸化正是通過(guò)改變靶基因的表達(dá)影響學(xué)習(xí)記憶功能。在中樞神經(jīng)系統(tǒng)，CREB調(diào)節(jié)神經(jīng)元生長(zhǎng)發(fā)育，參與神經(jīng)元突觸可塑性、長(zhǎng)時(shí)程記憶(longterm memory，LTM)的形成過(guò)程〔1〕。
2.1 CREB磷酸化與LTP、雙向突觸可塑性 突觸傳遞的長(zhǎng)時(shí)程增強(qiáng)(longterm potentiation，LTP)是哺乳動(dòng)物中樞神經(jīng)系統(tǒng)貯存信息的主要機(jī)制，是學(xué)習(xí)記憶的細(xì)胞基礎(chǔ)，已成為神經(jīng)元可塑性的一種有效模型。晚期LTP(late phase LTP，LLTP)可持續(xù)數(shù)小時(shí)到數(shù)天，需要基因轉(zhuǎn)錄及新的蛋白合成，是LTM的重要機(jī)制。越來(lái)越多動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證明CREB在介導(dǎo)LLTP及記憶過(guò)程中的不可替代作用。
重組表達(dá)活性形式的CREB(constitutively active form of CREB，CREBCA)可降低誘導(dǎo)持續(xù)性的LLTP的閾值〔2〕。在成年大鼠的培養(yǎng)腦片中，CREB在LTP誘導(dǎo)后的維持期內(nèi)呈持續(xù)的活化狀態(tài)達(dá)4 h，提示CREB磷酸化對(duì)LLTP維持也起非常重要作用，特異性地阻斷核內(nèi)活化CREB的重要激酶PKA后CREB磷酸化水平下降，而且出現(xiàn)海馬CAI區(qū)LLTP障礙〔3〕。另外，新近的證據(jù)也支持CREB依賴的轉(zhuǎn)錄除增加NMDA受體介導(dǎo)的突觸傳導(dǎo)外，CREBCA表達(dá)還顯著增加LTP的幅度與維持時(shí)間〔4〕。不同的蛋白激酶，包括胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶2(extracellular signalregulated kinase 2，ERK2)、PKA、鈣/鈣調(diào)蛋白依賴性蛋白激酶IV (calcium/calmodulindependent protein kinaselV，CaMKIV)等，均可通過(guò)磷酸化CREB誘導(dǎo)或促進(jìn)LLTP，并改善動(dòng)物的學(xué)習(xí)記憶功能〔5～7〕。在表達(dá)持續(xù)活化的CREB轉(zhuǎn)基因小鼠(VP16CREB小鼠)中還發(fā)現(xiàn)，活化的CREB可能是通過(guò)增加BDNF的表達(dá)促進(jìn)或利于海馬LLTP的誘導(dǎo)〔8〕。
紋狀體已被廣泛證實(shí)在程序性學(xué)習(xí)記憶中發(fā)揮重要作用。應(yīng)用CREB缺陷的轉(zhuǎn)基因小鼠，在背側(cè)紋狀體中可逆地表達(dá)無(wú)活性的CREB變異體，發(fā)現(xiàn)在皮質(zhì)紋狀體相應(yīng)部位的LTP及長(zhǎng)時(shí)程抑制(longterm depression，LTD)均被抑制，并出現(xiàn)多種形式的紋狀體相關(guān)的學(xué)習(xí)記憶功能障礙，提示CREB對(duì)皮質(zhì)紋狀體的突觸雙向可塑性也是必不可少的〔9〕。
2.2 增加沉默突觸數(shù)量、新的突觸連接生成 有一類突觸由于突觸后膜只表達(dá)NMDA受體而缺乏(或未檢測(cè)到)AMPA受體，即只有突觸結(jié)構(gòu)而沒有信息傳遞功能的突觸，即為沉默突觸。沉默突觸是提供實(shí)踐依賴型神經(jīng)元聯(lián)絡(luò)的良好物質(zhì)基礎(chǔ)，更多的沉默突觸可增加NMDA受體介導(dǎo)的突觸反應(yīng)并增強(qiáng)LTP幅度，對(duì)長(zhǎng)時(shí)程突觸可塑性與記憶的鞏固可能異常重要。這種沉默突觸在靜息膜電位下處于功能性靜止，在LTP期間突觸胞漿膜中插入AMPA受體而轉(zhuǎn)化為有功能的突觸，這種轉(zhuǎn)化可能是突觸成熟及學(xué)習(xí)和記憶的基礎(chǔ)。
在體內(nèi)重組表達(dá)活性形式的CaMKIV與CREB，使NMDA受體介導(dǎo)的突觸反應(yīng)及LTP(幅度與持續(xù)時(shí)間)增強(qiáng)，應(yīng)用激光共聚焦對(duì)神經(jīng)元二級(jí)樹突尖部進(jìn)行三維重建，還發(fā)現(xiàn)每單位樹突長(zhǎng)度上樹突棘數(shù)量顯著增加;電生理、形態(tài)學(xué)技術(shù)均一致地顯示新的沉默突觸的產(chǎn)生，因此CREB活化的重要結(jié)果之一可能就是突觸結(jié)構(gòu)的可塑性〔4〕。
應(yīng)用培養(yǎng)的單一的雙向海兔感覺神經(jīng)元與2個(gè)空間上獨(dú)立或分離的運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元形成突觸，在突觸上預(yù)灌注5羥色胺使其到達(dá)運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元上，發(fā)現(xiàn)單一軸突分支可形成長(zhǎng)時(shí)間分支特異性的易化，后者依賴于CREB磷酸化介導(dǎo)的轉(zhuǎn)錄，促使新的突觸鏈接的生成〔10〕。
2.3 CREB磷酸化與神經(jīng)元競(jìng)爭(zhēng)、選擇 競(jìng)爭(zhēng)是許多生物系統(tǒng)的基本屬性，在個(gè)體間產(chǎn)生選擇性壓力。在發(fā)育過(guò)程中，神經(jīng)元之間的競(jìng)爭(zhēng)是必不可少的，CREB參與發(fā)育中的腦組織神經(jīng)元之間的競(jìng)爭(zhēng)〔11〕;在某種記憶過(guò)程中，只有部分合適的神經(jīng)元參與其中〔12〕，提示神經(jīng)元之間的競(jìng)爭(zhēng)可能也是成年腦組織可塑性的機(jī)制，即對(duì)成年腦組織，選擇神經(jīng)元參與編碼記憶也是學(xué)習(xí)記憶的重要機(jī)制。
外側(cè)杏仁核(lateral amygdala，LA)神經(jīng)元可塑性是聽覺相關(guān)性恐懼記憶的必要條件。雖然約70%LA神經(jīng)元得到傳入信息，但只有1/4 神經(jīng)元存在聽覺條件誘導(dǎo)的可塑性，同時(shí)，相同比例的LA神經(jīng)元出現(xiàn)CREB活化，即CREB促使那些神經(jīng)元被選擇參與學(xué)習(xí)記憶過(guò)程。CREB功能缺陷的轉(zhuǎn)基因小鼠表現(xiàn)為發(fā)育中及成年腦組織的神經(jīng)元可塑性障礙，出現(xiàn)包括聽覺相關(guān)的恐懼記憶功能明顯減退，給予內(nèi)源性CREB(功能正常的CREB)微注射于LA后，相應(yīng)的記憶障礙得到恢復(fù)，證明CREB可以增加神經(jīng)元的興奮性，使神經(jīng)元被選擇進(jìn)入記憶過(guò)程〔13〕。
2.4 CREB磷酸化與神經(jīng)元發(fā)育、分化、存活 在海馬前體細(xì)胞瘤株H197細(xì)胞的體外實(shí)驗(yàn)中證實(shí)，CREB磷酸化后，促使CREB介導(dǎo)的下游基因轉(zhuǎn)錄而介導(dǎo)了中樞神經(jīng)系統(tǒng)海馬前體細(xì)胞的神經(jīng)元分化〔14〕。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明CREB磷酸化與神經(jīng)元分化平行，表現(xiàn)為在小鼠神經(jīng)元切線方向遷移的晚期階段增高并在樹突伸長(zhǎng)及棘突形成后下降;在體外抑制CREB功能可引起神經(jīng)元形態(tài)學(xué)分化障礙;而缺乏CREB的轉(zhuǎn)基因小鼠出現(xiàn)新生神經(jīng)元存活下降〔15〕。即使在成年動(dòng)物，CREB磷酸化對(duì)哺乳動(dòng)物腦組織神經(jīng)元的存活也是必不可少的〔16〕。其他多個(gè)重要實(shí)驗(yàn)也證實(shí)CREB對(duì)神經(jīng)元存活的異常重要的作用:腦內(nèi)CREB功能減退將導(dǎo)致成熟神經(jīng)元出現(xiàn)顯著凋亡，海馬及背外側(cè)紋狀體神經(jīng)元退行性變、軸突生長(zhǎng)與投射障礙〔17，18〕。
3 CREB在VD病理生理變化過(guò)程中的作用
VD是腦血管病引起的獲得性智能損害綜合征，學(xué)習(xí)和記憶障礙是其主要表現(xiàn)。腦的學(xué)習(xí)記憶功能是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的生理過(guò)程，目前認(rèn)為其中樞主要在海馬。學(xué)習(xí)和記憶的神經(jīng)生物學(xué)基礎(chǔ)是突觸可塑性，研究顯示，VD所表現(xiàn)的學(xué)習(xí)記憶損傷與突觸功能的改變密切相關(guān)〔19〕，但目前對(duì)本病的病因、病理機(jī)制研究尚無(wú)完整而統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)。在中樞神經(jīng)系統(tǒng)，CREB調(diào)節(jié)著神經(jīng)細(xì)胞生長(zhǎng)發(fā)育，參與神經(jīng)細(xì)胞突觸可塑性、LTM過(guò)程的形成。CREB的異常表達(dá)及活性變化參與了VD的病理生理過(guò)程。
海馬內(nèi)尤其是CA1區(qū)神經(jīng)元喪失是VD的顯著病理特征之一。海馬部位神經(jīng)元包含突觸和非突觸的NMDA受體，兩者對(duì)神經(jīng)元作用相反。突觸NMDA受體引起CREB的磷酸化，為神經(jīng)元提供保護(hù)作用;相反，非突觸的NMDA受體與CREB磷酸化的關(guān)閉通路相耦聯(lián)，其受體激活后啟動(dòng)CREB的關(guān)閉機(jī)制，使細(xì)胞線粒體膜電位缺失和細(xì)胞壞死。谷氨酸NMDA受體興奮毒性和氧化應(yīng)激是神經(jīng)變性的主要機(jī)制，這與CREBDNA結(jié)合減少、核因子κB (NFκB)DNA結(jié)合增加有關(guān)〔20〕。CREB對(duì)成熟和未成熟神經(jīng)元的存活不可缺少，具有重要的神經(jīng)元保護(hù)作用〔21〕。通過(guò)同源重組敲除CREB基因證實(shí)了CREB及其相關(guān)因子在哺乳動(dòng)物神經(jīng)發(fā)育中的作用，CREB和CREM基因敲除小鼠多死于圍生期，與CNS神經(jīng)元大量缺失有關(guān)，這種神經(jīng)元的缺失由妊娠中期多種神經(jīng)元發(fā)生凋亡引起，缺乏CREB和CREM的小鼠在出生后前腦中出現(xiàn)隨年齡相關(guān)性的神經(jīng)變性病變〔17〕。Ao等〔16〕研究發(fā)現(xiàn)，在成年小鼠前腦中過(guò)度表達(dá)的CREB突變體能誘導(dǎo)神經(jīng)元變性，表明CREB磷酸化活性對(duì)哺乳動(dòng)物腦神經(jīng)元存活有重要作用。研究還發(fā)現(xiàn)，VD患者海馬組織cAMP水平下降，CREB、磷酸化的CREB 表達(dá)量也相應(yīng)下降;伴隨凋亡蛋白誘導(dǎo)因子表達(dá)升高，從而誘導(dǎo)神經(jīng)元的凋亡過(guò)程。Nagakura、Takeo等〔22，23〕在注射微球造成大鼠多發(fā)性腦梗死性癡呆研究中發(fā)現(xiàn)，海馬區(qū)磷酸化的CREB水平降低及CREDNA結(jié)合能力的下降是導(dǎo)致大鼠空間學(xué)習(xí)記憶能力損害的主要機(jī)制。由于CREBCBP信號(hào)在記憶形成和神經(jīng)元成活中的重要性以及CBP在神經(jīng)變性疾病中的作用，推測(cè)CREBCBP活性下降可能構(gòu)成VD的發(fā)病機(jī)制。
腦缺血和反復(fù)缺血再灌注損傷是導(dǎo)致VD的主要病理基礎(chǔ)。近年來(lái)發(fā)現(xiàn)，CREB不僅參與了腦缺血損傷過(guò)程，而且CREB介導(dǎo)的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)也是參與腦缺血后學(xué)習(xí)記憶功能改變的主要機(jī)制之一。在大鼠腦缺血及再灌注損傷模型，PCREB的表達(dá)在很大程度上減少了海馬CA1區(qū)神經(jīng)元的丟失，且與CREB的磷酸化水平呈正相關(guān)〔24〕。Jin等〔25〕研究發(fā)現(xiàn)，腦組織缺血損傷后，海馬CA1區(qū)磷酸化的CREB及CBP的表達(dá)顯著增加依賴于CREB的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)，介導(dǎo)了腦缺血損傷過(guò)程中神經(jīng)元的保護(hù)機(jī)制。
腦缺血后再灌注產(chǎn)生缺血耐受，能減輕隨后較長(zhǎng)時(shí)間的腦缺血損傷，缺血預(yù)適應(yīng)可誘導(dǎo)腦缺血耐受形成而發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用，但保護(hù)機(jī)制至今尚不明確。Hara等〔26〕在研究沙土鼠急性全腦缺血預(yù)適應(yīng)模型及體外培養(yǎng)的NG10815缺氧預(yù)適應(yīng)模型中發(fā)現(xiàn)，依賴于CREB的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)過(guò)程介導(dǎo)了腦缺血預(yù)適應(yīng)保護(hù)機(jī)制的產(chǎn)生;加入CRE誘餌寡核苷酸(decoy oligonucleotide)后CRE與其靶基因的結(jié)合活性降低了38%;海馬CA1區(qū)神經(jīng)元的生長(zhǎng)率降低了21%。在大腦中動(dòng)脈栓塞致急性局灶性腦缺血損傷過(guò)程(MCAO)，30 min預(yù)適應(yīng)處理后，bcl2蛋白的表達(dá)增加抑制了神經(jīng)元凋亡，利于神經(jīng)元生長(zhǎng)存活，發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用。該機(jī)制中bcl2基因的轉(zhuǎn)錄依賴于CREB磷酸化水平，應(yīng)用CRE誘餌寡核苷酸后bcl2的表達(dá)被阻斷，無(wú)法發(fā)揮缺血預(yù)適應(yīng)保護(hù)作用〔27〕。
4 CREBCBP信號(hào)可能成為治療VD的靶目標(biāo)
增加CREBCBP通路活性可能成為治療VD的有效方法。目前以CREBCBP通路為靶目標(biāo)的藥物主要有磷酸二酯酶Ⅳ抑制劑(phosphodiesterase inhibitors Ⅳ，PDE4)和組蛋白脫乙酰基酶抑制劑。
4.1 PDE4 PDE4水解cAMP轉(zhuǎn)化為AMP，因此抑制PDE4是增加cAMP 依賴性CREBCBP信號(hào)的一種途徑。近年來(lái)許多研究認(rèn)為PDE4抑制劑可通過(guò)抑制磷酸二酯酶的活性，降低cAMP的水解，從而參與調(diào)控哺乳類動(dòng)物的記憶與學(xué)習(xí)等生理過(guò)程。PDE4抑制劑咯利普蘭(rolipram)能減弱由局灶性腦缺血所致的學(xué)習(xí)記憶功能障礙，藥物效應(yīng)部分與激活cAMP/PKA/CREB信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)有關(guān)〔28〕。洛利普蘭能增加CREBDNA結(jié)合能力，降低谷氨酸興奮毒性〔20〕。研究顯示洛利普蘭能改善淀粉樣前體蛋白( amyloid precusor protein，APP)和早老素1(presenilin1，PS1)轉(zhuǎn)基因小鼠CREB磷酸化、LTP及多種形式記憶的損害〔29〕，PDE4抑制劑能逆轉(zhuǎn)CBP+/-或CBP-/-小鼠LTM或LTP 缺損〔30〕。上述研究結(jié)果提示PDE4抑制劑可能成為治療包括VD在內(nèi)的與記憶喪失有關(guān)的神經(jīng)病變的藥物。
4.2 組蛋白脫乙酰基酶抑制劑 這類藥物能增強(qiáng)CBP的組蛋白乙酰轉(zhuǎn)移酶活性效應(yīng)，而CBP的組蛋白乙酰轉(zhuǎn)移酶對(duì)LTM形成有重要作用。組蛋白脫乙酰基酶抑制劑能增加野生型小鼠LTP，改善CBP/小鼠L TP 和記憶障礙〔30〕。在AD轉(zhuǎn)基因小鼠模型中，給予組蛋白脫乙酰基酶抑制劑能改善腦形態(tài)學(xué)特征，提高生存率，增加體重和改善運(yùn)動(dòng)功能〔31〕。
綜上，分子遺傳學(xué)和分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了CREB在神經(jīng)元生長(zhǎng)發(fā)育、神經(jīng)突觸形成及學(xué)習(xí)記憶功能方面的作用。近年來(lái)，其活性調(diào)控機(jī)制得到進(jìn)一步的研究，許多因素刺激了CREB的活化，多種信號(hào)通路參與了CREB的活性調(diào)控，而且各調(diào)節(jié)因子之間、通路之間存在著交叉聯(lián)系和相互作用，共同維持著CREB活性的平衡。在中樞神經(jīng)系統(tǒng)，CREB調(diào)節(jié)著神經(jīng)細(xì)胞生長(zhǎng)發(fā)育，參與神經(jīng)細(xì)胞突觸可塑性、長(zhǎng)時(shí)程記憶過(guò)程的形成過(guò)程。CREB的異常表達(dá)及活性變化參與了VD的病理生理過(guò)程。盡管目前尚缺乏治療VD的有效方法，但通過(guò)對(duì)動(dòng)物模型構(gòu)建研究分析，在其治療方法研究中已取得重要進(jìn)展，針對(duì)CREBCBP通路為靶目標(biāo)的藥理學(xué)方法在動(dòng)物模型中的結(jié)果顯示CREB可能用于VD治療。對(duì)記憶形成機(jī)制、突觸可塑性和神經(jīng)元分子機(jī)制水平以及CREB通路作用機(jī)制進(jìn)一步深入研究可找到更好的治療VD的方法。
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1基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究生課程改革的思路
寧夏醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院現(xiàn)有6個(gè)碩士學(xué)位點(diǎn),涵蓋10個(gè)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)學(xué)科,這些學(xué)科也是學(xué)校研究生教育的公共平臺(tái)。為提高研究生教學(xué)質(zhì)量,經(jīng)過(guò)與廣大導(dǎo)師論證,學(xué)院大膽地進(jìn)行了研究生課程的改革,實(shí)施模塊式教學(xué)。可供研究生選擇的模塊有:①平臺(tái)課程模塊,包括公共醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)課程和學(xué)科課程;②進(jìn)展課程模塊,主要進(jìn)行學(xué)科前沿進(jìn)展介紹;③實(shí)踐課程模塊,主要進(jìn)行技術(shù)方法操作訓(xùn)練;④學(xué)術(shù)活動(dòng)模塊,開展名師講壇、博士論壇和研究生創(chuàng)新論壇活動(dòng)。與先前的研究生課程相比,新課改中增加了基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究進(jìn)展、學(xué)術(shù)活動(dòng)類課程模塊。根據(jù)醫(yī)學(xué)科學(xué)研究技術(shù)的進(jìn)步,完善了技術(shù)方法類課程模塊的內(nèi)容,通過(guò)打破成規(guī)、精選教學(xué)內(nèi)容和豐富課程內(nèi)涵,達(dá)到加強(qiáng)課程的基礎(chǔ)化和綜合化建設(shè),構(gòu)建科學(xué)合理的課程體系,完善研究生知識(shí)結(jié)構(gòu)的目的。
2課程改革的實(shí)施措施
完善課程改革組織機(jī)構(gòu)。成立了基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究生課程改革領(lǐng)導(dǎo)小組,組長(zhǎng)由基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院院長(zhǎng)擔(dān)任,主管研究生教育的副院長(zhǎng)擔(dān)任副組長(zhǎng),成員則由各學(xué)位點(diǎn)負(fù)責(zé)人擔(dān)任。主要職責(zé)是對(duì)新課程的實(shí)施提供各方面的保障,并及時(shí)解決實(shí)施過(guò)程的問題。課程改革實(shí)施方法。組織各學(xué)科專家進(jìn)行平臺(tái)課程和模塊課程內(nèi)容的整合,確定該專業(yè)該水平導(dǎo)師開展新進(jìn)展講座。課程結(jié)束時(shí),要求結(jié)合課程內(nèi)容及自身專業(yè)研究方向進(jìn)行文獻(xiàn)綜述。課程教師和參與課程學(xué)習(xí)的體系共同參與內(nèi)容的討論。學(xué)術(shù)活動(dòng)類課程模塊。2007年開設(shè)組織實(shí)施博士論壇和院士教授講壇,以營(yíng)造青年教師、研究生與博士、教授面對(duì)面交流的學(xué)術(shù)環(huán)境,解決目前普遍存在的研究生很少接觸其他專業(yè)導(dǎo)師的問題[3]。校內(nèi)共有20名博士和10名教授,校外邀請(qǐng)到4位院士和40位著名學(xué)者通過(guò)專題講座和報(bào)告的形式參與到研究生模塊式教學(xué)改革中。此外,以研究專題的方式,實(shí)施多學(xué)科聯(lián)合的學(xué)術(shù)沙龍,如神經(jīng)生物學(xué)研究沙龍、血管發(fā)生和生成研究學(xué)術(shù)沙龍、群體遺傳學(xué)研究沙龍、寧夏地道中草藥有效成分研究學(xué)術(shù)沙龍等。通過(guò)不同學(xué)科就同一問題的研究思路的展示和討論,師生的視角得到了延伸、方法獲得啟示、思路更加明確。為了提高研究生科技創(chuàng)新的熱情,舉辦了神經(jīng)科學(xué)基礎(chǔ)與臨床研究進(jìn)展研究生創(chuàng)新論壇,組織基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院和臨床學(xué)院從事神經(jīng)科學(xué)研究的研究生站在講臺(tái)上,展示研究思路和結(jié)果。技術(shù)方法類課程模塊。技術(shù)方法的選擇直接關(guān)系到醫(yī)學(xué)研究目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)和結(jié)果的可行度。為此,開設(shè)了細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)、分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)、電子顯微鏡技術(shù)、形態(tài)學(xué)技術(shù)與方法、高級(jí)生物化學(xué)技術(shù)、免疫學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)、病理學(xué)技術(shù)與診斷病理學(xué)、分子病理學(xué)、生理學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)。由具有豐富研究經(jīng)驗(yàn)的教師和技術(shù)室的技術(shù)人員擔(dān)任指導(dǎo)教師,提供學(xué)生自己動(dòng)手操作的機(jī)會(huì)。考試除了相關(guān)的理論測(cè)試外,主要是以學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果作為評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)。為了上好實(shí)驗(yàn)技術(shù)課程,組織多學(xué)科導(dǎo)師及實(shí)驗(yàn)室技術(shù)人員,編寫了兩部針對(duì)研究生的技術(shù)教材,即《女性生育力保存技術(shù)》和《形態(tài)學(xué)實(shí)用技術(shù)》。這兩套教材對(duì)課程的有效實(shí)施及研究生理論和實(shí)踐的有效結(jié)合發(fā)揮了重要的作用。建立和完善各課程的質(zhì)量監(jiān)督和管理。實(shí)施年終學(xué)位點(diǎn)考核,聽取學(xué)位點(diǎn)對(duì)研究生課程實(shí)施的效果評(píng)價(jià),并收集教師和學(xué)生的反饋意義,對(duì)授課內(nèi)容和方法進(jìn)行及時(shí)必要的調(diào)整。
3結(jié)果
使用問卷調(diào)查的方式評(píng)估研究生課程改革的效果。問卷調(diào)查針對(duì)2007級(jí)、2008級(jí)研究生,調(diào)查人數(shù)為100人,回收有效問卷80份。問卷涉及課程設(shè)置,課程教學(xué),課程選擇和意見反饋四方面內(nèi)容。同時(shí),對(duì)20名調(diào)查人進(jìn)行了此項(xiàng)目的定性訪談,主要內(nèi)容包括上課的主動(dòng)性,總體感受和需要進(jìn)一步改進(jìn)之處。課程設(shè)置。對(duì)課程設(shè)置的調(diào)查包括課程門數(shù),必修課與選修課比例,知識(shí)量和課程質(zhì)量四個(gè)方面,調(diào)查結(jié)果顯示,研究生對(duì)模塊式教學(xué)改革的課程設(shè)置總體認(rèn)可程度為76.96%。課程教學(xué)。對(duì)課程教學(xué)的調(diào)查包括課程授課的知識(shí)量,授課內(nèi)容的深度,與本科課程的區(qū)別,授課效率,專題講座的次數(shù)和跨學(xué)科課程講授六個(gè)方面,調(diào)查結(jié)果表明,研究生對(duì)模塊式教學(xué)改革的課程教學(xué)總體認(rèn)可程度為72.15%。課程選擇。在所設(shè)置的兩個(gè)課程平臺(tái)和三個(gè)課程模塊共35門課程中,研究生對(duì)各課程均有選擇,其中選擇生命科學(xué)研究進(jìn)展的人數(shù)最多,占被調(diào)查人數(shù)的89.78%。實(shí)踐類課程中分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)位居第二,為61.76%。細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)(60.23%),醫(yī)學(xué)研究方法學(xué)(52.87%)和博士論壇(43.57%)分列第三、四和五位。定性訪談。分析定性訪談資料發(fā)現(xiàn),課程改革后吸引力增強(qiáng),多數(shù)研究生自述其上課的積極性有所提高,總體感覺良好。同時(shí),部分研究生認(rèn)為,改革后的課程安排需進(jìn)一步完善,如課時(shí)偏長(zhǎng),時(shí)間不固定,小組人數(shù)太多,增加互動(dòng)時(shí)間等。
4討論
本課程的改革是本著建立富有先進(jìn)性、有利于交叉學(xué)科研究生培養(yǎng)的寬口徑課程體系的原則,妥善處理好經(jīng)典內(nèi)容和最新進(jìn)展的關(guān)系,優(yōu)化學(xué)科資源,構(gòu)建具有創(chuàng)新性的交叉學(xué)科培養(yǎng)平臺(tái),去掉低層次課程,整合內(nèi)容相近的課程;鼓勵(lì)開設(shè)跨學(xué)科、實(shí)踐性強(qiáng)的課程和多樣性、高容量、短周期的科技前沿專題講座。從培養(yǎng)研究型的優(yōu)秀人才角度出發(fā),制定各學(xué)科的學(xué)位課[4]。其特點(diǎn)在于:①在公共課模塊基礎(chǔ)上加上了學(xué)科研究進(jìn)展,強(qiáng)調(diào)了在學(xué)科發(fā)展的大背景下全面地介紹課程的基本概念后,引導(dǎo)學(xué)生盡快進(jìn)入學(xué)科的前沿。②學(xué)術(shù)沙龍的開展力求使各門課程在加深和拓寬研究生基礎(chǔ)理論、學(xué)科知識(shí)面和專業(yè)能力的培養(yǎng)等方面既有所分工,又相互補(bǔ)充,共享有限的研究生培養(yǎng)資源。③學(xué)術(shù)活動(dòng)模塊通過(guò)引入院士講座提供給學(xué)生相關(guān)領(lǐng)域的國(guó)際前沿信息,院士的風(fēng)采和對(duì)科學(xué)問題的引出和解決思路深深影響了學(xué)生的科學(xué)生涯。④研究生創(chuàng)新論壇和讀書報(bào)告會(huì)鍛煉學(xué)生在課堂教學(xué)之外,提出問題以及分析和解決問題的能力,積極提升研究生課程的教學(xué)目標(biāo)。⑤技術(shù)課程模塊不但使學(xué)生了解了各種技術(shù)解決科學(xué)問題的正確方法,且對(duì)學(xué)生技術(shù)操作進(jìn)行了規(guī)范,最主要的是,學(xué)生通過(guò)技術(shù)課程的學(xué)習(xí),與教師和實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員建立了良好的關(guān)系,熟知了不同科研平臺(tái)擁有的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和大型共享設(shè)備,為以后課題研究過(guò)程中技術(shù)問題的及時(shí)解決奠定了良好的基礎(chǔ)。研究生課程改革實(shí)施3年后,對(duì)參與課程改革的2007級(jí)研究生問卷調(diào)查顯示,對(duì)改革后課程設(shè)置和教學(xué)的總體認(rèn)可度均達(dá)到了70%以上,有效地解決了以往研究生課程分科過(guò)細(xì),知識(shí)結(jié)構(gòu)狹窄,教學(xué)手段方法單一等問題。在問卷的意見反饋中,研究生對(duì)課程改革持支持態(tài)度,并認(rèn)為應(yīng)進(jìn)一步深化改革,加強(qiáng)進(jìn)展類和實(shí)踐類模塊課程的建設(shè),合理制定課時(shí),增加互動(dòng)性,增加研究生動(dòng)手的機(jī)會(huì)和時(shí)間,使研究生課程更具吸引力。
總之,通過(guò)學(xué)科平臺(tái)課程的搭建和技術(shù)方法類課程模塊的建設(shè)及學(xué)科進(jìn)展和學(xué)術(shù)活動(dòng)的展開,使學(xué)生具備盡可能寬厚的知識(shí)面,進(jìn)一步提高了學(xué)生解決問題和分析問題的能力,從而使其科研能力得到有效的提升,并為今后進(jìn)一步改善研究生課程的設(shè)置提供了參考。
中圖分類號(hào)：R741文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1007-2349（2014）10-0088-03
阿爾茨海默病（Alzheimer’s disease，AD）是一種中樞神經(jīng)系統(tǒng)的退行性疾病，以進(jìn)行性的記憶和行為障礙為主要臨床表現(xiàn)，其與衰老顯著相關(guān)，患病率隨年齡的增長(zhǎng)而攀升，病情呈進(jìn)行性加重。AD 的臨床癥狀主要為認(rèn)知功能障礙。認(rèn)知功能障礙根據(jù)疾病的發(fā)生和發(fā)展，可分為輕度、中度和重度。輕度以近記憶障礙和人格改變常為首發(fā)最明顯癥狀，其情緒不穩(wěn)，思維緩慢，對(duì)周圍人較冷淡。到達(dá)重度時(shí)，記憶力、思維及其他認(rèn)知功能皆嚴(yán)重受損，常伴有高級(jí)皮層功能受損，如失語(yǔ)、失認(rèn)和失用及非認(rèn)知性精神癥狀。
據(jù)流行病學(xué)研究表明，該病的發(fā)病階段與年齡有著一定的聯(lián)系，在65歲及以上的AD患者占人群中的54%，值得注意的是，在85歲及以上老年人群中，AD患病率超過(guò)了50%[1]。而隨著人類壽命的延長(zhǎng)，人類社會(huì)進(jìn)入老齡化社會(huì)，老年性癡呆已經(jīng)成為一種對(duì)人民健康危害嚴(yán)重的疾病[2]。有調(diào)查顯示，目前AD已經(jīng)成為導(dǎo)致老年人死亡的三大原因之一，2010年全球由AD造成的經(jīng)濟(jì)支出為6040億美元，遠(yuǎn)高于人們治療癌癥和心臟病的經(jīng)濟(jì)支出[3]。
1阿爾茨海默病的發(fā)病機(jī)制
11阿爾茨海默病的現(xiàn)代醫(yī)學(xué)發(fā)病機(jī)制普遍認(rèn)為AD為多因素影響的綜合征，已有研究提示[4-8]，AD 可能由以下病因引起：①年齡增長(zhǎng)；②家族史；③不良的生活方式，如吸煙酗酒、不合理飲食、缺乏鍛煉、與社會(huì)交流少；④低教育水平；⑤腦血管疾病史、頭部創(chuàng)傷史、糖尿病、冠心病、憤怒情志。AD 通常起病隱匿，為進(jìn)行性病程，逐漸加重，起病到死亡病程約 6～10 年，但也有些患者認(rèn)知功能障礙癥狀發(fā)展緩慢，病程可持續(xù)約 15 年以上。患者的年齡和家族史為最大致病危險(xiǎn)因素。
AD的發(fā)病機(jī)制非常復(fù)雜，迄今尚未完全明確。目前研究認(rèn)為可能在AD的發(fā)生和進(jìn)程中起一定作用發(fā)病機(jī)制主要集中在：神經(jīng)元活動(dòng)/代謝低下、神經(jīng)元應(yīng)激和損傷、炎癥以及遺傳等幾方面的因素。其中大部分研究都著圍繞著Aβ展開，Aβ是構(gòu)成老年斑的重要組成成分，目前已有大量證據(jù)顯示該蛋白可能是AD重要的發(fā)病因子。1992年Hardy提出“淀粉蛋白級(jí)聯(lián)假說(shuō)（amyloid β-protein，Aβ）”，將Aβ正式定位在AD發(fā)病過(guò)程的中心和關(guān)鍵位置上。湘雅醫(yī)學(xué)院人體解剖學(xué)系與神經(jīng)生物學(xué)系蔡艷研究認(rèn)為：（1）AD時(shí)過(guò)量產(chǎn)生的Aβ最初可能來(lái)源于失營(yíng)養(yǎng)神經(jīng)突起中的軸突成分；（2）β-位點(diǎn)APP剪切酶-1（β-siteAPP cleavage enzyme-1，BACE-1）可能參與調(diào)節(jié)失營(yíng)養(yǎng)性軸突產(chǎn)生過(guò)量Aβ；（3）神經(jīng)元的代謝功能降低可能是引起B(yǎng)ACE-1上調(diào)進(jìn)而形成老年斑的上游機(jī)制之一[9]。此外，轉(zhuǎn)基因技術(shù)已證實(shí)腦內(nèi)Aβ的沉積能夠誘導(dǎo)以磷酸化的tau蛋白為主要成分的NFT的形成[10]。基于以上研究成果，目前較多學(xué)者認(rèn)為Aβ沉積是AD發(fā)病的中心環(huán)節(jié)。
12阿爾茨海默病的中醫(yī)病因病機(jī)
121古代醫(yī)家對(duì)AD病因病機(jī)的認(rèn)識(shí)本病最早記載見于《內(nèi)經(jīng)》，如《素問?王常政大論》云“太陽(yáng)司天，寒氣下臨，心氣上從……善忘。”《靈樞?大惑論》闡述了健忘的病因病機(jī)：“上氣不足，下氣有余，腸胃實(shí)而心肺虛，虛則營(yíng)衛(wèi)留于下，久之不以時(shí)上，故善忘也。”蓋心肺虛而胃腸實(shí)，營(yíng)衛(wèi)留于下，則腎中之精氣，不能時(shí)時(shí)上交于心，故健忘。隋代以巢元方《諸病源候論》為代表，認(rèn)為健忘屬虛勞范疇，五勞六極均可出現(xiàn)健忘，在臟為心腎虛衰，在氣血精津液為精血虧虛。唐?孫思邀認(rèn)為虛勞可致健忘，“六極”之血極和精極，以及七傷為健忘發(fā)病之因，后者為其首倡。兩宋時(shí)期對(duì)健忘病因病機(jī)的認(rèn)識(shí)體現(xiàn)在兩個(gè)方面：以《太平圣惠方》、《太平惠民和劑局方》、《圣濟(jì)總錄》為代表，認(rèn)為心虛、腎虛、心勞、精極、血極、脈極皆令人健忘，而心虛（心陽(yáng)虛及心氣血虧虛）為最主要因素，且詳細(xì)闡明健忘歸因于心的機(jī)理。金元時(shí)期對(duì)健忘論述較少，承隋唐之說(shuō)，多認(rèn)為健忘常由精血虧耗所致。然該時(shí)期創(chuàng)痰濁致忘新說(shuō)，對(duì)健忘病因病機(jī)進(jìn)行了補(bǔ)充。危亦林認(rèn)為痰迷心包，清竅被蒙，可致健忘，加味豬苓湯專為“痰迷心包，健忘失事，言語(yǔ)如凝”設(shè)，開健忘從痰論治之先河。朱丹溪亦云：“健忘，精神短少者多，亦有痰者”。明清時(shí)期對(duì)健忘病因病機(jī)的認(rèn)識(shí)出現(xiàn)了2種不同的趨勢(shì)：一為對(duì)歷代認(rèn)識(shí)的闡發(fā)、豐富和總結(jié)，如認(rèn)為健忘與遺傳因素有關(guān)，智慧生于心腎之交，對(duì)心腎之交的進(jìn)一步分析等。一為接受西方醫(yī)學(xué)腦主記憶的觀點(diǎn)，結(jié)合中醫(yī)對(duì)腎精和腦髓、心和神明、心和腎之間關(guān)系的認(rèn)識(shí)，逐漸發(fā)展成一種新的發(fā)病學(xué)說(shuō)―腎精髓腦學(xué)說(shuō)。此學(xué)說(shuō)再經(jīng)后世發(fā)展，成為現(xiàn)代醫(yī)家論述老年性癡呆發(fā)病機(jī)理的主要學(xué)說(shuō)之一。
122現(xiàn)代中醫(yī)對(duì)AD病因病機(jī)的認(rèn)識(shí)現(xiàn)代醫(yī)家參照古人對(duì)健忘等病證的認(rèn)識(shí)，結(jié)合自身經(jīng)驗(yàn)，發(fā)展了老年性癡呆病因理論。主要包括以下幾個(gè)方面：①因虛致呆；②因痰致呆；③七情致呆；④其它：如稟賦不足、中毒、外傷、酗酒等。本病病機(jī)錯(cuò)綜復(fù)雜，許多學(xué)者對(duì)此各抒己見，以顏德馨等為代表的一些學(xué)者結(jié)合現(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究成果，認(rèn)為痰癖阻竅是發(fā)病的關(guān)鍵，西醫(yī)之“淀粉樣蛋白沉積”“老年斑”“神經(jīng)纖維纏結(jié)”是痰癖的微觀體現(xiàn)；周超凡、陳桂銘等學(xué)者則從中醫(yī)理論出發(fā)，發(fā)展對(duì)健忘的認(rèn)識(shí)，認(rèn)為腎精虧虛是健忘發(fā)生的根本原因。更多學(xué)者將二者結(jié)合起來(lái)，形成虛實(shí)夾雜的病機(jī)認(rèn)識(shí)。
2阿爾茨海默病的治療
21西醫(yī)治療由于 AD 目前確切的發(fā)病機(jī)制尚未得到充分闡明，治療方法主要是通過(guò)藥物作用于不同的神經(jīng)遞質(zhì)系統(tǒng)，增強(qiáng)中樞神經(jīng)系統(tǒng)的高級(jí)活動(dòng)，減輕疾病過(guò)程中出現(xiàn)的各種癥狀，延緩癡呆的進(jìn)一步發(fā)展。臨床上常用的治療方法有：①增加腦內(nèi)乙酰膽堿（Ach）濃度的藥物，如他克林，安理申，艾斯能，加蘭他敏等；②改善腦血液循環(huán)和腦細(xì)胞代謝的藥物（腦復(fù)康、都可喜、喜得鎮(zhèn)）；③抗氧化劑，如司來(lái)吉蘭、維生素 E、褪黑素、銀杏提取物；④免疫治療[11]，分為主動(dòng)免疫治療和被動(dòng)免疫治療，通過(guò)延緩和清除腦組織中的 Aβ沉積，改善 AD 的臨床癥狀；⑤雌激素替代治療[12～13]，研究顯示其對(duì)絕經(jīng)期女性治療更為有效；⑥防止微管相關(guān)蛋白（tau蛋白）過(guò)度磷酸化的藥物；⑦其他治療，包括針灸治療[14]、心理治療、社會(huì)干預(yù)等。但這些方法對(duì) AD 的治療非常有限，均不能阻止和逆轉(zhuǎn)疾病的發(fā)展。因此，找出新的治療方法成為目前研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)。
22中醫(yī)治療
221單味中藥研究山東中醫(yī)藥大學(xué)周霞從中醫(yī)經(jīng)典古籍入手，對(duì)歷代重要醫(yī)籍有關(guān)健忘文獻(xiàn)進(jìn)行整理研究，經(jīng)統(tǒng)計(jì)學(xué)處理，共得方劑296首，涉及藥物217味，其中隋唐前32首，兩宋時(shí)期121首，金元時(shí)期25首，明清時(shí)期118首。藥物出現(xiàn)總頻次為3767味次。分析高頻藥類分布規(guī)律及高頻藥物選用規(guī)律得：總3767味次中，補(bǔ)益藥為2595味次，為6889%，非補(bǔ)益藥1172味次，為3111%。補(bǔ)益藥中補(bǔ)陰藥為1298味次，為5008%，超過(guò)半數(shù)，益氣藥緊隨其后。提示補(bǔ)益是其重中之重，兼以益氣溫陽(yáng)補(bǔ)血。非補(bǔ)益藥中安神、清熱、開竅藥位居前三，且累積頻率為5444%，其中清熱藥主要為清虛熱之品。故補(bǔ)益之外，安神、清虛熱、開竅為主要治療手段。活血藥和理氣藥居第四第五。按出現(xiàn)頻次由高到低總排列，高頻藥物為遠(yuǎn)志、人參、茯苓、石菖蒲、山藥、茯神、熟地、肉桂、炙甘草、麥門冬、五味子、牛膝、白術(shù)、生地、柏子仁、肉從蓉、天門冬。
222中藥復(fù)方研究日本對(duì)古代名方如黃連解毒湯、當(dāng)歸芍藥散、鉤藤散、抑肝散、八味地黃丸、濟(jì)生腎氣丸等古方均有研究，其中當(dāng)歸芍藥散、鉤藤散研究最多。國(guó)內(nèi)對(duì)開心散進(jìn)行研究者較多，主要集中在開心散的作用機(jī)制和有效成目前臨床上分上。黑龍江張博、黃樹明總結(jié)了開心散的主要作用機(jī)制：①改善行為學(xué)表現(xiàn)，提高記憶力；②影響 Aβ產(chǎn)生和分解；③增強(qiáng)神經(jīng)突觸可塑性；④保護(hù)神經(jīng)元；⑤抗氧化；⑥抑制乙酰膽堿酯酶活性；⑦調(diào)節(jié)腦內(nèi) NO 含量。中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院尚偉芬等用藥理研究指導(dǎo)植化分離，尋找中藥復(fù)方開心散有效部位（KXS），并說(shuō)明KXS是開心散方劑中主要的有效成分之一，其益智作用可能是通過(guò)直接作用于中樞學(xué)習(xí)記憶的生理過(guò)程。
223針灸治療研究針灸治療AD具有肯定的療效[15～16]，上海中醫(yī)藥大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院解剖教研室朱晶，國(guó)海東，邵水金對(duì)針灸治療AD的作用機(jī)制進(jìn)行總結(jié)，主要為以下方面：①調(diào)節(jié)神經(jīng)遞質(zhì)的釋放；②保護(hù)神經(jīng)元；③提高神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子含量；④調(diào)節(jié)海馬蛋白激酶活性，改善細(xì)胞內(nèi)信號(hào)通路；⑤抑制腦組織炎性反應(yīng)；⑥調(diào)節(jié)異常蛋白質(zhì)的水平；⑦上調(diào)自噬活性水平。但是針灸治療AD中取穴不一，治療方法多樣，在臨床治療中針灸雖然可以改善癥狀，但一些生化指標(biāo)差異并不能與動(dòng)物實(shí)驗(yàn)療效一樣顯著，需通過(guò)進(jìn)一步的驗(yàn)證和探索，選取更為特異的生化指標(biāo)。
3阿爾茨海默病的中醫(yī)藥治療的研究展望
隨著老年化社會(huì)的到來(lái)，阿爾茨海默病（Alzheimer’s disease AD）的發(fā)病率逐年升高，AD已是繼心血管疾病和腫瘤之后的老年人死亡的第三大病因。由于AD的病理機(jī)制尚不清楚，所以目前仍缺乏理想的藥物。目前，臨床治療藥物大多是針對(duì)AD某一特定病理環(huán)節(jié)進(jìn)行干預(yù)，只能盡量減輕疾病過(guò)程中所出現(xiàn)的各種癥狀，延緩癡呆的進(jìn)一步發(fā)展，對(duì)AD的治療很難取得滿意效果，且有不良反應(yīng)大、費(fèi)用昂貴、社會(huì)經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)大等不足。
中醫(yī)藥治療AD已經(jīng)積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，具有整體調(diào)理、綜合施治的優(yōu)點(diǎn)，且毒副作用少，適宜長(zhǎng)期服用，同時(shí)在保健預(yù)防及調(diào)暢情志等方面有許多獨(dú)到之處，形成了較為系統(tǒng)的理論。中醫(yī)藥通過(guò)提高記憶力、影響 Aβ產(chǎn)生和分解、增強(qiáng)神經(jīng)突觸可塑性、保護(hù)神經(jīng)元、抗氧化等多途徑達(dá)到治療AD的作用，相信隨著對(duì)中醫(yī)藥治療AD機(jī)制的深入研究，中醫(yī)藥通過(guò)多種途徑改善AD臨床癥狀和病理變的機(jī)制將會(huì)更加清晰，并能為臨床治療AD等神經(jīng)退行性變疾病提供新的思路。
但目前中醫(yī)藥治療還存在許多不足，如辨證分型還不夠全面，不能客觀地反映本病的證治規(guī)律，并且劑型種類較單一，阻礙了臨床廣泛應(yīng)用等。在這些方面，尚有待于今后進(jìn)一步研究。另外由于AD病理機(jī)制復(fù)雜，目前AD模型的設(shè)計(jì)尚不能完全模擬其癥狀和病理改變，且在臨床治療中中醫(yī)藥雖然可以改善癥狀，但一些生化指標(biāo)差異并不顯著，需通過(guò)進(jìn)一步的驗(yàn)證和探索，選取更為特異的生化指標(biāo)。參考文獻(xiàn)：
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