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摘要：目的：通过观察不同负荷游泳运动后,大鼠小脑神经生长相关蛋白(GAP-43)基因mRNA和基因蛋白的表达情况,以及对大鼠空间学习记忆能力的影响,探讨不同负荷运动、小脑GAP-43基因表达以及学习记忆三者之间存在的关系。方法：将48只SD大鼠随机分为不同负荷运动组+自然喂养组(Swimming and Nature,N组)和不同负荷运动+Morris水迷宫行为学训练组(Swimming and Morris,M组)两大组,N组在7周游泳训练后,断头取材,进行生化指标检测；M组7周训练结束后,先进行Morris水迷宫行为学训练10天,再进行1次空间探索后取材。按照不同的运动负荷,N组又分为：空白对照+自然喂养组(Control and Nature,CN组)、中等负荷运动+自然喂养组(Middle Swimming and Nature,MN组)、过度负荷运动+自然喂养组(Overload Swimming and Nature,ON组)；M组分为空白对照+Morris水迷宫行为学训练组(Control and Morris,CM组)、中等负荷运动+Morris水迷宫行为学训练组(Middle Swimming and Morris,MM组)、过度负荷运动+Morris水迷宫行为学训练组(Overload Swimming and Morris,OM组)。在相应时间段取材后采用HE染色观察小脑的形态结构变化,用Real-time PCR和Western-blot定量分析GAP-43的基因表达情况,用激光共聚焦显微镜扫描免疫荧光切片以观察神经生长相关蛋白在小脑的表达部位。结果：1、HE染色观察：中等负荷组(MN组和MM组)细胞排列整齐,层次清晰,浦肯野氏细胞密集,细胞结构完整,核位于中央；过度负荷组(ON组和OM组)细胞排列较疏松,浦肯野氏细胞形态、大小各异,细胞核偏向胞体一侧,胞浆出现空泡,排列层次略微紊乱等;2、Real-time PCR检测：N组GAP-43基因m RNA表达量成上升趋势,其中,ON组GAP-43m RNA表达量显著性上调于CN组(P<0.05),MN组表达量上调于CN组,但无统计学意义(P>0.05)；M组GAP-43基因mRNA表达量同N组一样,亦成上升趋势,但数据之间无统计学意义(P>0.05)；组间比较,MM组GAP-43基因mRNA非显著性上调于MN (P>0.05);3、Western-blot检测：在N组中,MN组和ON组的GAP-43基因蛋白表达量与CN组比较,都非常显著性上调(P<0.01),ON组GAP-43基因蛋白表达量非常显著性上调于MN组(P<0.01)：M组中,OM组GAP-43基因蛋白表达量显著性上调于CM组和MM组(P<0.01)：4、免疫荧光检测：只在小脑浦肯野氏细胞中检测到了目的蛋白,其中CN组没有检测到阳性细胞,OM组阳性细胞数量多于MM组,但OM组浦肯野氏细胞形态大小不一、层次排列紊乱,这个HE染色结果一致；5、Morris水迷宫行为学检测：空间航行实验数据显示M组随着训练天数增加,平均潜伏期不断下降,CM组从第2天开始至第10天,进行日间比较,均无统计学意义(P>0.05)；MM组从第3天开始至第10天,进行日间比较,均无统计学意义(P>0.05)；OM组情况同CM组；空间探索实验数据显示MM组穿梭平台的平均次数显著性多于CM组(P<0.05)和OM组(P<O.05)；OM组穿梭平台平均次数比CM组少,但不具有统计学意义(P>0.05)。结论：1、坚持长期中等负荷运动可以通过神经生长相关蛋白的适度表达使神经可塑性增强,进而对大鼠的空间学习能力以及空间记忆能力产生良好的维持和促进作用;2、过度负荷运动引起神经生长相关蛋白的过度表达可能参与了神经损伤修复过程；3、神经生长相关蛋白的阳性细胞表达部位为小脑浦肯野氏细胞,提示小脑可能参与了空间学习记忆过程。