中枢神经元树突电活动和树突返传动作电位在突触可塑性调控中的作用--悼念树突功能研究的先驱张香桐院士

本文回顾了张香桐院士在上世纪50年代完成的有关神经元树突电活动和功能特性的先驱性研究工作,简要介绍了此后成为神经科学研究热点之一的树突在中枢突触传递和突触可塑性形成中所起作用的研究概况,籍以说明张香桐院士不愧为神经科学研究历史上做出过突出贡献的人物之一。

c-fos基因的反义寡聚脱氧核苷酸鞘内注入减弱福尔马林引起的大鼠伤害性行为反应及脊髓背角Fos蛋白和强啡肽 A表达的研究(英文)

本研究通过鞘内注射 c-fos反义寡聚脱氧核苷酸 (antisense oligodeoxynucleotide,AS-ODN)封闭背角中 F os蛋白的表达 ,观察了 Fos蛋白合成和慢痛反应的关系 ,并分析 Fos蛋白合成和强啡肽 A(Dyn A)表达之间的关系。实验组动物 (n=5 )鞘内预先注射 c-fos的 AS-ODN(5 0μg,5μl) ,另两个对照组 (每组 n=5 )分别注射等量生理盐水和 AS-ODN的反序核苷酸 (reverseoligodeoxynucleotides,RS-ODN,5 0μg,5μl) ;4h后 ,各组动物均在一侧后肢脚掌皮下注射 formalin(5 % ,5 0μl) ,并立即用计算动物舔拭注射侧后脚掌累计时间的方法 ,检测大鼠的伤害性行为反应 ,行为检测后 1h处死动物 ,用免疫组化方法检查脊髓背角中 Fos蛋白阳性神经元的数量和强啡肽 A(1～ 8)的表达量。结果发现 ,和两个对照组相比 ,实验组动物 Formalin诱发的伤害性行为反应的第二相明显减弱 ,同时 Form alin注射侧背角 F os蛋白样免疫阳性细胞的数量和 Dyn A含量的灰度值明显减少。本研究结果提示 ,外周伤害性刺激引起的长期持续的痛反应是以 c-fos基因表达增加及受其调控的 Dyn A表达上调为基础的 ,由此推测在脊髓背角神经元中 Fos蛋白和 Dyn

成年大鼠海马CA1区锥体神经元外向整流氯离子单通道特性

采用膜片钳内面向外式技术 ,在急性分离成年大鼠海马CAl区锥体细胞上记录到了外向整流氯离子通道(outwardlyrectifyingchloridechannel ,ORCC) .长时间去极化 (≥ 60mV)刺激后 ,在 3 0 %的游离膜片上记录到有外向整流特性的单通道氯电流 ,膜电位在 -60mV到 0mV之间的单通道电导为 (16 58± 1 54) pS (n =10 ) ,而在 0mV到 + 60mV之间电导为 (40 92± 3 17)pS .通道开放概率有明显的电压依赖性 (膜电位 -60mV时 ,Po=0 44± 0 12 ;膜电位为 + 60mV时 ,Po=0 86± 0 0 6,n =10 ) .在对称Cl- 浓度 (150mmol/L)时 ,通道翻转电位为 (-4 17± 1 84)mV .当溶液中部分NaCl被葡萄糖酸钠替代后 ,翻转电位为 :(-3 4 2 3± 4 86)mV ([Cl- ] i/ [Cl- ] o=(3 0mmol/L) / (150mmol/L) ) ,接近氯离子通道的理论值 ,这表明通道具有氯离子选择性 .浴槽液中分别加入氯通道阻断剂DIDS和SITS可以使 + 4 0mV的通道开放概率从 (0 83± 0 0 6)和(0 86± 0 0 6)分别降低到 (0 12± 0 0 5)和 (0 13± 0 0 4) (n =5) ,冲洗后可使开放概率基本恢复 .上述研究结果显示 。

突触前代谢型谷氨酸受体调节神经递质的释放

谷氨酸通过激活离子型受体(iGluR)介导快速兴奋性突触传递,参与脑内几乎所有生理过程。谷氨酸过量释放可导致与脑缺血、缺氧及变性疾病有关的兴奋毒作用,最终引起神经元的死亡。代谢型谷氨酸受体(mGluRs)是一个与G-蛋白偶联的受体家族,分三型共八个亚型。其中Ⅱ和Ⅲ型mGluRs主要位于突触前,发挥对谷氨酸释放的负反馈调节。Ⅲ型mGluRs中的mGluR,位于谷氨酸能末梢突触前膜的活性区,发挥自身受体的作用,对正常情况下突触传递过程的谷氨酸释放进行负反馈调节;而属于Ⅱ型的mGluR2及属于Ⅲ型的mGluR4和mGluR8,则位于远离突触前膜活性区的外突触区,因而正常突触传递过程中释放的谷氨酸量不能激活它们。只有在突触传递增强的情况下才被激活,抑制递质的释放。另外,mGluRs还分布在GABA能纤维末梢,通过突触前机制抑制GABA的释放。对突触前膜受体尤其是位于外突触区的mGluRs受体的研究,将有可能开发出理想的工具药,从而预防和阻止谷氨酸过量释放引起的神经毒及神经元的死亡。

视皮层LTP维持阶段的突触形态计量学研究

本实验使用１８～２０ｄ的幼年大鼠视皮层脑片标本，在ＬＴＰ出现后３ｈ取局部微脑片固定进行ＬＴＰ维持阶段超微结构的研究。分别与孵育相同时间而未予任何刺激的脑片和仅给予测试刺激的脑片作比较。运用图像分析仪分别对三组电镜结果进行以下参数的测量：（１）突触间隙的宽度；（２）突触后致密物（ＰＳＤ）的厚度；（３）活性区的长度；和（４）突触界面曲率。用双盲法对突触数目进行计量，并用立体计量学方法对各种突触类型进行定量，所得数据用方差分析进行统计学处理。结果显示：（１）ＬＴＰ形成后１５ｈ左右，其反应达到峰值，然后维持在最高水平一直到３ｈ仍无下降趋势；（２）突触间隙的宽度较两个对照组明显增宽；（３）ＰＳＤ的厚度也明显增厚；（４）活性区的面密度及突触界面曲率明显增加；（５）总突触数目和棘突触数目的数密度较空白对照明显增高；（６）穿孔性突触的数密度与对照组相比明显增加。结果提示：活性区面密度的增加及突触界面曲率的增大可能是ＬＴＰ维持的形态学基础。穿孔性突触的形成与ＬＴＰ的维持密切相关。

5-HT对弓状核神经元的直接兴奋作用和通过GABA能局部神经元实现的抑制作用(英文)

用大鼠离体灌流脑片的细胞外单一神经元电生理记录技术 ,观察了 5 HT对弓状核神经元自发放电的影响。结果表明 :(1)在随机选取的 149个神经元中 ,有 33个 (2 2 .2 %)可被 5 HT兴奋 ,82个 (5 5 .0 %)被抑制 ,其余 34个 (2 2 .8%)出现双相反应或不出现反应 ;(2 )用低Ca2 + 高Mg2 + 人工脑脊液替换正常人工脑脊液后 ,5 HT引起的兴奋效应仍可出现 ,但 5 HT引起的抑制效应不再出现 ;3) 5 HT受体的非选择性拮抗剂cyproheptadine对5 HT引起的兴奋或抑制都有阻断作用 ;(4 )用GABA受体拮抗剂bicuculline (Bic)可以阻断 5 HT引起的抑制作用。据此推测 :(1) 5 HT的兴奋效应对低Ca2 + 环境不敏感 ,因而是 5 HT直接作用于所记录细胞的结果 ;(2 ) 5 HT的抑制效应对低Ca2 + 敏感 ,并可被Bic所阻断 ,因而 5 HT可能是先兴奋了局部GABA能中间神经元 ,后者再通过释放GABA抑制了所记录的神经元。

用二异氰酸甲苯酯滴鼻建立常年性变应性鼻炎模型的光镜及电镜观察

为进一步探讨鼻超敏的发病机制，用二异氰酸甲苯酯（ＴＤＩ）———一种半抗原物质滴鼻建立大鼠常年性变应性鼻炎（ＰＡＲ）模型，对该模型鼻粘膜进行光镜、扫描电镜和透射电镜观察，发现其形态学改变与ＰＡＲ临床表现大致吻合，鼻粘膜可见特征性的肥大细胞及嗜酸性粒细胞浸润。基于本文研究的结果，认为ＴＤＩ可用于建立大鼠鼻超敏模型；ＴＤＩ诱发的鼻粘膜形态学改变可进一步加剧ＰＡＲ的病理生理学改变。

溶血磷脂酸对β-淀粉样蛋白片段AβP31-35所致小鼠大脑皮层离体神经元凋亡的神经保护作用(英文)

已报道低浓度溶血磷脂酸(lysophosphatidic acid,LPA)对去血清培养所致的神经元凋亡有神经保护作用.为了进一步观察LPA是否对β-amyloid peptide fragment 31-35(AβP31-35)所致的神经元凋亡也起类似的作用,本研究应用DNA电泳分析、HO33342和TUNEL染色法等技术,对培养的小鼠大脑皮层神经元进行了观察.结果显示,只有使用较低浓度的LPA(1～10μmol/L)、并且将此剂量的LPA比AβP31-35提前12～24 h加入培养液时,才可看到LPA明显削弱了AβP31-35所致的神经元凋亡.以上结果表明,适当浓度的LPA在长时间预作用的条件下,可对AβP31-35所致的皮层神经元凋亡起保护因子或抗凋亡因子的作用,但其作用途径可能较在去血清培养所致的凋亡时更为复杂,因为在去血清的同时加入LPA就能制止去血清所致的凋亡.

β-淀粉样蛋白31-35片段对海马神经元分离膜片Ca^(2+)激活大电导钾通道的抑制

为了确定β－淀粉样蛋白（ＡβＰ）在影响神经元电生理特性并导致神经毒作用时的最短活性序列，实验采用膜片钳技术，在急性分离的大鼠海马ＣＡＩ区锥体细胞的“内面向外”式膜片上，观察了ＡβＰＲ的３１－３５和２５－３５片段对Ｃａ２＋激活大电导钾（ＢＫ）通道活动的影响。结果显示，浴液中给予 ５μｍｏｌ／Ｌ的ＡβＰ ３１－３５后，ＢＫ通道的平均开放概率（Ｐｏ）和开放频率在１～３ｍｉｎ内分别减少了８５．８％（Ｐ＜０．０１）和７２．１％（Ｐ＜０．０１）；平均开放时间减少了４１．１％（Ｐ＜０．０１）；平均电流幅度则无明显改变（Ｐ＞０．０５）；给子同样摩尔浓度的ＡβＰ ２５－３５后，ＢＫ通道平均Ｐｏ减少了８５．５％（Ｐ＜０．０１），平均开放时间减少了５１．４％，（Ｐ＜０．０５）。结果提示，两种ＡβＰ片段对海马神经元ＢＫ通道具有抑制作用，这可能与ＡβＰ的神经毒性作用有关；ＡβＰ３１－３５片段可能是ＡβＰ分子中影响细胞电生理特性的最小活性序列。

蛋白激酶C部分参与伤害性刺激在脊髓背角神经元中引起的c-fos蛋白的表达而可能不参与阿片受体对脊髓痛感受的调制(英文)

实验用免疫细胞化学技术观察了大鼠鞘内分别注入蛋白激酶(PKC)抑制剂Chelerythrine(Chel)、纳洛酮(Nal)、或二者同时注入后,由后脚掌注射福尔马林引起的脊髓腰膨大背角中c-fos蛋白样免疫活性(Fos-LI)神经元数目的改变。结果发现:(1)鞘内注入Chel可显著降低福尔马林注射侧脊髓背角中Fos-LI神经元的数目,同空白对照组(鞘内注入生理盐水或10％的DMSO)相比,降低60.3％(P<0.001):(2)鞘内注入Nal后,福尔马林注射侧背角中Fos-LI神经元显著增加,同对照组相比,增加46.0％(P<0.01),而以背角深层增加最为明显;(3)在鞘内同时注入Chel和Nal后,与单独注入Nal组相比,脊髓背角中Fos-LI神经元的数目显著降低(降低53.2％),此数值与上述单独注入Chel时引起Fos-LI神经元降低的百分率近似。结果提示:(1)PKC只参与脊髓背角中部分Fos-LI神经元中c-fos蛋白的表达;(2)PKC可能不参与背角中同时激活的μ-(以及部分δ-)阿片受体对脊髓伤害性感受的调制。

大鼠鞘内注入前强啡肽原的反义寡聚核苷酸减弱福尔马林引起的脊髓背角中强啡肽 A的合成和行为痛反应 :细胞免疫化学和行为学联合观察(英文)

应用大鼠鞘内预先注入对抗前强啡肽原表达的反义寡聚核苷酸技术 ,观察了此处理对动物后脚掌注射福尔马林 ( 5 %,1 0 0μl)诱发的行为痛反应的影响 ,同时在行为检查的 1 h后立即用免疫组化技术检测了大鼠腰髓背角 c-Fos蛋白和强啡肽 A( 1 -8)的表达。结果显示 ,上述反义寡聚核苷酸预处理可明显减弱注射福尔马林引起的行为痛反应 ,而且背角中强啡肽 A( 1 -8)表达下降 ,福尔马林引起背角 Fos蛋白合成不受影响。前已证明 ,鞘内注射对抗 c-fos的反义寡聚核苷酸 ,可以减弱福尔马林引起的痛反应 ,同时背角 Fos蛋白和强啡肽 A( 1 -8)表达量减小 ;因而本实验的结果表明 :( 1 )伤害性刺激诱导背角 Fos蛋白和强啡肽合成参与伤害性信息在脊髓的传递过程 ,Fos蛋白的合成先于强啡肽的合成。 ( 2 )在脊髓痛过敏状态的调制中 ,强啡肽是作为一种致痛因子而不是抗痛因子起作用。

c-fos反义寡聚核苷酸对亚硒酸钠引起的皮质神经元凋亡的保护作用(英文)

本文利用 c-fos ASO(反义链全部硫代磷酸化修饰 )技术阻断 c-fos的表达 ,观察此项处理对亚硒酸钠在体外培养皮质神经细胞致凋亡作用和相关基因表达改变的影响。结果显示 :( 1) c-fos ASO可阻断亚硒酸钠的致凋亡作用 ,且有一定的剂量和时间依赖性 ;用琼脂糖凝胶电泳分析由各个时间点提取的 DNA片段 ,与对照组比较 ,c-fos ASO能明显阻断亚硒酸钠诱导的典型的 DNA梯型 ;用流式细胞仪检测得到的 DNA含量直方图也显示 ,在 c-fos ASO处理后 ,与对照组比较 ,亚硒酸钠引起的亚二倍体峰变小 ;( 2 )用 RT-PCR法检测表明 ,在用 c-fos ASO和亚硒酸钠处理皮质神经细胞后 ,不仅阻断了 c-fos表达的上调 ,对其它几种基因表达的改变也有不同的影响 ,与对照组比较 ,c-fosm RNA在各个时间点 ( 0 .5、1、2、4和 2 4h)不再上升 ,bcl-2 m RNA则不再下降 ,bax m RNA和 ACh E m RNA都不再上升 ;唯一不同的是 ,p5 3m RNA的变化趋势则与未经 c-fos ASO预处理时基本相同 ,在多数时间点两组 p-5 3m RNA水平之间无显著性差异 ( P>0 .0 5 ) ,说明此基因的表达基本不受 c-fos ASO作用的影响。上述结果提示 ,亚硒酸钠诱导的神经元凋亡可能是一组级联式基因表达更变的结果 ,c-fos是其中的一个组成成员 ,它的表达改变被阻断后 ,处于它下游?

溶血磷脂酸对培养小鼠大脑皮层神经元的双重作用:抗凋亡和促凋亡(英文)

应用DNA电泳分析、H033342和TUNEL染色法、以及部分地使用透射电镜技术,检测了不同浓度的溶血磷脂酸(lysophosphatidic acid,LPA)对离体培养的小鼠大脑皮层神经元存活情况的影响。结果显示,低浓度的LPA(0.1-30μmol/1)对去血清培养所致的皮层神经元凋亡有浓度依赖性的保护作用,而较高浓度的LPA(>50μtmol/L)不仅不表现这种保护作用,而且可引致培养在含血清的完全培养基中的皮层神经元出现凋亡。以上结果表明,适当浓度的LPA对凋亡的皮层神经元起着保护因子或抗凋亡因子的作用,而较高浓度的LPA则起着促凋亡因子的作用。

溶血磷脂酸对离体培养的大鼠胚胎神经干细胞向神经胶质细胞分化的影响(英文)

本研究用免疫细胞化学荧光双标技术观察了溶血磷脂酸(lysophosphatidic acid,LPA)对大鼠胚胎神经干细胞(neural stem cells,NSCs)分化为少突胶质细胞(galactocerebroside-positive,Gal-C阳性)和星形胶质细胞(glial fibrillary acidic protein-positive,GFAP阳性)的影响,并且用RT-PCR技术对NSCs可能表达的LPA受体进行分析。结果显示:(1)加入不同浓度(0.01～3.0μmol/ L)LPA,第7天进行检测时,少突胶质细胞数量呈明显的剂量依赖性增加,峰值出现在1.0μmol/L LPA组,少突胶质细胞所占百分比从对照组的8.5%增加到32.6%;(2)星形胶质细胞的分化几乎不受LPA的影响,第7天时各LPA处理级星形胶质细胞百分比与对照组相比均无显著性差异;(3)RT-PCR结果显示,大鼠胚胎NSCs的LPA_1和LPA_3受体表达明显,而LPA_2受体表达很弱。以上结果表明,较低浓度的LPA可能作为细胞外信号,通过LPA_1和LPA_3受体促进大鼠胚胎NSCs向少突胶质细胞分化和生成,但对星形胶质细胞的分化过程无明显影响。

溶血磷脂酸促进离体大鼠胚胎神经干细胞的增殖及其向胆碱能神经元分化(英文)

溶血磷脂酸（1ysophosphatidic acid，LPA）是一种细胞外磷脂信号。本研究用[^3H]-胸腺嘧啶掺入法、免疫细胞化学和Western blot等技术，观察了LPA对体外培养的大鼠胚胎神经干细胞（neural stem cells，NSCs）的增殖以及向MAF2标记的一般神经元和ChAT标记的胆碱能神经元的分化的影响。结果显示：（1）在特殊的无血清培养基中加入低浓度的LPA（0．01-1．0μmol/L）后，NSCs对【^3H】-胸腺嘧啶的摄入呈剂量依赖性增加，表明LPA对NSCs有显著的促增殖作用；（2）在培养基中加入胎牛血清以诱导NSCs的分化，发现低浓度的LPA增加MAF2阳性和ChAT阳性神经元的比例，0．1μmol／L LPA引起的增加达到峰值；（3）Western blot分析显示LPA促进了MAP2和ChAT的表达；（4）在诱导NSCs出现分化早期，用倒置显微镜观察到低浓度的LPA明显促进细胞突起的生长和细胞的迁移。以上结果表明，低浓度LPA在一定范围内可以促进NSCs的增殖、并分化为一般的MAP2阳性神经元和特殊的胆碱能神经元，而且LPA可以促进在分化早期出现的神经元或神经胶质细胞前体细胞的迁移和突起生长。

阻断一氧化氮形成对大鼠海马和大脑皮层由行为训练诱发的生长抑素mRNA表达的影响(英文)

用水迷宫和一次性被动回避反应两种行为学训练方法 ,结合脑室内注射一氧化氮合酶 (NOS)抑制剂 NAME(Nω-nitro-L -arginine)和原位杂交技术 ,观察了阻断 NOS前后大鼠海马和大脑皮层前额叶等区域由行为学训练诱发的生长抑素 (somatostatin,SOM) m RNA阳性细胞数量的改变。结果显示 :(1)同未经训练的对照组相比 ,两种行为学训练都引起海马和大脑皮层中 SOMm RNA阳性细胞的显著增加 ;(2 )在脑室中注射了 NAME的实验组动物 ,两种行为学训练都不能再诱发上述阳性细胞的增加 ,同时NAME也阻止了训练组出现的学习和记忆的形成。以上结果提示 。

福尔马林皮下注入引起大鼠脊髓背角表层神经元Fos蛋白和蛋白激酶Cβ亚型的共同表达 :免疫细胞化学双标法研究(英文)

目的 :研究慢性伤害性模型大鼠脊髓背角表层神经元中Fos蛋白和蛋白激酶Cβ亚型的表达间的关系。方法 :用免疫细胞化学双标技术 ,观察了大鼠一侧后脚掌注射福尔马林 1h后 ,脊髓腰段背角神经元中Fos蛋白和蛋白激酶Cβ亚型 (PKCβ)的表达及二者的共存情况。结果 :1)注射侧背角表层中有大量Fos蛋白样免疫组化染色阳性神经元出现 ,且其中一半以上同时有PKCβ样免疫反应的增强 ,而背角表层中有PKCβ样免疫反应增强的神经元中 ,只有 1/5同时有Fos蛋白样阳性反应出现 ;2 )在注射侧背角Ⅴ～Ⅶ层中也有少量Fos蛋白样阳性反应神经元出现 ,但它们都不出现PKCβ LI反应的增强。结论 :背角表层中的双标免疫阳性神经元可能与慢性伤害性输入引起的脊髓过敏状态的形成有关。

单侧外周伤害性刺激诱发大鼠脊髓中转录因子CREB的双侧磷酸化(英文)

c AMP反应成分结合蛋白 (c AMP response elem ent-binding protein,CREB)是一种转录因子 ,它在磷酸化之后可调节靶基因的转录。 CREB在 13 3位置的丝氨酸的磷酸化 ,与脊髓中伤害性传入的处理有关 ,本文作者等用特殊抗体对此进行了免疫细胞化学研究。在正常大鼠 ,虽然几乎所有脊髓神经元的核中都可见 CREB的轻度着色 ,但磷酸化的 CREB仅见于双侧腰段脊髓的 ～ 层 (75± 15 vs60± 18)和 层 (9± 3 )。用福尔马林注射引起一侧后脚掌出现炎症时 ,可在双侧腰段脊髓看到磷酸化CREB细胞核的快速 (小于 5 min)和节段性的显著增多 ;它们主要分布在双侧背角表层 ～ 层 (2 5 4± 2 0 vs 2 62± 2 3 )、 层(115± 13 )和双侧 ～ 层 (3 46± 2 0 vs3 2 8± 2 6) ;而在对照和炎症组大鼠的胸段脊髓中均未见磷酸化 CREB的增加。在注射CFA诱发一侧炎症或切断一侧坐骨神经的实验组大鼠 ,也可看到至少延续到第三天的强而双侧性的 CREB的磷酸化。这种由一侧后肢伤害性传入引致腰段脊髓中镜像式双侧 CREB磷酸化的出现 ,与一般看到的损伤传入只在同侧脊髓背角引起某些神经化学改变的结果不同 。

Humanin拮抗Aβ_(31-35)诱导的神经元凋亡

为了研究Humanin(HN)对Aβ31-35诱导的大鼠皮层神经元凋亡的影响,本研究采用原代培养的大鼠皮层神经元,应用流式细胞术、TUNEL法、HO33342染色法检测不同时间(0、8、16h)加入不同浓度的HN对Aβ31-35致神经元凋亡的影响。结果显示:Aβ31-35(25μmol/L)引起培养皮层神经元的凋亡率明显增高,神经元凋亡率由7.43%上升到32.69%;凋亡指数由6.87%上升到28.36%(P<0.05)。与Aβ31-35同时或提前8h给予不同浓度(5,10,20μmol/L)的HN对Aβ31-35(25μmol/L)诱导的神经元凋亡均未产生影响;但20μmol/L的HN提前16h孵育可明显抑制Aβ31-35所致的神经元凋亡,其凋亡率由32.69%下降到20.36%,凋亡指数由28.36%下降到17.57%。本研究结果提示,HN拮抗Aβ31-35致神经元凋亡作用具有剂量和时间依赖性。