支配初级视皮层的丘脑背外侧核神经元亚群的小鼠全脑输入图谱构建

目的·在小鼠全脑范围定量分析支配初级视皮层的丘脑背外侧核神经元亚群的直接输入神经元。方法·向C57BL/6J雄性小鼠初级视皮层注射表达小麦胚芽凝集素和Cre重组酶融合蛋白的腺相关病毒,同时向丘脑背外侧核注射Cre重组酶依赖的分别表达禽类肉瘤/白血病病毒包膜蛋白受体TVA和狂犬病毒糖蛋白的假性狂犬病毒辅助腺相关病毒。28 d后,向初级视皮层注射假性狂犬病毒。待假性狂犬病毒携带的绿色荧光蛋白在丘脑背外侧核神经元亚群的上游输入神经元中充分表达后,即7 d后,收集小鼠脑部样本,并制作冰冻切片。荧光显微镜下观察支配初级视皮层的丘脑背外侧核神经元亚群的输入神经元在脑内的分布情况,并使用高通量解剖数据分析软件进行定量分析。结果·荧光显微镜观察及定量分析结果发现,支配初级视觉皮层的丘脑背外侧核神经元亚群的输入神经元在皮层、间脑和中脑均有分布,分别占全脑绿色荧光标记神经元总数的(58.1±4.8)%、(23.2±0.9)%和(15.3±4.0)%。在皮层区域,输入神经元分布最多的区域是躯体运动皮层、视皮层和躯体感觉皮层;在前额叶皮层和中间联合皮层也有大量输入神经元分布;在感觉皮层中,输入神经元的胞体主要分布在第5层和第6层。结论·支配初级视觉皮层的丘脑背外侧核神经元亚群的输入神经元在全脑分布广泛,其中多数位于皮层区。

脊髓损伤重塑皮质脊髓运动神经元突触输入的作用

背景:脊髓损伤后的功能恢复依赖于运动皮质的功能重塑,然而运动皮质功能重塑的解剖基础研究较少,了解脊髓损伤后运动皮质功能的解剖变化可对脊髓损伤后功能恢复的调控以及康复治疗等提供新的思路以及研究方向。目的:解析脊髓损伤后初级运动皮质功能重塑的神经回路结构基础。方法:C57BL/6J小鼠随机分为假手术组、脊髓损伤组。向两组小鼠C4脊髓注射表达Cre重组酶融合蛋白的腺相关病毒,同时在大脑初级运动皮质注射Cre重组酶依赖的分别表达禽类肉瘤/白血病病毒包膜蛋白受体TVA和狂犬病毒糖蛋白的假性狂犬病毒辅助腺相关病毒。第14天时脊髓损伤组小鼠建立C6脊髓背侧半切模型,同时向两组小鼠初级运动皮质注射假性狂犬病毒,7 d后收集小鼠脑部样本,制作冰冻切片,观察支配皮质脊髓运动神经元的输入神经元在脑内的分布情况并进行定量分析。结果与结论:荧光显微镜观察及定量分析结果发现,两组小鼠支配初级运动皮质脊髓运动神经元的输入神经元在大脑皮质、间脑和中脑均有分布。其中,假手术组小鼠大脑皮质的输入神经元占全脑输入神经元总数的(84.0±3.6)%,间脑占(10.6±2.3)%,中脑占(0.7±0.4)%;脊髓损伤组直接突触的输入神经元在皮质、间脑和中脑中的占比分别为(81.7±1.0)%,(13.1±0.5)%和(1.6±0.8)%。脊髓损伤组初级运动皮质输入神经元在3个区域的比例以及数量均与假手术组无明显差异。脊髓损伤后,各脑区内支配皮质脊髓运动神经元的输入神经元数量无明显变化,提示皮质脊髓束受损后初级运动皮质的功能重塑可能不仅依赖于受损皮质脊髓运动神经元相关突触输入的改变,而更多地与受损神经元自身的转录调控变化有关。