小清蛋白阳性抑制性中间神经元与视觉发育可塑性的研究进展

大脑的复杂功能有赖于其内在神经元及神经网络系统的相互作用,而谷氨酸能投射神经元和γ-氨基丁酸能抑制性中间神经元在其中发挥重要作用。生后视觉系统的发育存在“关键期”,此时易受外界环境影响,从而影响视觉可塑性。视觉环境的变化会使视皮层之间的神经联系和突触结构发生适应性调整,细胞外基质中的神经周围网在这个过程中被证实发挥重要作用,而其主要包裹的小清蛋白阳性抑制性中间神经元(PV^(+)INs)亦参与了视觉发育关键期可塑性调控。PV^(+)INs为一类表达小清蛋白的中间神经元,存在于大脑各部分。尤其近年来研究发现,特异性调控这类神经元不仅解释了弱视、抑郁症以及自闭症等疾病的潜在治疗机制,还为这些疾病提供了更为精准的治疗方法。现对PV^(+)INs从起源到视觉发育关键期结束过程中各类调控因素,以及其参与视觉发育可塑性的研究现状进行综述,以期为视皮质可塑性基础研究提供一定的指导。

背侧抑制性轴突导向蛋白对鸡胚脊髓背侧中间神经元发育的影响

目的:探讨在鸡胚脊髓发育早期背侧抑制性轴突导向蛋白(draxin)对脊髓背侧中间神经元(dorsal in-terneurons,dI)迁移特性的影响。方法:应用免疫组织化学的方法观察鸡胚脊髓dI的发育特性;应用电穿孔的方法在鸡胚一侧脊髓内过表达draxin,观察draxin过表达后对鸡胚脊髓内dI神经元发育特性的影响。结果:随着胚胎的发育,鸡胚脊髓内dI3中间神经元首先在脊髓背侧区形成并逐渐向腹侧迁移,而dI2、dI4和dI6中间神经元没有形成明显的腹侧迁移特性;鸡胚脊髓内分别过表达分泌型和跨膜型draxin时,dI3中间神经元的腹侧迁移延迟,且在跨膜型draxin过表达时其受影响程度较高;而dI2、dI4和dI6中间神经元的迁移未受到明显影响。结论:Draxin参与鸡胚脊髓内dI3中间神经元腹侧迁移的调节。

鸡胚后脑内背侧抑制性轴突导向蛋白的表达与23C10阳性神经元的发育相关

目的:初步探讨背侧抑制性轴突导向蛋白即draxin在鸡胚后脑23C10阳性神经元发育过程中的作用。方法:应用免疫组化检测不同发育阶段正常鸡胚后脑内draxin蛋白的表达与23C10阳性神经元及其轴突的发育情况;应用活组织切片与draxin-AP融合蛋白体外孵育的方法,检测23C10阳性神经元及其轴突是否具有与draxin蛋白在体外直接结合的能力。结果:HH18-26发育阶段的鸡胚后脑内,draxin蛋白主要分布在基底节的封套层内;在相同的发育阶段,23C10阳性神经元则在后脑基底节封套层内形成并与周围结构形成大量的轴突联系;大量23C10阳性神经元及其轴突具有与draxin蛋白在体外直接结合的能力。结论:鸡胚后脑内draxin蛋白参与调控早期23C10阳性神经元的形成及其与其他细胞间的轴突投射。

背侧抑制性轴突导向蛋白对鸡胚后脑内23C10阳性神经元轴突投射的影响

目的:初步探讨背侧抑制性轴突导向蛋白即draxin对鸡胚后脑23C10阳性神经元轴突投射过程中的调控作用。方法:对HH13-14发育阶段的正常鸡胚后脑内进行跨膜型和分泌型draxin质粒转染,通过免疫组织化学染色方法,观察HH25-26发育阶段鸡胚23C10阳性神经元轴突的投射情况;应用活组织离体培养方法,检测draxin对鸡胚后脑神经元轴突生长的影响。结果:跨膜型draxin过表达后,有较多23C10阳性神经元的轴突异常投射到同侧后脑背侧部;分泌型draxin过表达后,有少部分23C10阳性神经元的轴突异常投射到同侧后脑背侧部;正常鸡胚和空白质粒过表达对照组均未观察到异常投射的神经元轴突。鸡胚后脑活组织离体培养中,draxin显著抑制体外培养组织内树突的生长,而对照组可见体外培养的组织内有大量树突形成。结论:draxin对鸡胚后脑内23C10阳性神经元的轴突投射具有抑制性导向作用。

戊巴比妥钠对雌性小鼠初级听皮层兴奋性和抑制性神经元的选择性作用

为比较戊巴比妥钠对雌性小鼠初级听皮层(primary auditory cortex,A1)兴奋性神经元与小清蛋白(parvalbumin,PV)抑制性神经元的影响,采用30只成年雌性C57BL/6J小鼠,通过腹腔注射戊巴比妥钠结合在体细胞贴附式方式,记录A1中两类神经元在雌性小鼠麻醉前后声诱发动作电位的变化。结果表明,在戊巴比妥钠麻醉过程中,兴奋性神经元动作电位发放数逐渐减少直至完全消失,随着戊巴比妥钠药力的逐渐消退,动作电位发放数又逐渐恢复。PV抑制性神经元动作电位发放数虽有减少,但并未完全消失。同时,兴奋性神经元平均延时变化量大于PV抑制性神经元平均延时变化量。两类神经元动作电位发放数和延时变化量的不同说明雌性小鼠A1中的兴奋性神经元相对于PV抑制性神经元对戊巴比妥钠的敏感性更强,即戊巴比妥钠对雌性小鼠A1中兴奋性神经元和PV抑制性神经元有选择性作用。

大鼠视皮层组织型纤溶酶原激活剂、神经元周围网络与小清蛋白的发育性共表达关系及其与视皮层可塑性关键期的相关性

目的：探讨出生后的Long Evans大鼠视皮层组织型纤溶酶原激活剂（tPA）与小清蛋白（PV）、神经元周围网络（PNs）三者发育性共表达的关系及其与视皮层发育可塑性的相关性.方法：应用免疫荧光组织化学对生后3（关键期起始）、4（高峰）、5（后期）、7（终止）、9（成年）周龄的Long Evans大鼠视皮层分别进行tPA、NeuN、DAPI和tPA、PV、PNs三重标记以检测它们的表达随发育的时空关系.结果：tPA＋ PNs阳性细胞密度在4周龄显著增加达高峰,随后在9周龄显著减少,tPA＋PV和PV＋PNs阳性细胞密度在3周龄已达峰值并维持至4周龄,在5周龄显著减少至最低水平,随后显著增加至成年高水平;tPA＋PV/tPA和PV＋PNs/PNs比值在3周龄已达最大值,在5周龄显著降至最低,随后显著上升至成年水平;tPA＋ PV＋ PNs阳性细胞密度在可塑性关键期的高峰期即4周龄出现峰值.结论：PNs对PV的包绕随发育的变化可能是PNs参与关键期终止的结构基础;存在tPA＋ PV＋ PNs阳性细胞,此类神经元在可塑性高峰期富集提示它们可能与关键期可塑性的增强有关.

蛛网膜下腔出血引起大鼠长期认知功能损害及其与海马小清蛋白阳性中间神经元细胞关系

目的探讨蛛网膜下腔出血(SAH)后大鼠认知功能损害及其海马区小清蛋白(PV)阳性中间神经元细胞数量变化。方法雄性成年SD大鼠随机分为对照组、假手术组和SAH组。在SAH术后20 w,采用8-臂迷宫实验测定动物的空间认知功能,应用免疫组织化学检测海马区PV阳性中间神经元数量。结果与对照组和假手术组大鼠相比,SAH组大鼠训练时间明显延长(P<0.05);在记忆测试中,间隔1 h、12 h和24 h,3组准确率相似;而间隔2 h、3 h和6 h,SAH组大鼠的记忆正确率明显低于其它两组(P<0.05),显示SAH引起长期记忆功能损害。免疫组化显示,SAH组CA_1区和齿状回(DG)区PV阳性中间神经元细胞数明显低于其它两组(CA_1,P<0.01;DG,P<0.05);CA_2和CA_3区3组之间未见明显差异。结论 SAH可引起长期认知功能损害,这些损害可能与SAH引起海马CA_1和DG区PV阳性中间神经元细胞数减少有关。

FOS神经元网络的双向抑制性调控可塑性变化

行为活动可以激活大脑的一小部分神经元,引起FOS转录因子的表达。表达FOS的神经元,对于编码和唤起记忆具有重要作用。FOS神经元网络的调控是否发生可塑性变化?一直是科学家们感兴趣的问题。研究者以海马CA1椎体神经元为观察对象,对此进行研究。海马CA1椎体神经元主要接受小清蛋白(PV)和胆囊收缩素(CCK)两种抑制性神经元的输入。这些抑制性的输入,对于海马网络振荡的产生很重要。

海马体神经元内源性大麻素Ⅰ型受体与小清蛋白共表达的研究

内源性大麻素系统广泛分布于哺乳动物的中枢神经系统中,参与调节多种生理过程和行为反应。其中,大麻素Ⅰ型受体(Cannabinoid Receptor 1,CB1R)大量分布在表达生长激素抑制素、胆囊收缩素、多巴胺、5-羟色胺等神经递质受体的神经元末梢上。CB1R激活可抑制突触前膜神经递质的释放,逆行调控神经元的兴奋性。然而,对于中枢神经系统中另一类具有重要抑制性作用的小清蛋白(Parvalbumin,PV)阳性的γ-氨基丁酸能中间神经元是否表达CB1R,却鲜有报道。该文利用免疫荧光染色和激光共聚焦成像技术发现,小鼠海马体少量神经元存在PV与CB1R共表达,且PV/CB1R阳性神经元在海马体中的分布无雌雄差异。该结果能为进一步阐明PV与CB1R在功能上的相互作用提供一定参考价值,也将有助于更全面地了解内源性大麻素系统的调控作用。

小清蛋白中间神经元损伤可能是精神分裂症发生发展的中心环节

小清蛋白中间神经元(parvalbumin interneuron, PVI)是一种具有长期发育轨迹的神经元群体,容易受到出生后危险因素的影响和伤害。本文系统复习了可能导致PVI损伤的危险因素,包括多巴胺能系统亢进、NMDA受体被阻断和氧化应激。这些因素均在精神分裂症的疾病发生中起重要作用。损伤的PVI对其下游的神经元活动调控障碍,使中脑腹侧被盖区多巴胺能神经元去抑制因而皮层多巴胺释放增加、谷氨酸脱抑制性释放产生兴奋性神经毒性、并影响少突胶质前体细胞(OPC)发育和成熟因而出现髓鞘化障碍。通过这些途径,PVI损伤影响脑高级功能活动,包括认知、情感和社会功能障碍。

小清蛋白阳性神经元参与疼痛调控及其机制

小清蛋白(parvalbumin,PV)阳性神经元是γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid,GABA)能抑制性中间神经元亚群中的一种,其广泛分布于脊椎动物的外周和中枢神经系统中。以往研究证实PV阳性神经元与精神分裂、癫痫、抑郁、吗啡依赖与戒断、共济失调等密切相关,新近研究表明,外周及中枢神经系统中的PV阳性神经元在疼痛的发生发展及调节过程中均发挥着不可忽视的作用,对PV阳性神经元的活性加以调控有望成为临床疼痛治疗的一个新思路。本文就PV阳性神经元的生物学特性、在外周和中枢神经系统水平参与疼痛调控的研究证据及其参与疼痛调控的可能机制作一综述,以期为关注它的研究者提供参考。

吗啡对原代培养海马神经元内Gi_2蛋白水平的影响

目的观察吗啡对原代培养海马神经元内Ⅱ型抑制性鸟苷酸结合蛋白(Gi2蛋白)水平的影响。方法取培养7天的成熟海马神经元,随机分为吗啡处理4h组(M4)、8h组(M8)、16h组(M16)、24h组(M24)、48h组(M48)和空白对照组(C),每组6孔。吗啡处理组加入终浓度为10μmol/L的吗啡,C组加入生理盐水。免疫荧光技术检测神经元内的Gi2蛋白水平。结果与C组比较,M16组、M24组和M48组海马神经元内Gi2蛋白水平显著降低(P<0·01),而M4和M8组无明显变化(P>0·05)。M48组海马神经元内Gi2水平明显低于M16、M24组(P<0·05)。结论吗啡可降低原代培养的海马神经元内Gi2蛋白水平,降低程度与吗啡处理时间密切相关。

小清蛋白阳性中间神经元在认知功能中的作用

小清蛋白阳性中间神经元(Parvalbumin inhibitory interneurons,PV-INs)是脑中抑制性中间神经的重要成员,参与海马振荡的形成,调节突触可塑性,维持神经递质兴奋/抑制平衡,同时也与胶质细胞存在双向调控,与大脑的学习记忆、恐惧反射等认知功能密切相关。因此,本研究就PV-INs在认知功能中的作用及其机制展开综述。

强迫游泳后大鼠杏仁体中谷氨酸神经元中的pCREB水平显著上调(英文)

杏仁体在情绪性学习记忆及情绪行为中起关键性作用,而这些功能是由杏仁体的三个主要亚核(外侧核、基底外侧核和中央核)执行完成,并与一种转录因子-环磷酸腺苷反应元件结合蛋白(CREB)密切相关。CREB在多种神经活动中都会被激活成为磷酸化的CREB(pCREB)。为探讨杏仁体中哪种神经元表达pCREB以及在情绪性应激刺激后不同时间段内杏仁体中pCREB水平的变化,本试验对大鼠用强迫游泳作为情绪性应激刺激;以抗pCREB、抗谷氨酸(Glu)和抗小清蛋白(PV)抗体标记了杏仁体中的神经元;用Westernblot法测定了杏仁体中的pCREB蛋白水平。结果显示,pCREB表达于谷氨酸免疫阳性神经元中,而不在含小清蛋白的神经元中表达;而pCREB的表达水平在强迫游泳后显著提升。本结果提示,pCREB是通过谷氨酸神经元行使其对情绪过程的调解功能;情绪性刺激后pCREB的表达水平显著提升以应对应激性刺激。

不同力竭运动对大鼠纹状体背外侧神经元电活动的影响及调节机制研究

目的:探讨一次和重复力竭运动对纹状体背外侧神经元电活动的影响及可能的调节机制。方法:8周龄健康雄性Wistar大鼠,随机分为安静对照组(CG)、一次力竭运动组(EG)、7天重复力竭运动组(REG),每组24只,其中6只做电生理实验。采用在体多通道电生理技术记录大鼠在清醒安静状态下,一次力竭运动和7天重复力竭运动后大鼠纹状体背外侧的神经元放电活动;采用免疫荧光双染技术观察各组大鼠纹状体背外侧小青蛋白(Parvalbumin,PV)及NMDAR2B阳性神经元的表达。结果:(1)与安静状态相比,一次力竭运动后大鼠纹状体背外侧中等多棘神经元(medium spiny neuron,MSN)放电频率未发生显著改变(P>0.05),而重复力竭运动后MSN放电频率明显升高(P<0.01);(2)一次和重复力竭运动后大鼠纹状体背外侧局部场电位γ频段的功率谱密度均较安静状态有明显增加(P<0.01),重复力竭运动后增加更为明显,且与一次力竭运动后相比有明显差异(P<0.05);(3)一次和重复力竭运动组大鼠纹状体背外侧PV阳性神经元表达较安静对照组有显著增加(P<0.01);NMDAR2B在各组均有明显表达,重复力竭运动组NMDAR2B与PV阳性神经元共表达神经元个数较安静对照组明显增加(P<0.01)。结论:重复力竭运动与一次运动产生疲劳在中枢调节中有所不同。纹状体背外侧在一次力竭运动引起的疲劳中调节作用不明显,在重复力竭运动引起的疲劳中调节作用增强,NMDAR2B参与介导了纹状体背外侧PV神经元对MSN的兴奋性调控。

针刺对失眠大鼠自发活动节律周期及丘脑网状核内γ-氨基丁酸能神经元的影响

目的:观察针刺对失眠大鼠自发活动近日节律周期、丘脑网状核(TRN)内γ-氨基丁酸(GABA)能神经元、神经元上α7烟碱型乙酰胆碱受体(α7-nAChRs)和神经元突触可塑性的影响,探讨针刺治疗失眠的中枢调节机制。方法:将24只SPF级雄性SD大鼠随机分为空白组、模型组、针刺组,每组8只,采用对氯苯丙氨酸(PCPA)腹腔注射法建立失眠大鼠模型。针刺组于每日ZT授时因子时间(ZT4)(11:00)针刺单侧内关、足三里,每日1次,每次15 min,每5分钟行平补平泻的捻转手法1 min,共5 d。观察大鼠24 h自发活动昼夜节律周期及TRN内小清蛋白阳性神经元(PV)/α7-nAChRs、PV/突触后致密蛋白-95(PSD-95)的共表达情况。结果:造模后,模型组及针刺组自发活动近日节律周期显著缩短(P<0.01,P<0.05);针刺治疗后,针刺组自发活动近日节律周期延长,恢复至正常状态(P<0.05)。免疫荧光结果显示,模型组TRN内PV/α7-nAChRs、PV/PSD-95共表达水平均显著降低(P<0.01,P<0.05);针刺组TRN内PV/α7-nAChRs、PV/PSD-95的共表达水平均显著增加(P<0.05)。结论:针刺可能通过上调PV阳性神经元上α7-nAChRs的表达,激活TRN内GABA能神经元并改善神经元突触可塑性,恢复失眠大鼠自发活动近日节律周期,从而发挥治疗失眠的作用。

甲状腺功能减退大鼠海马Gs、Gi蛋白α亚基蛋白表达及半硫丸对其的调节作用

目的:观察甲状腺功能减退大鼠海马组织Gs、Giα亚基蛋白表达的变化及半硫丸对其的影响,探讨半硫丸防治甲减性脑损伤的作用机制。方法:将实验大鼠随机分为正常对照组和造模组,造模大鼠于每日腹腔注射PTU诱发甲状腺功能减退动物模型后,将造模大鼠进一步随机分为模型组、甲状腺片组、半硫丸组,治疗组分别予相应药物治疗。采用Westernblotting检测技术对每组大鼠脑海马组织Gs、Giα亚基蛋白表达水平进行分析。结果:甲减大鼠海马组织Gsα蛋白的表达水平与正常组比较无显著性差异(P>0·05)。甲减大鼠海马Giα蛋白的表达较正常组显著升高(P<0·01),半硫丸可显著下调甲减大鼠海马Giα蛋白的表达(P<0·01)。结论:甲减大鼠脑海马组织抑制性G蛋白Giα的蛋白表达明显升高,而刺激性G蛋白Gsα的蛋白表达水平无显著性变化,说明甲减脑组织Gsα的含量变化与脑损害的关系不大。半硫丸可以下调甲减大鼠脑组织Giα蛋白的表达水平,通过解除对生长锥的过度抑制,以利于神经突起和突触的改建和塑形,进而促进甲减脑神经元功能的恢复。

利他林对幼年大鼠额叶皮层小清蛋白阳性中间神经元c-Fos表达的影响

目前已知注意力缺损多动症(attention-deficit hyperactivity disorder,ADHD)的发病机制与额叶皮层活动降低、多巴胺(dopamine,DA)和去甲肾上腺素(norepinephrine,NE)不足有关。利他林目前是临床治疗ADHD的首选使用药物。它是单胺类递质转运体抑制剂,通过阻断转运体,提高细胞外DA和NE浓度,达到治疗效果。除此之外,利他林还可以增强皮层锥体神经元的兴奋性,增强皮层整体的活动。但是,利他林对中间神经元活动的影响尚不清楚。本研究采用药理学和免疫组织化学技术,探讨全身注射利他林对幼年大鼠眶额皮层(orbitofrontal cortex,OFC)、前额叶皮层(prefrontal cortex,PFC)和前扣带皮层(anterior cingulate cortex,ACC)中小清蛋白(parvalbumin,PV)阳性中间神经元c-Fos表达的影响。结果显示,利他林显著增加OFC的内侧区(MO)、腹侧区(VO)和外侧区(LO)c-Fos的表达,但是仅增加MO区和VO区PV阳性中间神经元c-Fos的表达,对LO区PV阳性中间神经元c-Fos表达没有影响;对PFC前边缘区(Pr L)和缘下回区(IL)的分析显示,只有剂量为1 mg/kg的利他林可使这两个区域c-Fos的表达和PV阳性中间神经元c-Fos的表达明显增多,而8 mg/kg的利他林则无显著作用。利他林可使ACC中c-Fos的表达和PV阳性中间神经元c-Fos的表达显著增多。以上结果表明,对幼年大鼠全身给予利他林,可以激活其额叶皮层PV阳性中间神经元,提示利他林可能通过激活皮层PV阳性神经元调控皮层锥体神经元动作电位的发放和神经元网络的同步活动,影响皮层的输出。

小清蛋白阳性神经元调节睡眠-觉醒的研究进展

小清蛋白(PV)阳性神经元是γ-氨基丁酸(GABA)能抑制性中间神经元的主要亚型之一,广泛分布于各个脑区。既往研究发现PV阳性神经元与癫痫、精神分裂症、抑郁症、孤独症、老年痴呆症、共济失调、吗啡依赖及戒断等密切相关,新近研究发现PV阳性神经元在睡眠-觉醒调节中同样发挥着重要作用,这意味着PV阳性神经元在全麻致意识消失及意识恢复过程中也有着重要作用。笔者现围绕PV阳性神经元的生物学特征及其在不同脑区调节睡眠-觉醒的研究进展进行综述,以期为全麻致意识消失及意识恢复的机制研究提供新的思路。

GABA神经元在Aβ诱导认知功能缺陷中的作用机制

阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)是最常见的一种中枢神经系统退行性疾病,其主要特征是淀粉样斑块沉积、神经元大量丢失、神经原纤维缠结和认知功能缺陷。研究表明,β淀粉样蛋白(amyloidβ,Aβ)的聚集可能是AD发生过程中导致认知功能缺陷等病理变化的主要起始因子。然而,Aβ诱导病理变化的机制并不清楚。Aβ能够导致兴奋性神经元中谷氨酸能突触传递减少,从而使神经元网络活性受到抑制。但是,最近的研究表明,在AD模型中,Aβ能够引起神经元网络活性异常增加。γ-氨基丁酸能(γ-aminobutyric acid,GABA)抑制性中间神经元功能受损和活性降低可能是造成上述两种不同现象的原因。该文对GABA神经元在Aβ诱导的认知功能缺陷中作用及其机制,以及以GABA神经元为靶点治疗AD的研究现状进行综述。