N-甲基-D-门冬氨酸受体与使君子酸受体在培养海马神经元树突上的膜表面表达与共定位

目的 研究含NR2B亚单位的N 甲基 D 门冬氨酸 (NMDA)受体 (NR2B NMDAR)与含GluR1亚单位的使君子酸 (AMPA)受体 (GluR1 AMPAR)在发育不同阶段的培养海马神经元树突上的膜表面表达与共定位。 方法 以FLAG NR2B和GFP GluR1表达载体共转染原代培养第 5d(DIV5 )的大鼠海马神经元 ,分别用相应特异性抗体和荧光标记二抗作活细胞染色 ,显示膜表面表达的受体簇。 结果 对DIV7和DIV14的培养海马神经元树突表面受体簇计数 (个数 10 0 μm) ,GluR1 AMPAR受体簇分别为 5 9 2± 5 6和 74 8± 3 1(P <0 0 5 ) ;NR2B NMDAR为 38 7±3 5和 80 8± 4 9(P <0 0 1) ;两者共定位为 16 3± 5 2和 4 0 1± 6 0 (P <0 0 1)。DIV14海马神经元 4 0 %的共定位受体簇分布在树突棘上。 结论 随着海马神经元的发育 ,树突膜表面NR2B NMDAR、GluR1 AMPAR及两者共定位受体簇密度均增加 ,提示 ,形成更多具有活性的兴奋性突触 ,且主要位于树突棘上。

SIRT1调节突触蛋白Synapsin 1表达和神经元树突生长

阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)早期就出现突触功能紊乱。沉默调节蛋白1(silent information regulator 1,SIRT1)是与AD相关的重要去乙酰化酶。本研究探讨了SIRT1对突触蛋白1(synapsin 1)表达和对神经元树突生长的影响。Western印迹检测结果显示,SIRT1显著抑制小鼠神经瘤母细胞系N2a细胞和海马神经元细胞内突触蛋白1的蛋白质表达(P<0.01)。而自噬溶酶体降解途径抑制剂(3-Methyladenine,3-MA)处理可使突触蛋白1的蛋白质表达水平显著上升(P<0.01),说明其抑制作用可能与突触蛋白1的自噬溶酶体途径降解有关。利用免疫荧光检测SIRT1活化剂白藜芦醇(resveratrol,RSV)对神经元树突生长的影响,发现RSV可促进海马神经元树突生长,并抑制其分支生成。SIRT1^+/-杂合子小鼠脑内突触蛋白1的蛋白质表达较之正常组显著增高(P<0.05),树突棘密度显著增加(P<0.05)。综上所述,SIRT1可抑制突触蛋白1表达并且调节神经元树突的生长。

早期炎症诱发青春期抑郁的机制-小胶质细胞吞噬神经元树突棘

生命早期的炎症(如儿童期创伤感染等),显著增加个体在青春期或成年后患上抑郁症的风险,其发病机制不清。小胶质细胞是大脑的免疫细胞,在脑内含量丰富。中国科学技术大学张智课题组从小胶质细胞吞噬神经元树突棘的角度,探讨早期炎症诱发青春期抑郁的机制。主要结果:(1)向出生后第14 d的小鼠(P14,发育关键期)注射LPS,以模拟早期炎性反应。前扣带回(ACC)的小胶质细胞,在LPS注射后6 h出现明显活化,24 h恢复正常,并持续到小鼠出生后的45 d(P45,青春期)。

一种无毒性,高效率的结合HRP——类霍乱原(B亚单位)HRP(即CB-HRP)——及其对神经元树突构筑学的贡献

以麦芽凝集素(wG)或霍乱毒素(CT)作为结合物的辣根过氧化物酶(WG-HRP或CT-HRP)对神经元标记能力的灵敏度较无结合的单纯HRP分别提高了60倍及100倍(Wan,etal.,Brain Res。243:215,1982)现在,结合HRP已为国际上广泛应用,其中以我们提出的CT-HRP最为灵敏。但是,它们的结合物(各种植物凝集素、包括WG;各种细菌毒素,包括CT)对活细胞均具有毒性。如何去除毒性而又保留高效标记的灵敏度,遂成为结合HRP在正常神经生物学应用中必须解决的重要课题。目前国际上尚未见解决此问题的办法。

进化树突状神经元模型

人工神经网络通过模拟生物神经网络处理信息的过程和机制已经成功地解决了一些比较复杂的非线性问题,如分类问题。传统训练人工神经网络的方法容易陷入局部最优,并且模型可解释性差。因此用进化计算替代传统的训练方式来训练树突状神经网络模型。为了验证进化计算能够训练神经网络,采用了4个不同的分类数据集和3个不同的进化计算算法进行实验,结果表明了进化计算能够更好地训练神经网络。

β淀粉样蛋白寡聚体毒性环境下Bryostatin-1对神经突触活性的影响和潜在机制

在原代海马神经元上建立通过外加Aβ寡聚体所导致的突触毒性模型,并使用蛋白印迹、激酶活性、激光共聚焦显微成像和电生理等技术检测PKC激酶的非选择性激动剂Bryostatin-1是否可以保护Aβ寡聚体导致的突触毒性。结果显示,在Aβ毒性模型中,Bryostatin-1可以改善树突棘的形态,并促进树突棘成熟。此外,电生理结果显示Bryostatin-1可以显著改善突触后的微型兴奋性突触后电流频率,AMPA受体与NMDA受体的比例并没有发生显著改变。蛋白印迹结果显示Bryostatin-1可以上调突触生物标记物水平。蛋白印迹试验结果表明,Bryostatin-1可以上调mTOR-S6K1信号通路的活性。通过在神经元中转染GFP-RFP-LC3质粒并进行激光共聚焦显微观察,结果提示Aβ寡聚体可以抑制神经元内自噬通量,而Bryostatin-1可以提高被Aβ寡聚体所抑制的自噬通量。结果提示,Bryostatin-1激活mTOR-S6K1信号通路,并随后调节细胞自噬功能可能是其在Aβ寡聚体毒性环境下保护神经元突触功能的分子机制。

EPO对Aβ1-42所致AD样大鼠皮层神经元树突棘的影响

目的探讨erythropoietin(EPO)对Aβ1-42所致AD样大鼠记忆能力和皮层神经元树突棘的影响及作用机制。方法雄性Wistar大鼠48只随机分为4组:生理盐水组、模型组、EPO治疗组和脑复康阳性对照组,每组12只。其中生理盐水组双侧海马注射生理盐水各5μL,其余3组大鼠双侧海马注射凝聚态β-淀粉样蛋白(Aβ)各5μL造模。EPO治疗组和脑复康阳性对照组从造模手术当天开始腹腔注射EPO(5 000 IU/kg,隔日一次)和脑复康(40 mg/kg,每日一次)。术后第10天Morris水迷宫法检测各组大鼠空间定向学习和记忆能力;利用高尔基染色、连续震荡切片和人工计数的方法,分析各组大鼠皮质神经元树突棘量的改变情况。结果与生理盐水组、EPO治疗组及脑复康组相比,模型组水迷宫测试潜伏期延长,差异均有统计学意义(P<0.05)。与生理盐水组相比,模型组皮质神经元树突棘数目数目减少,EPO治疗组及脑复康对照组数目明显多于模型组(P<0.05);而EPO治疗组及脑复康对照组相比则无明显差异(P>0.05)。结论 EPO可以减轻Aβ1-42对大鼠皮质神经元树突棘的破坏,提高大鼠认知能力。

海马锥体神经元树突中电压依赖性钾通道研究进展

海马锥体神经元树突上分布着多种电压依赖性钾离子通道,但这些通道在胞体和树突不同部位的分布密度以及在突触电活动中的功能意义各不相同。倒传递动作电位(b-AP)和兴奋性突触后电位(EPSP)是树突中常见的功能电信号。本文简要介绍了近年来海马锥体神经元树突上这些钾离子通道及其电活动的生理和病理学研究成果。

miR-20调控人乳牙牙髓干细胞向神经元样细胞的定向分化

背景:研究发现miR-20在促进骨髓间充质干细胞以及炎症牙周膜干细胞的成骨分化中具有重要意义,但其在牙髓干细胞向神经元细胞分化中的调节功能尚未完全阐明。目的:探讨miR-20调控骨形态发生蛋白信号通路诱导人乳牙牙髓干细胞向神经元样细胞定向分化的机制。方法:从人脱落乳牙中分离纯化乳牙牙髓干细胞并进行神经诱导分化,观察诱导分化期间细胞形态变化,检测Nestin、NSE、miR-20、BMP2的表达。将乳牙牙髓干细胞分为如下5组:阴性对照组(转染阴性对照序列)、miR-20 mimic组(转染mi R-20模拟物48 h)、mi R-20 inhibitor组(转染miR-20抑制物48 h)、通路抑制剂组(骨形态发生蛋白通路抑制剂处理细胞10 d)、联合组(转染mi R-20模拟物并且在转染后24 h在培养基中添加通路抑制剂处理细胞10 d)。各组乳牙牙髓干细胞在神经诱导分化第12天,采用Real-time PCR和Western blot检测BMP2、BMPR2、Nestin和NSE的m RNA和蛋白水平,免疫荧光染色观察Ⅲβ-tubulin的表达,高尔基染色检测神经元细胞树突棘数目。结果与结论:①乳牙牙髓干细胞随时间的延长逐渐分化为神经元样细胞,Nestin表达在分化期间先增高后降低,NSE、mi R-20和BMP2表达水平逐渐升高;②与阴性对照组相比,mi R-20 mimic组BMP2、BMPR2、Ⅲβ-tubulin、Nestin和NSE水平上调并且诱导神经元树突棘生成;而miR-20inhibitor组和通路抑制剂组BMP2、BMPR2、Ⅲβ-tubulin、Nestin和NSE蛋白表达下调并抑制神经元树突棘生成;骨形态发生蛋白通路抑制剂能逆转miR-20对乳牙牙髓干细胞神经分化的诱导。③上述结果表明,mi R-20能够通过激活骨形态发生蛋白信号通路从而诱导乳牙牙髓干细胞向神经元样细胞定向分化。

脑源性神经营养因子对苯丙氨酸诱导的Cdc42、Rac1和RhoA蛋白表达的影响

目的观察脑源性神经营养因子(BDNF)对苯丙氨酸诱导的神经元树突的生长及其Cdc42、Rac1和RhoA蛋白表达的影响。方法胎鼠大脑皮层神经元培养3 d后,加入0.9 mmol/L苯丙氨酸或同时加入100 ng/mlBDNF诱导,免疫组化标记神经元突起并计数,Western blotting检测Cdc42、Rac1和RhoA蛋白表达。结果神经元在苯丙氨酸诱导2 d后,苯丙氨酸减少了神经元树突数(P<0.01),而同时加入BDNF可改善苯丙氨酸诱导的神经元树突的减少(P<0.01)。并且BDNF抑制苯丙氨酸诱导的Cdc42、Rac1和RhoA蛋白表达下调。结论BDNF可能通过影响Cdc42、Rac1和RhoA表达改善苯丙氨酸所致的神经元损伤。BDNF对治疗苯丙酮尿症脑损伤可能具有潜在的应用价值。

围术期神经认知紊乱在不同大鼠模型的研究进展

2018年,围术期神经认知紊乱(Perioperative Neurocognitive Disorders,PND)的名称正式被提议取代原来术后认知功能障碍(Postoperative Cognitive Dysfunction,POCD)的定义用来描述围术期所发生的认知功能异常[1]。尽管PND可能会影响到任何年龄的个体,但高龄患者相较而言更易患上PND,因为衰老的生物体特别容易受到外周免疫激活所产生的记忆损伤以及年龄的增加本身就会造成神经元树突棘的破坏[2-3]。

早期应激干扰背外侧纹状体树突棘分化的研究

早期应激可以持久损害机体认知功能,包括纹状体相关的判定、决策功能。但生命早期的背侧纹状体多棘神经元树突棘的分化能被早期应激干扰,其机制尚不清楚。本研究在幼鼠出生第2天,通过改变幼鼠饲养环境达7天建立早期应激动物模型,并运用图像技术、分子生物学、形态学等方法,研究早期应激对纹状体多棘神经元树突棘早期分化的影响。幼鼠出生第16天,检测背内侧、背外侧纹状体多棘神经元树突分支和树突棘数量及突触后蛋白PSD-95含量。结果显示早期应激选择性影响背外侧纹状体多棘神经元发育,应激小鼠背外侧纹状体多棘神经元上树突棘数量减低,树突棘前体-丝状伪足及近胞体侧树突分支数量增加,表达的PSD-95含量在背外侧纹状体显著减少。结果表明持续7天的早期应激干扰背外侧纹状体多棘神经元树突棘的分化,延缓树突棘成熟。

淫羊藿苷通过调节RhoA/ROCK信号通路改善AD神经元和树突损伤的机制

目的:观察淫羊藿苷对阿尔茨海默病(AD)模型大鼠Ras同源基因家族成员A(RhoA)/Rho相关卷曲螺旋形成蛋白激酶(ROCK)信号通路的作用,并探讨其改善神经元和树突损伤的作用机制。方法:通过对大鼠双侧侧脑室注射β样淀粉蛋白1-42(Aβ_(1-42),2.5 g·L^(-1))建立AD模型,并将大鼠分为模型组,淫羊藿苷低、中、高剂量组(0.03、0.06、0.09 g·kg^(-1)),另设空白组。空白组和模型组按10 mL·kg^(-1)的剂量灌胃等体积的生理盐水。采用Morris水迷宫评估大鼠的认知功能。采用尼氏染色观察大鼠海马CA1区病理形态。采用高尔基染色观察大鼠海马CA1区树突棘密度和树突长度。采用实时荧光定量聚合酶链式反应(Real-time PCR)检测大鼠海马中肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白细胞介素-1β(IL-1β)、白细胞介素-6(IL-6)、RhoA、ROCK1和ROCK2的m RNA表达水平。采用蛋白免疫印迹法(Western blot)检测大鼠海马中TNF-α、IL-1β、IL-6、RhoA、ROCK1和ROCK2的蛋白表达水平。结果:与空白组比较,模型组大鼠逃避潜伏期显著增加(P<0.01),穿越平台次数和目标象限驻留时间显著减少(P<0.01)。与模型组比较,淫羊藿苷中、高剂量组大鼠逃避潜伏期减少(P<0.05,P<0.01),穿越平台次数和目标象限驻留时间增加(P<0.05,P<0.01)。与空白组比较,模型组大鼠海马CA1区神经元数量、树突棘密度和树突长度显著减少(P<0.01)。与模型组比较,淫羊藿苷中、高剂量组大鼠海马CA1区神经元数量、树突棘密度和树突长度增加(P<0.05,P<0.01)。与空白组比较,模型组大鼠海马中TNF-α、IL-1β、IL-6、Rho A、ROCK1、ROCK2的m RNA和蛋白表达水平显著升高(P<0.01)。与模型组比较,淫羊藿苷中、高剂量组大鼠海马中TNF-α、IL-1β、IL-6、Rho A、ROCK1、ROCK2的m RNA和蛋白表达水平下降(P<0.05,P<0.01)。结论:淫羊藿苷改善AD认知功能、神经元和树突损伤可能与抑制Rho A/ROCK信号通路相关。

褪黑素通过改善神经元树突棘可塑性在瑞芬太尼诱发大鼠痛觉过敏机制中的作用

目的:探究褪黑素通过改善神经元树突棘可塑性在瑞芬太尼诱发大鼠痛觉过敏机制中的作用。方法:30只810周龄的SD大鼠(175200 g),根据研究目的随机分为三组:对照组((大鼠足底进行切口手术,生理盐水处理,n=10),模型组(大鼠足底进行切口手术,静脉滴注瑞芬太尼,n=10),治疗组(在模型组的基础上行褪黑素处理,n=10)。通过机械诱发痛和热缩足检测不同组处理后2 h、2 d、3 d和7 d大鼠的爪缩回阈值,通过RT-qPCR分析大鼠中IL-1、TNF-α和IL-1β的m RNA表达,通过蛋白印迹检测大鼠体内AMPA和Kalirin-7的蛋白表达,通过观察组织切片比较不同组大鼠的脊柱密度和长度,通过低感光电荷耦合设备的摄像头监视器分析单个神经元的电生理。结果:在第2 h、2 d、3 d和7 d的测试中,相比于对照组,模型组痛缩足阈降低(P<0.05),热缩足潜伏时间缩短(P<0.05),IL-1、TNF-α、IL-1β的m RNA表达、AMPA和Kalirin-7的蛋白表达均升高(P<0.05),脊柱密度、脊柱长度升高(P<0.05),电流幅度升高(P<0.05),电流间隔降低(P<0.05)。治疗组较模型组的痛缩足阈升高(P<0.05),热缩足潜伏时间延长(P<0.05),IL-1、TNF-α和IL-1β的m RNA表达、AMPA和Kalirin-7的蛋白表达均降低(P<0.05),脊柱密度、脊柱长度降低(P<0.05),电流幅度降低(P<0.05),电流间隔升高(P<0.05)。结论:褪黑素通过抑制AMPA和Kalirin-7的蛋白表达改善神经元树突棘可塑性,从而降低瑞芬太尼诱发的大鼠痛觉过敏。

衰老模型大鼠空间记忆的改变及抑郁样行为的研究

目的建立一种大鼠衰老模型,观察其认知障碍和抑郁样行为的变化,并初步探讨该模型引发的2种疾病的共病机制。方法 SD雄性大鼠经D-半乳糖和三氯化铝联合给药后,采用Morris水迷宫测定其学习记忆能力,采用强迫游泳实验检测抑郁样行为的改变,采用高尔基染色观察海马区神经元的发育情况,检测超氧化物歧化酶(SOD)和丙二醛(MDA)含量,并分析氧化应激指标的改变。结果与对照组相比,模型组大鼠在水迷宫中逃避潜伏期延长(P<0.05),平台停留时间和经过平台的次数减少(P<0.05),强迫游泳实验中在水中的不动时间明显延长(P<0.01),高尔基染色显示模型组大鼠海马区树突棘密度明显降低(P<0.01),海马区SOD活力下降(P<0.05),MDA含量增加(P<0.05)。结论建立了一种新的并发认知障碍和抑郁的动物模型,这2种疾病的共病机制可能与自由基超载和代谢失衡过程中神经系统生长发育遭到破坏有关。

3%七氟烷对老年大鼠认知功能的影响

目的 探讨吸入3%七氟烷对老年大鼠认知功能的影响。方法 30只老年SD雄性大鼠随机分为对照组(给予吸入30%氧气6 h)和S1组(给予3%七氟烷,30%氧气吸入6 h,1 d后行实验),S2组(给予3%七氟烷,30%氧气吸入6 h,7 d后行实验),每组各10只。分别在大鼠苏醒后1 d或7 d进行水迷宫实验,观察大鼠行为学变化。将大鼠脑组织切片,记录并比较单位长度海马神经元树突棘个数。通过Western Blot法测定大鼠海马NMDA受体NR2A亚基、NR2B亚基的表达。结果 S1组与对照组比较逃逸潜伏期延长、穿越平台次数减少(P<0.05)。S2组组逃逸潜伏期、穿越平台次数与对照组比较,差异均无统计学意义(P>0.05)。麻醉组单位长度下海马神经元的树突棘数量与对照组相比差异均无统计学意义(P>0.05)。S1组与对照组比较NR2A和NR2B表达明显下调(P<0.05)。结论 3%七氟烷造成麻醉后1 d老年大鼠认知功能障碍,但不造成麻醉后7 d老年大鼠认知功能障碍。

运动丘脑处理运动相关信息及其在帕金森病中的应用

运动丘脑（Motor thalamus,Mo T）是参与运动控制与调节的丘脑内部核团,包括腹前核（Ventroanterior nucleus,VA）、腹内侧核（Ventromedial nucleus,VM）、腹后外侧核（Ventrolateral posterior nucleus,VLp）和腹前外侧核（Ventrolateral anterior nucleus,VLa）。正常状态下干预Mo T可以影响动物运动功能;而病理状态（如帕金森病,Parkinson’s diseases,PD）中Mo T活动发生了变化,对其进行干预可改善部分运动症状。上述现象说明Mo T有处理运动相关信息的作用,但具体机制尚未完全清楚。

KNDC1功能的研究进展

激酶非催化C-叶结构域蛋白( KNDC)1又称V-KNDC1 ( KIND )、RASGEF2、C10 orf23、Very-KIND、bB439 H18. 3 ,是近年来发现的新基因,在脑的不同区域表达水平不同,尤其在小脑颗粒细胞中表达最高〔1〕.其在许多信号传导通路的蛋白间分子识别和功能调控中扮演重要角色〔2〕.研究表明, KNDC1与神经元树突的生长、人脐静脉内皮细胞( HUVEC)的衰老及纤维核心蛋白的修饰有关,有望成为新的研究热点.本文将 KNDC1 这一新调控因子的结构特点与其功能作用及其机制进行综述.