β淀粉样蛋白对缺氧缺血性脑损伤新生鼠神经元凋亡影响的实验研究

目的:通过建立新生大鼠缺氧缺血性脑损伤(HIBD)模型,以β淀粉样蛋白(Aβ)为切入点,研究其在模型的表达以及与神经元凋亡的关系,探讨Aβ在新生鼠缺氧缺血性脑损伤模型中对神经元的作用及机制。方法:建立10日龄新生大鼠缺血性脑损伤模型,模型后2、4、8、24 h心脏灌注,分别检测脑组织中Aβ、脑内淀粉样前体蛋白(APP)、β-分泌酶(BACE1)、Caspase-3、Cleaved caspase-3、B淋巴细胞瘤-2(Bcl-2)的蛋白表达,BACE1的mRNA表达。使用BACE1抑制剂干预,实验分为三组,缺氧缺血组、抑制剂组和溶剂组,抑制剂组在缺氧缺血后即给予BACE1抑制剂AZD3293处理24 h后再次检测以上指标。结果:APP、Aβ的蛋白表达、BACE1的蛋白表达和mRNA水平在建模后呈时间依赖的上升,24 h达到高峰。同时,促凋亡蛋白Cleaved caspase-3在建模后也呈时间依赖的上升,24 h达到高峰。而在缺氧缺血2 h后,凋亡抑制蛋白Bcl-2的蛋白水平显著升高(P<0.05)。之后逐渐降低,24 h最低。当使用BACE1抑制剂后,Aβ及BACE1在脑组织中的表达显著下降(均P<0.05),而BACE1mRNA的表达没有变化(P>0.05)。同时促凋亡蛋白Cleaved caspase-3的表达明显下降(P<0.05),同时,Bcl-2蛋白的表达也显著升高(P<0.05)。结论:在新生鼠HIBD时Aβ产生增多,应用BACE1抑制剂可降低Aβ的表达,增加Bcl-2的表达,减轻神经元凋亡。

养阴宁神方对去势小鼠海马神经元突触的可塑性调节

目的观察养阴宁神方对雌性小鼠去势后认知功能的影响。方法将60只C57BL/6J雌性小鼠随机分为假手术组,模型组,雌激素组,低、中、高剂量组,每组10只。假手术组仅切开皮肤和腹膜,不摘除小鼠的卵巢;其余各组均进行双侧卵巢切除术。假手术组、模型组均给予等容量的生理盐水(0.1 mL/10 g),雌激素[雌二醇(estradiol,E2),0.09 mg/kg]组及低剂量组(9.459 g/kg)、中剂量组(18.459 g/kg)、高剂量组(36.99 g/kg)灌胃药液,均灌胃3周。记录小鼠术后伤口愈合时间,去势前、去势1周、去势4周进行水迷宫潜伏实验和穿梭实验测试小鼠的学习记忆功能。采用ELISA法测定血清E2含量;HE染色观察小鼠海马神经元的形态;尼氏染色观察海马神经尼氏染色阳性细胞的数量;共聚焦显微镜下观察小鼠海马神经元细胞超微结构情况。结果与假手术组相比,模型组伤口愈合时间延长(P<0.05);与模型组、雌激素组及低、高剂量组比较,中剂量组伤口愈合时间缩短(P<0.05)。去势1周,与假手术组比较,模型组、雌激素组及低、中、高剂量组逃避潜伏期延长、穿梭次数减少(P<0.05)。去势4周,与假手术组比较,模型组逃避潜伏期延长、穿梭次数减少(P<0.05);与模型组相比,雌激素组及低、中、高剂量组逃避潜伏期缩短、穿梭次数增加(P<0.05)。去势4周,与假手术组比较,模型组E2浓度明显降低(P<0.01);与模型组比较,雌激素组及低、中、高剂量组E2浓度明显增高(P<0.01)。尼氏染色显示,与假手术组比较,模型组尼氏阳性细胞数减少(P<0.01);与模型组比较,雌激素组及低、中、高剂量组尼氏阳性细胞数增加(P<0.01)。HE染色显示,假手术组,雌激素组,低、中、高剂量组锥体神经元增多,且突起明显;模型组锥体神经元较少、颗粒细胞较多。共聚焦显微镜下见,假手术组,雌激素组,低、中、高剂量组海马神经元囊泡和突触粗面内质网结构增多;模型组海马神经元囊泡和突触减少。结论养阴宁神方可能通过提高血浆E2水平、改善海马神经元突触形态和功能可塑性、增加去势小鼠的认知功能,从而发挥脑保护作用。

蓝斑核谷氨酸能神经元参与调节小鼠体重

下丘脑是参与进食调控的重要脑区,具有复杂的环路调控机制。然而,是否存在下丘脑以外同样发挥体重调节功能的神经核团尚不清楚。本试验利用神经环路示踪技术,鉴定向背肩胛棕色脂肪组织(interscapular brown adipose tissue, IBAT)发送神经元投射的神经元类型和分布,探究中枢神经元及神经环路调节能量稳态的形态学基础。首先通过报告基因和逆行示踪识别囊泡型谷氨酸转运体2(vesicular glutamate transporter 2, VGlut2)和细胞外调节蛋白激酶(extracellular regulated protein kinase, ERK)神经元,顺行示踪试验拓展VGlut2神经元发送神经支配的大脑区域。化学遗传技术验证VGlut2免疫阳性神经元的体重和采食调控作用。结果显示:LC^(VGlut2::ERK)神经元向IBAT发送密集的神经支配信号。ERK免疫阳性神经元富集表达在LC,可作为LC特异性标记物。LC^(VGlut2)神经元向纹状体(neurons project to the striatum, CPu)、第二运动皮层(secondary motor cortex, M2)、下丘脑腹内侧核(ventromedial hypothalamic nucleus, VMH)和迷走神经背核(dorsal motor nucleus of the vagus, DMV)发送神经元投射。化学遗传激活LC^(VGlut2)神经元显著降低小鼠体重(P=0.016 5)和采食(P=0.029 0)。综上,LC^(VGlut2)神经元参与小鼠的体重调节过程。鉴定除下丘脑室旁核(paraventricular nucleus of hypothalamus, PVN)以外的谷氨酸能神经元及调节体重的下游神经环路,将进一步加深对于摄食行为和摄食过程中神经调控机制的了解,为研究和干预肥胖相关的疾病提供新思路。

miR-124通过抑制TLR4/NF-κB/CCL2对脑梗死大鼠神经元凋亡的影响

目的探讨微小RNA(miR)-124通过抑制Toll样受体(TLR)4/核因子(NF)-κB/CC类趋化因子配体(CCL)2对脑梗死(CI)大鼠神经元凋亡的影响。方法通过线栓闭塞大脑中动脉法建立CI大鼠模型60只,以随机数表法平均分为5组:模型组、miR-124激活剂(miR-124 agomir)组、TLR4过表达质粒组、miR-124 agomir阴性对照+空载质粒组、miR-124 agomir+TLR4过表达质粒组,另取12只大鼠只分离颈动脉,作为假手术组。分组干预后,评测大鼠神经功能缺损情况,比较各组神经功能缺损评分;采用三苯基氯化四氮唑(TTC)染色检测大鼠CI情况,比较各组CI面积;采用TUNEL染色检测海马神经元凋亡情况,比较各组海马神经元凋亡率;采用试剂盒测量各组血清活性氧(ROS)及炎症因子环氧合酶(COX)-2、白细胞介素(IL)-17水平;采用实时荧光定量聚合酶链反应(PCR)实验检测各组脑组织miR-124表达;采用Western印迹实验检测各组脑组织凋亡及TLR4/NF-κB/CCL2通路蛋白表达。结果与假手术组比较,模型组、miR-124 agomir阴性对照+空载质粒组、miR-124 agomir+TLR4过表达质粒组脑组织miR-124与B淋巴细胞瘤-2蛋白(Bcl-2)蛋白表达水平显著降低(P<0.05),神经功能缺损评分、CI面积、海马神经元凋亡率、血清ROS及炎症因子COX-2、IL-17水平、脑组织Bcl-2相关X蛋白(Bax)、TLR4、核内NF-κB p65、CCL2蛋白表达水平显著升高(P<0.05)。与模型组、miR-124 agomir+TLR4过表达质粒组分别比较,miR-124 agomir组脑组织miR-124与Bcl-2蛋白表达水平均显著升高(P<0.05),神经功能缺损评分、CI面积、海马神经元凋亡率、血清ROS及炎症因子COX-2、IL-17水平、脑组织Bax、TLR4、核内NF-κB p65、CCL2蛋白表达水平均显著降低(P<0.05),而TLR4过表达质粒组脑组织miR-124与Bcl-2蛋白表达水平均显著降低(P<0.05),神经功能缺损评分、CI面积、海马神经元凋亡率、血清ROS及炎症因子COX-2、IL-17水平、脑组织Bax、TLR4、核内NF-κB p65、CCL2蛋白表达水平均显著升高(P<0.05)。与模型组相比,miR-124 agomir阴性对照+空载质粒组各指标水平无显著变化(P>0.05)。结论miR-124可通过下调TLR4/NF-κB/CCL2通路蛋白表达,抑制炎症,减轻脑组织梗死及海马神经元凋亡,修复CI大鼠神经功能。

热刺激后小胶质细胞细胞外囊泡对神经元的损伤作用

目的探究热刺激后小胶质细胞细胞外囊泡对神经元损伤的影响。方法热刺激BV2小胶质细胞后收集上清,通过不同的超速离心速度获取细胞外大囊泡和小囊泡。利用纳米粒度分析仪检测粒径,利用Western blot检测囊泡上TSG101、CD63和flotillin-1的表达。PKH67标记BV2来源的囊泡后与N2a细胞共孵育,检测神经元对小胶质细胞细胞外囊泡的摄取情况。分别将热刺激后BV2来源的大囊泡和小囊泡与N2a共孵育,通过CCK-8、细胞外乳酸脱氢酶(lactate dehydrogenase,LDH)、台盼蓝染色和TUNEL染色法评价热刺激后N2a的损伤情况。结果小囊泡粒径介于30~120 nm,高表达TSG101和CD63,大囊泡粒径介于90~1000 nm,高表达flotillin-1;BV2来源的细胞外囊泡可被N2a细胞摄取并参与热刺激对N2a细胞损伤的调节,其中CCK-8检测结果表明小胶质细胞来源的大小囊泡均能降低热刺激后N2a细胞的活力(P<0.05)。LDH检测、台盼蓝染色及TUNEL检测结果表明大囊泡(P<0.05)和小囊泡(P<0.01)均能显著提高热刺激后N2a细胞LDH的释放水平、N2a细胞的蓝染水平及凋亡程度,且小囊泡处理组中N2a细胞的LDH释放水平、蓝染和凋亡水平高于大囊泡处理组。结论热刺激后小胶质细胞通过细胞外囊泡加剧了神经元的损伤。

成人型神经元核内包涵体病影像学表现

神经元核内包涵体病(neuronal intranuclear inclusion disease,NIID)是较为罕见的进行性神经系统退行性疾病,可见于任何年龄,以神经系统及内脏器官细胞核中存在嗜酸性透明包涵体[1]为特征,而临床表现缺乏特异性,现有针对其影像学表现的报道多为个案。本研究报道17例成人型NIID影像学表现。

银杏叶提取物对帕金森病大鼠纹状体神经元损伤的保护作用

目的探讨银杏叶提取物对帕金森病大鼠纹状体神经元损伤的保护作用。方法取60只大鼠随机分为造模组和假手术组,造模组大鼠通过注射6-OHDA建立帕金病大鼠模型,将造模成功的大鼠随机分为模型组、氟西汀组(15 mg/kg)和银杏叶提取物低、中、高剂量组(25、50、100 mg/kg),灌胃给药21 d。观察大鼠旋转行为和纹状体神经元损伤情况;检测纹状体神经元神经递质水平及其凋亡情况;检测纹状体神经元caspase3、Bax、Bcl-2基因和蛋白表达。结果与假手术组比较,模型组大鼠纹状体神经元数量减少(P<0.05),形态严重破损,30 min旋转次数、纹状体神经元凋亡率和caspase3、Bax mRNA及蛋白表达升高(P<0.05),DA、HVA、DOPAC、5-HT水平和Bcl-2 mRNA及蛋白表达降低(P<0.05);与模型组比较,氟西汀组和银杏叶提取物各剂量组大鼠纹状体神经元数量升高(P<0.05),损伤情况得到改善,30 min旋转次数,纹状体神经元凋亡率和caspase3、Bax mRNA及蛋白表达降低(P<0.05),DA、HVA、DOPAC、5-HT水平和Bcl-2 mRNA及蛋白表达升高(P<0.05)。结论银杏叶提取物能有效减轻帕金森病大鼠纹状体神经元损伤,缓解病情进展,其机制可能与调控caspase3/Bax/Bcl-2通路有关。

Homer1b/c通过内质网功能调节由谷氨酸兴奋性毒性损伤诱发的小鼠海马神经元HT22细胞自噬

目的研究Homer1b/c蛋白在谷氨酸兴奋性毒性损伤诱发的细胞自噬中的作用及机制。方法选用小鼠海马神经元HT22细胞,通过500μmol/L L-谷氨酸处理建立细胞损伤模型。用siRNA慢病毒转染方式下调Homer1b/c表达,用10μmol/L钙离子螯合剂BAPTA-AM、10 mmol/L内质网应激抑制剂4-PBA分别抑制细胞内钙离子释放和内质网应激后,使用蛋白质印迹法检测细胞中Homer1b/c蛋白,自噬效应蛋白[beclin-1、微管相关蛋白1轻链3(LC3)]及内质网应激标志蛋白[C/EBP同源蛋白(CHOP)、葡萄糖调节蛋白78(GRP 78)]的表达水平。结果L-谷氨酸处理HT22细胞12 h后,细胞中beclin-1表达和LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ比值均较对照组升高(均P<0.05);与转染对照组相比,下调Homer1b/c表达可降低细胞中beclin-1表达和LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ比值(均P<0.05);抑制细胞内钙离子释放和内质网应激均能降低细胞中beclin-1表达和LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ比值(均P<0.05);下调Homer1b/c表达后,抑制细胞内钙离子释放和内质网应激未能进一步降低细胞中beclin-1表达和LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ比值。结论Homer1b/c能够调节谷氨酸兴奋性毒性损伤诱发的细胞自噬,其调节作用可能与内质网功能有关。

干扰NIX通过抑制自噬缓解脊髓神经元的缺血再灌注损伤

目的观察线粒体外膜蛋白NIX能否通过抑制自噬缓解脊髓神经元缺血再灌注损伤。方法利用H_(2)O_(2)(200μmol/mL)处理分离的原代脊髓神经元,以构建体外缺血再灌注模型,通过转染shNIX干扰NIX的表达,并通过流式凋亡检测与CCK-8增殖检测观察脊髓神经元的凋亡情况,PCR检测NIX基因的转录水平,蛋白免疫印迹法检测NIX、LC3与Beclin蛋白的表达水平。结果shNIX能显著下调NIX基因的转录水平与蛋白的表达水平,抑制效果明显,用于后续的实验操作。流式凋亡检测与CCK-8增殖检测表明,缺血再灌注损伤诱导脊髓神经元出现凋亡,降低其增殖速度。缺血再灌注损伤促进NIX、LC3和Beclin的表达。shNIX使缺血再灌注损伤诱导脊髓神经元的凋亡减少,促进了细胞的增殖,并且使LC3和Beclin的蛋白表达减少。结论干扰NIX通过抑制自噬减弱了缺血再灌注诱导的脊髓神经元损伤。

分数阶光敏神经元的动力学特性分析及其同步研究

神经元是神经系统的基本单位,神经元模型的准确性影响对其本质特征的分析和理解。该文研究了由分数阶电容和电感构成的分数阶光敏FitzHugh-Nagumo(FHN)神经元电路。利用分岔图、相轨迹图和时间序列图分析了分数阶光敏神经元模型的动力学特性。研究发现,随着分数阶阶次的降低,分数阶光敏神经元的活跃度增加。当选取不同参数时,神经元系统可以诱发不同的放电模式,如周期放电态、混沌放电态和尖峰放电态。此外,利用电突触耦合的方式连接两个分数阶光敏神经元。通过调整耦合强度,可以实现分数阶光敏神经元系统之间的相位同步和完全同步。最后,采用dSPACE验证了外部光信号对神经元兴奋性的调制作用。

成人型神经元核内包涵体病脑MRI表现

目的:探讨成人型神经元核内包涵体病(NIID)的典型MRI表现。方法:收集10例临床确诊为成人型NIID患者的脑MRI资料,分析病变的分布、形态、信号特征。结果:10例NIID患者MRI表现为对称分布的多发融合状脑白质病变,多分布在皮层下及侧脑室旁,9例患者DWI序列皮髓质交界区呈曲线样高信号。10例中4例累及胼胝体,5例累及外囊,2例累及小脑蚓部旁白质,1例累及双侧小脑中脚;8例患者伴脑萎缩。结论:成人型NIID MRI表现具有一定特征,皮层下及侧脑室旁对称分布的脑白质病变及DWI序列上皮髓质交界处曲线样高信号有助于NIID的诊断。

麦角甾醇的神经元保护作用的研究进展

麦角甾醇是一种植物来源的维生素D,主要是应用于治疗心血管疾病、抗肿瘤、神经保护等。麦角甾醇主要是通过舒张心脑血管,同时降低血脂、血糖、血压等来预防并治疗心血管疾病;在抗肿瘤方面,主要是通过抗增殖、促凋亡和抑制肿瘤细胞活性来达到抗癌的效果;在神经保护方面,麦角甾醇能够保护神经细胞、减轻痛感和预防记忆力下降。麦角甾醇在脑保护作用方面起到关键作用,本文拟从麦角甾醇的脑保护作用的研究进展进行综述。

脑出血合并多重抗神经元抗体阳性的副肿瘤性自身免疫性脑炎一例

目的 探讨多重抗神经元抗体阳性的副肿瘤性自身免疫性脑炎(AE)的临床特点和诊治。方法 报道1例脑出血合并多重抗神经元抗体阳性的副肿瘤性AE的临床资料,分析、总结其临床特点。结果 老年男性患者,以脑出血起病,后伴随出现低钠血症为主要表现的抗利尿激素分泌不当综合征、精神症状和幻觉等,血清抗体检测显示抗γ-氨基丁酸B型受体(GABABR)抗体、抗神经元核抗体1型(抗Hu抗体)、抗Y染色体性别决定区相关高迁移率超家族1 (SOX1)抗体三重阳性,胸部CT平扫+增强显示肺癌合并多发转移,脑电图显示广泛性慢波,诊断为副肿瘤性自身免疫性脑炎。结论 多重抗体叠加出现可能导致临床特征的叠加或不典型,给早期诊断带来困难;多重抗体叠加出现高度提示肿瘤,且预后较差。组织免疫荧光法(TBA)和细胞免疫双荧光法(CBA)检测方法互补,有利于提高抗体检测的准确性。

神经复元方对H_(2)O_(2)诱导的大鼠海马神经元损伤后雄激素受体活化的影响

[目的]探究神经复元方对过氧化氢(H_(2)O_(2))诱导的SD大鼠海马神经元损伤中雄激素受体(AR)的活化影响,探讨其治疗卒中后抑郁的作用机制。[方法]取新生24 h的SD大鼠的海马组织,分离原代大鼠海马神经元,通过微管相关蛋白2(MAP-2)免疫荧光鉴定细胞。对SD大鼠给予神经复元方灌胃处理,分离血清,获得空白血清和含药血清,再利用细胞计数试剂(CCK8)检测确定含药血清的最佳处理浓度。使用100μmol/L的H_(2)O_(2)对大鼠海马神经元细胞处理致损伤,分为空白血清组、损伤模型+空白血清组、损伤模型+含药血清组、损伤模型+氟西汀4组。利用蛋白质免疫印迹法(Western blot)和免疫荧光检测各组AR蛋白磷酸化及非磷酸化的情况。[结果]与空白血清组相比,损伤模型+空白血清组的AR、p-AR蛋白表达显著下降。与损伤模型+空白血清组相比,损伤模型+含药血清组和损伤模型+氟西汀组的AR、p-AR蛋白表达上升。[结论]神经复元方对H_(2)O_(2)诱导的SD大鼠海马神经元损伤有一定修复作用,能够促进AR活化,提示AR可能为神经复元方治疗脑卒中后抑郁的重要靶蛋白。

柴金解郁安神片调控CaMKII和Cofilin双信号通路改善抑郁症海马谷氨酸能神经元突触重塑

目的探讨柴金解郁安神片调控钙/钙调蛋白依赖性蛋白激酶Ⅱ(CaMKII)和Cofilin双信号通路,改善抑郁症海马谷氨酸能神经元突触重塑的分子机制。方法皮质酮联合脂多糖建立抑郁症体外细胞模型,实验设正常组、模型组、GR阻断剂组、GR激动剂组、CX3CR1阻断剂组、CX3CR1激动剂组、柴金解郁安神片组、柴金解郁安神片联合GR激动剂组、柴金解郁安神片联合CX3CR1激动剂组,观察星形胶质细胞、小胶质细胞、前扣带皮层(anterior cingulate cortex,ACC)和海马神经元形态结构变化;检测ACC和海马谷氨酸能神经元激活及突触重塑情况;免疫荧光、Western blot分别检测海马谷氨酸能神经元内突触重塑相关谷氨酸受体2A(GRIN2A)、GRIN2B、CaMKII、MK2、Cofilin蛋白表达水平。结果柴金解郁安神片能明显改善胶质细胞、ACC和海马神经元损伤,并抑制ACC和海马谷氨酸能神经元异常激活,同时下调GRIN2A、GRIN2B、MK2蛋白,上调CaMKII、Cofilin蛋白,继而改善海马谷氨酸能神经元突触可塑性损伤和突触重塑。结论柴金解郁安神片能有效改善抑郁症海马谷氨酸能神经元突触重塑,其分子机制与调节突触重塑相关NR/CaMKII、MK2/Cofilin信号通路有关。

血浆神经元特异性烯醇化酶水平对重症社区获得性肺炎患者ICU死亡的预测价值

目的观察不同时间点神经元特异性烯醇化酶(NSE)水平对重症社区获得性肺炎(SCAP)患者ICU死亡的预测价值。方法选取2021年6月至2023年6月在河北省人民医院急诊重症监护病房(EICU)住院的74例SCAP患者。患者于入院后12小时内检测血中性粒细胞计数、血肌酐(Scr)、白蛋白(Alb)、降钙素原(PCT)、C反应蛋白(CRP)、血清淀粉样蛋白A(SAA)和白细胞介素6(IL-6)水平。于患者入院后第1天[NSE(day1)]和第4天[NSE(day4)]早晨采集NSE血样进行检验。并根据患者ICU内是否死亡分为生存组(n=57)和死亡组(n=17)。采用多因素logistic回归分析、受试者工作特征(ROC)曲线及曲线下面积(AUC)评价上述参数的预测效果。结果死亡组患者急性生理和慢性健康II评分(APACHE II score)、IL-6水平、中性粒细胞计数、NSE(day1)和NSE(day4)水平高于生存组(P<0.05),氧合指数(PaO_(2)/FiO_(2))明显低于生存组(P<0.05)。APACHE IIscore、IL-6水平、中性粒细胞计数、NSE(day1)和NSE(day4)水平与SCAP患者ICU死亡呈弱的正相关(P<0.05),PaO_(2)/FiO_(2)与患者ICU死亡呈弱的负相关(P<0.05)。多因素logistic回归分析结果显示,APACHE IIscore和NSE(day4)与SCAP患者ICU死亡相关(P<0.05)。APACHE II score和NSE(day4)预测SCAP患者ICU死亡的AUC分别为0.729(95%CI 0.613~0.826)和0.787(95%CI0.676~0.874),两者的AUC差异无统计学意义(P=0.561)。NSE(day4)预测患者ICU死亡的敏感性和特异性分别为57.89%和88.24%(临界值为14.83μg/L)。结论NSE(day4)是SCAP患者ICU死亡的独立预测指标,是评估SCAP患者预后的一个很好的替代选择。

痕迹性眨眼条件反射习得和巩固阶段海马中间神经元的放电活动变化

目的研究小鼠背侧海马中间神经元在联合型记忆习得和巩固2个阶段的放电活动变化及其特征。方法以痕迹性眨眼条件反射(trace eyeblink conditioning,tEBC)作为联合型记忆行为模型,将18只野生型C57BL/6小鼠(雄性,10~12周龄,体质量22~25 g)通过简单随机抽样分为配对组(n=9)和假配对组(n=9)。配对组每天接受配对给予的条件刺激(conditioned stimulus,CS)和非条件刺激(unconditioned stimulus,US),二者的配对关系为CS结束后250 ms给予US。假配对组每天接受同样数量的CS和US,但二者不存在时间上的配对关系。连续训练4 d,配对组小鼠建立tEBC,表现出条件眨眼反应(conditioned eyeblink response,CR)。在每天的训练过程中和训练后1.5 h,利用微电极阵列在体记录小鼠背侧海马神经元的放电活动。根据神经元的峰电位发放频率和峰电位谷-峰波宽鉴定出中间神经元(n=105),并分析其在训练期间和训练后慢波睡眠期间的放电活动变化。结果①在CR习得训练早期(第1、2天),CS能够诱发背侧海马中间神经元出现显著增强的发放活动(P<0.05);训练后慢波睡眠期间尖波涟漪波(sharp wave ripple,SWR)振荡发生时,配对组小鼠背侧海马中间神经元发放频率显著低于假配对组(P<0.05)。②在CR习得训练后期(第3、4天),与假配对组比较,配对组CS诱发的背侧海马中间神经元放电活动增强不明显;2组小鼠背侧海马中间神经元在训练后慢波睡眠期SWR振荡发生时的发放频率差异无统计学意义。结论背侧海马中间神经元在联合型记忆的习得和巩固阶段会展现出不同的放电变化。

C57BL/6小鼠大脑皮层区与基底神经节隆起区神经元突触发育过程比较

目的:观察小鼠皮层区和基底神经节隆起(GE)区神经元突触发育过程,阐明兴奋性突触和抑制性突触在不同脑区的体内外发育差异。方法:C57BL/6雌鼠于妊娠第13.5~15.5天断颈处死后,经无菌操作取胚胎小鼠,显微镜下逐步分离获取胚胎小鼠脑组织皮层区和GE区。体外原代培养胚胎小鼠神经元,于培养3、7、14和21 d分别收集细胞样品,并将其作为培养3、7、14和21 d组。采用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)法检测各组小鼠皮层区和GE区原代培养神经元中突触后表达蛋白突触后密度蛋白95(PSD95)及桥尾蛋白(Gephyrin) mRNA表达水平。免疫荧光法检测各组小鼠皮层区和GE区原代培养神经元中囊泡谷氨酸转运蛋白1(vGLUT1)、 PSD95、囊泡γ-氨基丁酸(GABA)转运蛋白(vGAT)及Gephyrin蛋白表达水平。免疫荧光法检测胚胎小鼠脑组织皮层区和GE区神经元中vGLUT1及vGAT蛋白表达水平。结果:与培养3 d组比较,培养14和21 d组小鼠皮层区和GE区原代培养神经元中PSD95及Gephyrin mRNA表达水平明显升高(P<0.01);与皮层区比较,培养14 d组小鼠GE区原代培养神经元中Gephyrin mRNA表达水平明显降低(P<0.01)。显微镜下观察,培养14 d组小鼠皮层区和GE区原代培养神经元中兴奋性突触及抑制性突触均初步发育,相关蛋白呈阳性表达;其中兴奋性突触相关蛋白阳性表达在皮层区神经元中更为明显,且突触前分子vGLUT1和突触后分子PSD95在皮层区神经元的胞体及突起部位均呈现共定位的特征;抑制性突触前分子vGAT蛋白和突触后分子Gephyrin蛋白在GE区神经元胞体及突起中也呈现共定位的特征,且突触前分子较相应的突触后分子蛋白阳性表达更明显。与皮层区比较,培养14 d组小鼠GE区原代培养神经元中vGLUT1和PSD95蛋白表达水平明显降低(P<0.01),vGAT和Gephyrin蛋白表达水平明显升高(P<0.01)。培养21 d组小鼠皮层区和GE区原代培养神经元突触相关蛋白阳性表达增加,兴奋性突触和抑制性突触进一步成熟并完善。皮层区和GE区原代培养神经元的胞体及突起部位均形成了丰富的突触前后对应的表达模式,突触结构逐步发育良好,且突触前分子较相应的突触后分子蛋白阳性表达更明显。与皮层区比较,培养21 d组小鼠GE区原代培养神经元中vGLUT1和PSD95蛋白表达水平均明显降低(P<0.01),vGAT和Gephyrin蛋白表达水平均明显升高(P<0.01)。与皮层区比较,胚胎小鼠脑组织GE区神经元中vGLUT1蛋白表达水平明显降低(P<0.01),vGAT蛋白表达水平明显升高(P<0.05)。结论:皮层区和GE区神经元的突触发育具有明显的差异性,皮层区兴奋性突触发育较早,GE区抑制性突触发育较早。突触的脑区特异性发育提示不同细胞类型的神经疾病可能具有不同的发育来源。

基于改进灰色预测单神经元PI的全超导托卡马克核聚变发电装置快控电源电流控制

全超导托卡马克核聚变发电装置(EAST)快控电源负载电感的电流受多种不确定环境因素的影响而难以预测,灰色预测无需精确对象模型,只需少量已知信息即可实现输出电流短期预测,已在EAST快控电源中有了一定研究应用。为解决灰色预测在EAST快控电源中对突变信号边沿预测精度低和预测延时时间长的问题,提出一种改进灰色预测算法实现输出电流预测。在一个开关周期内对输出电流进行等时长间隔采样4次作为原始序列,将滚动式采样预测改为逐周期采样预测,在实现灰色预测的过程中不必依赖过去几个周期的历史采样信息,只需本周期的4个原始采样值即可实现输出电流的预测。根据预测电流与参考电流误差自适应调整单神经元比例-积分(PI)控制的输出增益,实现输出电流的快速准确控制。仿真和实验结果表明,在EAST快控电源电流预测过程中所提出的改进灰色预测,对比传统灰色预测具有更高的预测精度和更小的预测延时,改进灰色预测变增益单神经元PI控制能够在减小电流超调的同时加快输出电流响应速度。

藏红花素通过抑制JAK2/STAT3信号通路减轻脑缺血再灌注大鼠海马神经元损伤

目的研究藏红花素(CRO)对脑缺血再灌注(CI/R)大鼠海马神经元损伤的影响并探索其潜在机制。方法将144只雄性SD大鼠按照随机数字表法分为假手术(Sham)组,模型(CI/R)组,CRO低、中、高剂量(CRO-L、CRO-M、CRO-H)组和尼莫地平(NMP)组6组,每组24只。采用线栓法制备CI/R大鼠模型,各组分别于造模前7 d开始1次/d腹腔注射(ip)给药(CRO-L、CRO-M、CRO-H组分别ip给药10、20、40 mg/kg,NMP组ip给药1 mg/kg,Sham组和CI/R组ip给予生理盐水5 mL/kg)。再灌注24 h后,通过Morris水迷宫实验检测大鼠学习记忆能力,TTC染色检测脑梗死率,HE染色法行海马CA1区和CA3区神经元病理学检查,TUNEL染色法行海马CA1区和CA3区神经元凋亡检查,ELISA法检测海马组织白细胞介素-1β(IL-1β)、IL-8、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)含量,Western blot法检测海马组织Janus激酶2/信号转导与转录激活子3(JAK2/STAT3)信号通路相关蛋白相对表达量。结果与Sham组比较,CI/R组学习记忆能力明显降低,脑梗死率明显升高(P<0.05);海马CA1区和CA3区神经元呈现数量减少、间隙增大、空泡样变、核膜核仁边界模糊、炎性细胞浸润等病理改变,凋亡率明显升高(P<0.05);海马组织IL-1β、IL-8、TNF-α含量明显升高(P<0.05);p-JAK2、p-STAT3、高迁移率族蛋白B1(HMGB1)、Bcl-2相关X蛋白(Bax)、激活型半胱氨酸蛋白酶-3(cleaved Caspase-3)相对表达量和p-JAK2/JAK2、p-STAT3/STAT3、Bax/Bcl-2表达比值均明显升高,Bcl-2相对表达量明显降低(P<0.05)。与CI/R组比较,CRO-M组、CRO-H组和NMP组大鼠学习记忆能力显著改善、脑梗死率明显降低(P<0.05);海马CA1区和CA3区神经元病理学改变明显改善、凋亡率明显降低(P<0.05);海马组织IL-1β、IL-8、TNF-α含量明显降低(P<0.05);p-JAK2、p-STAT3、HMGB1、Bax、Cleaved Caspase-3相对表达量和p-JAK2/JAK2、p-STAT3/STAT3、Bax/Bcl-2表达比值均明显降低(P<0.05)。CRO上述作用呈现一定的剂量依赖性,且CRO-H组对CI/R大鼠学习记忆能力、海马CA1区和CA3区神经元病理学改变和凋亡率、炎症因子含量、JAK2/STAT3信号通路相关蛋白表达的影响显著优于NMP组(P<0.05)。结论CRO可能通过抑制JAK2/STAT3信号通路活化,减轻炎症和神经元凋亡,从而对CI/R大鼠海马神经元损伤起到保护作用。