小鼠的下丘脑室旁核向前包钦格复合体直接投射参与调控呼吸

目的 探究小鼠全脑呼吸相关核团的空间分布,以及下丘脑室旁核(paraventricular hypothalamic nucleus, PVN)与前包钦格复合体(preB9tzinger complex, preB9tC)之间的环路连接及投射关系。方法 运用从外周到中枢逆行示踪的研究策略,在小鼠的膈肌微量注射伪狂犬病毒(pseudorabies virus, PRV),逆行标记脊髓呼吸膈运动神经元的上游输入脑区。在PVN微量注射顺行不跨突触病毒(AAV2/9-EGFP),标记PVN下游脑区;并利用Cre/loxP基因表达策略,在PVN及preB9tC分别注射Dio-EGFP及Retro-Cre病毒,验证PVN-preB9tC环路及二者之间的投射关系。结果 PRV介导的逆行示踪结果显示:被PRV-EGFP标记的阳性神经元分布在PVN、preB9tC、孤束核(nucleus tractus solitarii, NTS)、蓝斑(locus coeruleus, LC)和中脑导水管周围灰质(periaqueductal gray, PAG)等多个脑区,除延髓区域外,PVN脑区的PRV-EGFP阳性神经元占比最高(P<0.000 1)。在PVN注射AAV2/9-EGFP,经病毒感染后在preB9tC脑区可见绿色神经纤维。在PVN和preB9tC分别注射Dio-EGFP及Retro-Cre病毒,经病毒感染后PVN脑区可见绿色神经元胞体。结论 PVN是脊髓呼吸膈运动神经元上游重要的输入核团,并有可能通过PVN-preB9tC环路的直接投射调控呼吸。

大鼠延髓呼吸性神经元向脊髓膈运动神经元投射的实验观察

目的观察大鼠延髓呼吸性神经元向脊髓膈运动神经元的直接投射。方法 2 5只Wistar大鼠分为 3组 :脊髓定位组(5只 )、延髓投射组 (15只 )和对照组 (5只 )。运用辣根过氧化物酶 (HRP)逆追踪法 ,于脊髓定位组膈神经干注入HRP ,确定膈运动神经元在脊髓中的位置 ,然后延髓投射组于逆行性标记细胞位置 ,对照组于脊髓后角分别注入HRP ,观察延髓呼吸性神经元的标记情况。结果在脊髓定位组的注射同侧观察到 ,C3 —C5节段的前角中间部出现逆行性标记细胞 ,为典型的前角运动神经元。在延髓投射组观察到 ,逆行性标识神经元出现在延髓疑后核和面后核的腹内侧部。对照组在上述位置未见标识神经元。结论大鼠膈运动神经元位于C3 -C5节段 。

脊髓损伤(SCI)后呼吸运动功能的恢复(英文)

高颈段脊髓损伤(spinal cord injury,SCI)往往导致膈肌麻痹,了解如何恢复SCI患者膈神经的节律活动至关重要。控制膈运动神经元(phrenic motor neuron,PhMn)的兴奋性前运动神经元主要起源于同侧延髓,因此,当C2脊髓半离断(spinal cord hemisection,SH)后,损伤侧的下行冲动中断,同侧膈神经的节律消失。随后,潜在的对侧下行冲动逐渐增强(神经可塑性),使PhMn的节律性活动恢复。众多证据表明神经营养因子(如脑源性神经营养因子,brain derived neurotrophic factor,BDNF)通过原肌球蛋白相关激酶受体(如TrkB)在神经可塑性中发挥重要作用。我们的实验结果表明,在鞘膜内注射BDNF能促进PhMn节律性的恢复,而注射TrkB-Fc(一种可抑制细胞外BDNF的融合蛋白)则延迟恢复。应用腺病毒载体(adeno-associated viral vector,AVV)靶向诱导PhMn中TrkB的表达也可促进PhMn节律性的恢复,而Si-RNA诱导的PhMn中TrkB表达抑制则延缓恢复。总之,增强PhMn的BDNF-TrkB信号通路可能是促进SCI后功能恢复的有效治疗手段。