本文選題：光纖光度檢測　切入點：自由活動小鼠　出處：《天津醫(yī)科大學》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：研究目的 光纖光度檢測技術是一種適用于檢測自由活動動物深部腦區(qū)一群神經(jīng)細胞Ca2+活動的信號探測技術。本文將癲癇發(fā)生的Ca2+假說作為理論依據(jù),旨在利用光纖光度檢測技術探究自由活動小鼠在海人酸(Kainic acid,KA)誘發(fā)的小鼠急性癇性發(fā)作前、后其病灶區(qū)海馬(Hippocampus,HPC)、內嗅皮層(Entorhinal cortex,EC)的鈣信號,為自由活動動物這一研究水平下癲癇發(fā)生的相關研究提供新的研究方法和理論支持。研究內容 1.光纖光度檢測裝置的搭建與信噪比(Signal-noise ratio,SNR)優(yōu)化;2.適用于光纖光度檢測技術的KA急性致癇方法的篩選;3.自由活動小鼠HPC-CA3、CA1、齒狀回(Dentate gyrus,DG)區(qū)和EC的癇樣鈣信號及其與急性癇性發(fā)作行為的關系。研究方法 1.組裝與調試光纖光度檢測裝置,分別利用光功率計、人工散射樣品和麻醉動物樣品測試裝置的光纖耦合效率、熒光收集效率和SNR。2.實驗動物與分組:實驗動物為2月齡雄性C57BL/6小鼠,用于比較不同給藥方式致癇結果的動物隨機分為4組:顱內KA局部給藥組、顱內生理鹽水對照組、全身系統(tǒng)給藥低劑量組和全身系統(tǒng)給藥高劑量組;用于進行鈣信號記錄實驗的動物按照目標記錄位點隨機分為4組:CA3組、CA1組、DG組和EC組。3.KA誘發(fā)小鼠急性癇性發(fā)作的方法和行為學評價:顱內KA局部給藥組和生理鹽水對照組的動物提前行開顱手術預植入用于給藥的套管,待動物從術中恢復3~5天后,在小鼠清醒狀態(tài)下利用微量注射泵和注射內管在小鼠顱內給予0.5μl 2m M的KA溶液或0.5μl生理鹽水;全身系統(tǒng)給藥低劑量組和高劑量組動物分別皮下注射15mg/kg、20mg/kg劑量的KA溶液。攝錄4組小鼠KA給藥前30min和給藥后2h的行為表現(xiàn),按照改進的Racine分級法對小鼠癇性發(fā)作的嚴重程度進行評分,小鼠出現(xiàn)了Ⅰ級及以上發(fā)作即認為是被誘發(fā)了癇性發(fā)作。將Ⅲ級及以上發(fā)作稱為抽搐性運動發(fā)作(Convulsive motor seizures,CMS),根據(jù)小鼠KA給藥后2h內達到CMS和達到Ⅴ級發(fā)作的比例、每組動物達到CMS的平均發(fā)作次數(shù)和每次CMS的平均發(fā)作時長,評估并篩選適用于光纖光度檢測技術的致癇方法。4.鈣信號記錄和急性癇性發(fā)作行為研究:對動物實施開顱手術后在目標記錄位點微量注射Ca2+指示劑OGB-1 AM,并將光纖植入在被指示劑負載的神經(jīng)細胞上方。用牙科水泥將光纖固定在小鼠顱骨上,待動物完全恢復清醒后放入行為學觀察裝置。利用光纖光度檢測裝置和鈣信號記錄軟件記錄小鼠自由活動時目標腦區(qū)KA給藥前30min自發(fā)的正常鈣信號和KA給藥后2h內誘發(fā)的癇樣鈣信號,比較KA給藥前、后鈣信號的幅值。整個過程中同步攝錄小鼠的行為表現(xiàn),分析癇樣鈣信號與小鼠急性癇性發(fā)作行為的關系。5.鈣信號分析與統(tǒng)計學處理方法:利用基于Lab VIEW編寫的鈣信號分析軟件讀取和分析記錄到的鈣信號,其幅值用△F/F表示。對篩選致癇方法研究中各組間達到CMS的發(fā)作次數(shù)和每次CMS的平均發(fā)作時長的比較進行單因素方差分析;對KA給藥前、后的鈣信號幅值進行配對樣本的非參數(shù)檢驗。研究結果 1.本實驗室自主搭建的光纖光度檢測裝置光纖耦合效率約為3%,熒光收集效率約為20%,最小SNR約為7.6d B,滿足實驗需求。2.KA誘發(fā)小鼠急性癇性發(fā)作的方法篩選研究中,KA局部給藥組小鼠均達到CMS發(fā)作,CMS的平均發(fā)作次數(shù)為9±2.14次,每次平均發(fā)作時長為61±12.82s,且小鼠均發(fā)展為Ⅴ級發(fā)作;低劑量全身給藥組動物僅有75%達到了CMS發(fā)作,CMS的平均發(fā)作次數(shù)和每次發(fā)作的平均時長分別為3±1.85次和31±8.80s,僅有25%的動物發(fā)展為Ⅴ級發(fā)作;高劑量全身給藥組動物均達到CMS發(fā)作,CMS的平均發(fā)作次數(shù)為5±1.63次,每次平均發(fā)作時長為33±7.54s,有40%的小鼠發(fā)展為Ⅴ級發(fā)作。其中KA局部給藥組小鼠CMS的平均發(fā)作次數(shù)以及每次CMS發(fā)作的平均時長均與全身給藥組有顯著的統(tǒng)計學差異。3.與小鼠自由活動時正常的無節(jié)律的鈣信號不同,KA給藥誘發(fā)的癇樣鈣信號主要表現(xiàn)出四種模式,包括鈣積聚、大/小型鈣波、高頻脈沖樣鈣信號和低頻脈沖樣鈣信號。不同模式的癇樣信號無腦區(qū)特異性,但在不同腦區(qū)的組合方式有所差異,例如HPC-CA3、CA1區(qū)的鈣積聚與大型鈣波總是連續(xù)相伴出現(xiàn),DG區(qū)的大型鈣波較為平滑,EC區(qū)的高頻脈沖樣鈣信號總是與小型鈣波同步出現(xiàn)等。小鼠自由活動時,HPC-CA3區(qū)正常鈣信號和KA誘發(fā)的癇樣鈣信號的平均幅值分別為1.18±0.40%和4.75±3.88%;CA1區(qū)正常鈣信號的平均幅值為1.59±0.19%,KA給藥后記錄到的癇樣鈣信號平均幅值為13.88±9.78%;DG區(qū)正常鈣信號和給藥后癇樣鈣信號的平均幅值分別為1.36±0.42%和6.36±3.56%;小鼠EC正常的鈣信號幅值和給藥后的癇樣鈣信號的平均幅值分別為為2.23±0.55%和7.51±2.54%。各記錄位點KA誘發(fā)的癇樣鈣信號平均幅值均顯著高于正常鈣信號的幅值。4.HPC-CA3的鈣積聚信號在小鼠有點頭等明顯的癇性發(fā)作動作前至少提前10s出現(xiàn),而EC伴隨有高頻脈沖樣鈣信號的小型鈣波與小鼠的癇性發(fā)作動作同時發(fā)生。結論 光纖光度檢測技術可以有效地應用于自由活動動物急性癇性發(fā)作時深部腦區(qū)(深度≥4mm)神經(jīng)細胞的鈣信號記錄。以20mg/kg劑量進行KA皮下給藥的方法適用于在鈣信號記錄過程中誘發(fā)小鼠急性癇性發(fā)作。在小鼠表現(xiàn)出CMS動作之前,KA已經(jīng)造成了HPC-CA3區(qū)神經(jīng)細胞的活動異常。
[Abstract]:......
【學位授予單位】：天津醫(yī)科大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：R742.1;TN911.6

【參考文獻】

相關期刊論文 前2條

1 常琳;王小姍;;中國癲癇流行病學調查研究進展[J];國際神經(jīng)病學神經(jīng)外科學雜志;2012年02期

2 史娟;李繼碩;;細胞內鈣成像和鈣測定的基本原理及應用[J];神經(jīng)解剖學雜志;2006年04期

，

本文編號：1623154