本文關(guān)鍵詞：原代大鼠海馬神經(jīng)元線粒體炫的研究　出處：《中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)》2017年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：線粒體炫是一種新近發(fā)現(xiàn)的細胞生物學(xué)現(xiàn)象,從細菌到高級哺乳動物線粒體炫廣泛存在。線粒體炫包含多個層面信號,為一種復(fù)合現(xiàn)象。線粒體炫發(fā)生時伴隨著線粒體基質(zhì)的堿性化、活性氧的大量產(chǎn)生、線粒體內(nèi)外膜兩側(cè)電勢差下降等等,前人在其它系統(tǒng)中的研究發(fā)現(xiàn)線粒體炫與多種重要的生理、病理過程密切相關(guān)。本文主要研究了原代培養(yǎng)的大鼠海馬神經(jīng)元中線粒體炫的性質(zhì)以及其與神經(jīng)活動、突觸可塑性的相關(guān)性。本文發(fā)現(xiàn),神經(jīng)元中的線粒體炫與前人報道的基本一致,其發(fā)生伴隨著線粒體基質(zhì)的堿性化、活性氧的大量產(chǎn)生和線粒體內(nèi)外膜兩側(cè)電勢差的下降;而藥物實驗揭示了線粒體炫的發(fā)生依賴于線粒體電子傳遞鏈的活動,說明線粒體炫與線粒體能量代謝密切相關(guān)。除了之前報道的發(fā)生在單個線粒體水平上的線粒體炫以外,我們還觀察到了全細胞范圍內(nèi)的同步線粒體炫活動。初步實驗指示這種同步的線粒體炫活動與神經(jīng)元的癲癇樣活動有關(guān),進一步實驗揭示了全細胞范圍內(nèi)的鈣震蕩活動與線粒體炫存在相關(guān)性。為了更精確的研究線粒體炫的性質(zhì)和功能,我們在前人的基礎(chǔ)上建立了一種光激活線粒體炫的方法,可以在單個線粒體上,在毫秒時間尺度內(nèi)可靠的激發(fā)線粒體炫活動。實驗證實光激活的線粒體炫同樣伴隨著線粒體基質(zhì)的堿性化、活性氧的大量產(chǎn)生、線粒體內(nèi)外膜兩側(cè)電勢差下降等現(xiàn)象,其動力學(xué)參數(shù)也與自發(fā)的線粒體炫基本一致。進一步,我們研究了線粒體炫與神經(jīng)突觸可塑性的相關(guān)性。實驗發(fā)現(xiàn)在化學(xué)誘導(dǎo)樹突棘長時程增大的10min后,樹突的線粒體炫頻率顯著上升,在25min左右達到峰值,并在刺激后45min左右降回基線。通過分析樹突棘的形態(tài)變化我們發(fā)現(xiàn),與長時程增大的樹突棘毗鄰的樹突線粒體其線粒體炫頻率在化學(xué)誘導(dǎo)后顯著上升,而僅與穩(wěn)定的樹突棘毗鄰的線粒體在化學(xué)誘導(dǎo)后線粒體炫頻率不變。說明線粒體炫與樹突棘的長時程增大存在精確的時間、空間相關(guān)性。進一步的實驗表明,線粒體炫頻率的時相性增加是NMDA受體和CaMKⅡ分子激活依賴的。在與合作者的實驗中我們發(fā)現(xiàn)在誘導(dǎo)突觸短時程增強后的20min-30min內(nèi)用光激活與之毗鄰的樹突線粒體發(fā)生少數(shù)幾次線粒體炫,就可以將樹突棘由短時程增大變?yōu)殚L時程增大。綜上,我們研究了神經(jīng)元中線粒體炫的復(fù)合信號、動力學(xué)參數(shù)以及化學(xué)性質(zhì),發(fā)現(xiàn)線粒體炫與線粒體能量代謝密切相關(guān);我們還建立了高時空精度的可重復(fù)誘導(dǎo)線粒體炫的方法,可以在單個線粒體水平快速誘發(fā)線粒體炫;在線粒體炫的功能方面,我們確立了線粒體炫與樹突棘長時程增大存在精確的時間、空間關(guān)系,后續(xù)的實驗結(jié)果顯示線粒體炫可能在樹突棘長時程增大過程中發(fā)揮著重要的作用。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：Q42

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本文編號：1348709