背景:活動(dòng)依賴性的突觸可塑性——長(zhǎng)時(shí)程增強(qiáng)（LTP）、長(zhǎng)時(shí)程抑制（LTD）和LTP反轉(zhuǎn)——通常被認(rèn)為是成熟大腦中學(xué)習(xí)和記憶的細(xì)胞機(jī)制,在這之中N-甲基-D-天冬氨酸（NMDA）受體和神經(jīng)發(fā)生起重要作用。LTP反轉(zhuǎn)可能是參與介導(dǎo)遺忘和許多精神疾病如精神分裂癥的關(guān)鍵因素,然而具體機(jī)制仍不清楚。有研究發(fā)現(xiàn)LTP反轉(zhuǎn)隨動(dòng)物年齡的增加變得更容易被誘導(dǎo),而這一過(guò)程可能與NMDA受體亞基NR2A和NR2B的相對(duì)表達(dá)量有關(guān)系,但是具體機(jī)制尚待進(jìn)一步研究。精神分裂癥模型小鼠中,成體神經(jīng)發(fā)生減少,同時(shí)伴隨著LTP反轉(zhuǎn)的缺失。此外,成體新生齒狀回顆粒細(xì)胞（DGCs）發(fā)育成熟過(guò)程中LTP反轉(zhuǎn)的相關(guān)情況仍然未知。因此我們主要探討LTP反轉(zhuǎn)隨個(gè)體和成體新生神經(jīng)元發(fā)育過(guò)程的變化及其可能機(jī)制,以此幫助我們進(jìn)一步認(rèn)識(shí)以上問(wèn)題。目的和方法:利用全細(xì)胞膜片鉗的方法觀察成年小鼠新生DGCs成熟以及小鼠個(gè)體發(fā)育過(guò)程中的LTP及LTP反轉(zhuǎn)情況。用逆轉(zhuǎn)錄病毒（RV）標(biāo)記成體新生的DGCs以檢測(cè)新生神經(jīng)元的新生時(shí)間,從而觀察新生神經(jīng)元不同成熟時(shí)期突觸可塑性的變化。通過(guò)real-time PCR定量檢測(cè)成體新生神經(jīng)元不同時(shí)期（新生3 ... 

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【學(xué)位級(jí)別】：博士

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誘導(dǎo)LTP的TBS刺激方案和誘導(dǎo)LTP反轉(zhuǎn)的AS刺激方案

華中科技大學(xué)博士學(xué)位論文-27-圖1：成年小鼠海馬DGCs中，LTP能夠被緊隨其后的刺激所反轉(zhuǎn)。(A)這張圖顯示的是，通過(guò)全細(xì)胞膜片鉗的方法記錄成年小鼠海馬DGCs中的EPSPs時(shí)刺激電極和記錄電極所放置的位置。其中，刺激電極放置于DG區(qū)分子層，記錄電極放置于DGCs層。(B和C)成年小鼠中成熟DGCs中LTP(B)和LTP反轉(zhuǎn)(C)的情況。頂部顯示的是在全細(xì)胞膜片鉗的記錄模式下記錄到得典型的EPSPs的電壓圖。代表性的EPSPs電壓圖是誘導(dǎo)LTP前后的時(shí)間點(diǎn)(1和2)或者LTP反轉(zhuǎn)前后的時(shí)間點(diǎn)(1，2和3)的EPSPs。誘導(dǎo)LTP反轉(zhuǎn)的刺激是一個(gè)10min的突觸前刺激和突觸后放電相結(jié)合的聯(lián)合刺激方案（AS，劃?rùn)M線處），并且這個(gè)AS刺激是在LTP誘導(dǎo)后10min施加。成年小鼠海馬切片上的LTP反轉(zhuǎn)能夠在LTP誘導(dǎo)后10min時(shí)被成功誘導(dǎo)。(D)成年小鼠海馬切片的DGCs上誘導(dǎo)的LTP（空心圓）和LTP反轉(zhuǎn)（實(shí)心圓）的匯總圖。(E和F)誘導(dǎo)LTP前后不同時(shí)間段的EPSPs幅度的平均值（基線：-10-0min，LTP：0-10min，30-40min，50-60min）和誘導(dǎo)LTP反轉(zhuǎn)前后（基線：-10-0min，LTP：0-10min，LTP反轉(zhuǎn)：30-40min）。統(tǒng)計(jì)數(shù)值表示為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差（*表示p<0.05，**表示p<0.01，***表示p<0.001；配對(duì)t檢驗(yàn)）。

華中科技大學(xué)博士學(xué)位論文-28-2.LTP反轉(zhuǎn)的時(shí)間依賴性。有研究表明，非洲爪蟾的視神經(jīng)元因?yàn)殡S意視覺(jué)輸入而導(dǎo)致自發(fā)放電造成的LTP反轉(zhuǎn)只有在誘導(dǎo)LTP后的前20min內(nèi)才能出現(xiàn)[11]。因此，我們嘗試在LTP誘導(dǎo)后30min給予AS刺激來(lái)觀察LTP反轉(zhuǎn)的時(shí)間窗情況。我們發(fā)現(xiàn)LTP誘導(dǎo)30min后給予AS刺激時(shí)LTP反轉(zhuǎn)的程度僅有7.211±28.15％（圖2，n=5個(gè)細(xì)胞）。而LTP誘導(dǎo)后10min給予AS刺激時(shí)LTP反轉(zhuǎn)的程度為93.95±16.86％（圖2B-C，非配對(duì)t檢驗(yàn)，與LTP誘導(dǎo)30min后給予AS刺激的LTP反轉(zhuǎn)程度相比較，p=0.0185，n=7個(gè)細(xì)胞）。說(shuō)明成年小鼠成熟DGCs誘導(dǎo)LTP后10min內(nèi)，AS刺激方案才能明顯反轉(zhuǎn)LTP，即LTP反轉(zhuǎn)呈時(shí)間依賴性模式。圖2：LTP反轉(zhuǎn)具有時(shí)間依賴性。(A和B)LTP誘導(dǎo)成功30min后，給予AS刺激方案不能成功誘導(dǎo)LTP反轉(zhuǎn)。統(tǒng)計(jì)數(shù)值表示為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差（*表示p<0.05；配對(duì)t檢驗(yàn)）。(C)從A和圖1D統(tǒng)計(jì)的不同時(shí)間施加AS刺激方案誘導(dǎo)LTP反轉(zhuǎn)程度的統(tǒng)計(jì)圖。統(tǒng)計(jì)數(shù)值表示為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差（*表示p<0.05；非配對(duì)t檢驗(yàn)）。3.海馬DG區(qū)LTP反轉(zhuǎn)需要突觸前和突觸后機(jī)制的共同參與。我們嘗試用突觸前刺激或突觸后放電的單刺激模型來(lái)誘導(dǎo)LTP反轉(zhuǎn)，以此觀察突觸前和突觸后刺激是否均為誘導(dǎo)LTP反轉(zhuǎn)所必需。LTP誘導(dǎo)10min后單獨(dú)給予突觸前刺激可瞬時(shí)抑制LTP，但在20min后就完全恢復(fù)至原始LTP水平（圖3A，實(shí)心圓，n=6個(gè)細(xì)胞）。而在誘導(dǎo)LTP10min后單獨(dú)給予突觸后放電時(shí)，LTP的幅度沒(méi)有明顯變化（空心圓，n=6個(gè)細(xì)胞）。即穩(wěn)定的反轉(zhuǎn)LTP需要突觸前和突觸后的機(jī)制同時(shí)參與。之后，我們進(jìn)一步檢測(cè)AS對(duì)基礎(chǔ)突觸可塑性的影響。我們?cè)谟涗汦PSPs的基線水平后，給予AS刺激方案來(lái)觀察其對(duì)EPSPs幅度的改變。正如我們所看到的，盡管EPSPs的幅度在前10min的時(shí)候有所下


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