本文關(guān)鍵詞：水楊酸鈉抑制大鼠內(nèi)膝體神經(jīng)元去極化反跳的細胞機制

  更多相關(guān)文章： 內(nèi)膝體腦片 水楊酸鈉 去極化反跳 GABA_B受體 GIRK通道

【摘要】：背景：水楊酸鈉作為阿司匹林的主要代謝產(chǎn)物,能夠穿過血腦屏障,對包括內(nèi)膝體在內(nèi)的聽覺中樞,產(chǎn)生直接的影響。水楊酸鈉可以穩(wěn)定可逆地誘發(fā)動物耳鳴,所以被廣泛用于誘導(dǎo)耳鳴動物模型,以便于耳鳴機制的研究。已有的研究表明,水楊酸鈉誘導(dǎo)的耳鳴動物,聽覺中樞存在過度興奮和神經(jīng)活動過于同步的特點,導(dǎo)致其對于聽覺信號的增益增大。內(nèi)膝體作為聽覺丘腦重要的組成部分,對聽覺信號傳遞到皮層具有重要的門控作用,所以內(nèi)膝體被認為可能參與了耳鳴癥狀中,聽覺中樞增益的增大。撤除神經(jīng)元的超極化刺激,神經(jīng)元會立即產(chǎn)生去極化反應(yīng),被稱之為去極化反跳。去極化反跳作為神經(jīng)元的一個內(nèi)在特性,對信號的整合和加工具有重要意義。之前的研究已經(jīng)表明,在耳鳴情況下,內(nèi)膝體神經(jīng)元的神經(jīng)活動發(fā)生了改變,具體地說,水楊酸鈉(1.4 mM)對內(nèi)膝體神經(jīng)元的去極化反跳具有明顯的壓抑作用。本研究著重研究內(nèi)膝體神經(jīng)元的去極化反跳的調(diào)控因素,以及水楊酸鈉是如何通過這些調(diào)控機制去抑制去極化反跳的產(chǎn)生。方法：在本研究中,運用全細胞電流鉗技術(shù),在Wistar大鼠(P15-23)內(nèi)膝體水平切面腦片中,通過直接的超極化電流方波刺激,誘發(fā)產(chǎn)生去極化反跳反應(yīng)。通過在人工腦脊液中加給離子通道的阻斷劑或者受體激動劑,確定去極化反跳的產(chǎn)生機制,以及離子通道對去極化反跳的調(diào)控機制。為了證明這些離子通道或者水楊酸鈉對去極化反跳的影響是通過作用于靜息膜電位,實驗中采取直接的電流注射的方法,將膜電位維持在與對照狀態(tài)一致的水平,觀察這些因素對去極化反跳反應(yīng)的影響,以確定是否依賴膜電位。在探究水楊酸鈉導(dǎo)致神經(jīng)元超極化的機制時,利用全細胞電壓鉗技術(shù),通過觀察神經(jīng)元漏電流的變化來反應(yīng)神經(jīng)元超極化的情況。結(jié)果：(1)去極化反跳在內(nèi)膝體神經(jīng)元中,其大小隨著超極化刺激程度和時程的增加而增加,并伴隨著潛伏期的縮短；(2)與其他腦區(qū)的去極化反跳一致,內(nèi)膝體神經(jīng)元的去極化反跳可以被T一型鈣通道的阻斷劑Ni2+或Mibefradil阻斷,說明內(nèi)膝體去極化反跳是由T-型鈣通道介導(dǎo)的；(3)ZD7288,作為超極化激活環(huán)核苷酸門控陽離子通道的阻斷劑,可以使內(nèi)膝體神經(jīng)元超極化,由于T-型鈣通道的電壓依賴性,所以ZD7288對去極化反跳有顯著的抑制作用；(4)鋇離子,作為內(nèi)向整流鉀離子通道的阻斷劑,可以使神經(jīng)元靜息膜電位去極化,對去極化反跳也有調(diào)控作用；(5)通過使用GABAB受體的激動劑baclofen,激活G蛋白門控的內(nèi)向整流鉀離子通道,也可以調(diào)控內(nèi)膝體神經(jīng)元的去極化反跳。Tertinpin-Q作為G-蛋白門控的內(nèi)向整流鉀離子通道的阻斷劑可以有效的抑制baclofen的作用,說明GABAB受體和G-蛋白門控的內(nèi)向整流鉀離子通道這條通路的激活對去極化反跳具有重要的調(diào)節(jié)作用；(6)水楊酸鈉(1.4 mM)可以可逆地的抑制內(nèi)膝體神經(jīng)元的去極化反跳的產(chǎn)生,并且伴隨著靜息膜電位緩慢超極化和膜輸入阻抗的降低；(7)T-型鈣電流作為去極化反跳產(chǎn)生的基礎(chǔ),其大小并不會受到水楊酸鈉的影響；(8)通過注入正電流抵消由水楊酸鈉引起的靜息膜電位的超極化,使神經(jīng)元恢復(fù)到給藥前的膜電位可以有效的消除水楊酸鈉的抑制效果,說明水楊酸鈉是通過超極化神經(jīng)元的靜息膜電位來抑制去極化反跳；(9)水楊酸鈉對調(diào)控靜息膜電位有重要作用的超極化激活環(huán)核苷酸門控陽離子電流沒有影響；(10)靜息膜電位的超極化作用在電壓鉗下表現(xiàn)為外向漏電流的增加,而水楊酸鈉導(dǎo)致的這種漏電流的增加依賴于GABAB受體的參與,用CGP55845阻斷GABAB受體,水楊酸鈉不再改變漏電流,說明GABAB受體參與了水楊酸鈉介導(dǎo)的靜息膜電位超極化；(11)阻斷GABAB受體的下游G蛋白門控的內(nèi)向整流鉀離子通道也可以有效的阻斷水楊酸鈉對于漏電流的變化,說明水楊酸鈉超極化靜息膜電位依賴于GABAB受體,G蛋白門控的內(nèi)向整流鉀離子通道構(gòu)成的這條通路的激活；(12)CGP55845阻斷GBABB受體可以有效限制水楊酸鈉對內(nèi)膝體神經(jīng)元去極化反跳的抑制作用。討論：本研究發(fā)現(xiàn)內(nèi)膝體神經(jīng)元的去極化反跳是由T-型鈣通道的去失活所介導(dǎo)的。正是由于T-型鈣離子通道的時間和電壓依賴性,所以去極化反跳的大小受到誘發(fā)的超極化電流的時程和大小的調(diào)控。神經(jīng)元靜息膜電位對去極化反跳具有有效的調(diào)控作用。所以一些對神經(jīng)元靜息膜電位具有重要調(diào)控作用的離子通道和受體對去極化反跳具有重要的調(diào)控作用,包括本研究報道的內(nèi)向整流鉀離子通和超極化激活環(huán)氧核苷酸門控離子。當(dāng)前的研究表明水楊酸鈉正是通過激活GABAB受體和下游的G蛋白門控的內(nèi)向整流鉀離子通道構(gòu)成的這條通路,實現(xiàn)對內(nèi)膝體神經(jīng)元的靜息膜電位的超極化作用,最終抑制了去極化反跳的產(chǎn)生。本研究不僅回答了水楊酸鈉是如何抑制去極化反跳的,同時也暗示水楊酸鈉通過影響內(nèi)膝體神經(jīng)元靜息膜電位,可能會產(chǎn)生更廣泛的影響,當(dāng)前的研究可能為理解水楊酸鈉誘導(dǎo)的耳鳴的機制提供一個新的視角。
【關(guān)鍵詞】：內(nèi)膝體腦片 水楊酸鈉 去極化反跳 GABA_B受體 GIRK通道
【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】：2015
【分類號】：R965
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-15
• 第一章 緒論15-51
• 1.1 水楊酸鈉的概述15-23
• 1.1.1 阿司匹林的歷史和基本特性15-16
• 1.1.2 阿司匹林的臨床應(yīng)用以及副作用16-17
• 1.1.2.1 阿司匹林的臨床作用16
• 1.1.2.2 阿司匹林的副作用16
• 1.1.2.3 阿司匹林與耳鳴16-17
• 1.1.3 阿司匹林的代謝產(chǎn)物——水楊酸鈉的藥理學(xué)作用及其機制17-19
• 1.1.3.1 阿司匹林的代謝17
• 1.1.3.2 水楊酸鈉抗炎的細胞機制17-18
• 1.1.3.3 水楊酸鈉抗惡性細胞增殖的細胞機制18-19
• 1.1.4 水楊酸鈉對聽覺系統(tǒng)的影響19-23
• 1.1.4.1 水楊酸鈉對耳蝸的影響19-21
• 1.1.4.2 水楊酸鈉對聽覺中樞核團興奮性的影響21-22
• 1.1.4.3 水楊酸鈉對神經(jīng)突觸傳遞的影響22
• 1.1.4.4 水楊酸鈉對離子通道和受體的作用22-23
• 1.2 神經(jīng)元去極化反跳的研究現(xiàn)狀23-25
• 1.2.1 去極化反跳的定義23
• 1.2.2 去極化反跳的產(chǎn)生以及調(diào)控機制23-24
• 1.2.3 去極化反跳的分布和功能24
• 1.2.4 去極化反跳在內(nèi)膝體神經(jīng)元中的生理意義24-25
• 1.3 去極化反跳相關(guān)離子通道以及受體的概述25-43
• 1.3.1 T-型鈣通道25-28
• 1.3.1.1 T-型鈣通道的結(jié)構(gòu)25
• 1.3.1.2 T-型鈣通道的分布25-26
• 1.3.1.3 T-型鈣通道的發(fā)育26
• 1.3.1.4 T-型鈣通道在神經(jīng)元中的功能26-27
• 1.3.1.5 T-型鈣通道與疾病27-28
• 1.3.2 超極化激活環(huán)核苷酸門控通道28-32
• 1.3.2.1 超極化激活環(huán)核苷酸門控通道的結(jié)構(gòu)28-29
• 1.3.2.2 超極化激活環(huán)核苷酸門控通道的分布29
• 1.3.2.3 超極化電位的門控機制29-30
• 1.3.2.4 環(huán)核苷酸的調(diào)控作用30
• 1.3.2.5 超極化激活環(huán)核苷酸門控通道的藥理學(xué)特性30-31
• 1.3.2.6 超極化激活環(huán)核苷酸門控通道的發(fā)育31
• 1.3.2.7 超極化激活環(huán)核苷酸門控通道的功能31-32
• 1.3.3 內(nèi)向整流鉀通道32-37
• 1.3.3.1 內(nèi)向整流鉀通道的結(jié)構(gòu)32-33
• 1.3.3.2 內(nèi)向整流鉀通道的門控機制33-34
• 1.3.3.3 內(nèi)向整流鉀通道的藥理學(xué)特性34
• 1.3.3.4 內(nèi)向整流鉀通道與疾病34-35
• 1.3.3.5 G蛋白門控的內(nèi)向整流鉀通道的門控機制35-36
• 1.3.3.6 G蛋白門控的內(nèi)向整流鉀通道在腦內(nèi)的分布36
• 1.3.3.7 G蛋白門控的內(nèi)向整流鉀通道與神經(jīng)系統(tǒng)疾病36-37
• 1.3.4 GABA_B受體37-43
• 1.3.4.1 GABA_B受體的結(jié)構(gòu)37
• 1.3.4.2 GABA_B受體的分布37-38
• 1.3.4.3 GABA_B受體的調(diào)控機制38-39
• 1.3.4.4 GABA_B受體的藥理學(xué)研究39-40
• 1.3.4.5 GABA_B受體的生理功能40-41
• 1.3.4.6 GABA_B受體與疾病41-43
• 1.4 內(nèi)膝體的概述43-48
• 1.4.1 內(nèi)膝體的解剖學(xué)結(jié)構(gòu)43
• 1.4.2 內(nèi)膝體神經(jīng)元的特性43-45
• 1.4.2.1 內(nèi)膝體神經(jīng)元的發(fā)放模式43-44
• 1.4.2.2 內(nèi)膝體神經(jīng)元對聲音信號的加工44-45
• 1.4.3 內(nèi)膝體在聽覺通路中的投射關(guān)系45-47
• 1.4.3.1 內(nèi)膝體傳出的上行投射45-46
• 1.4.3.2 內(nèi)膝體接受的下行投射46-47
• 1.4.4 內(nèi)膝體的功能47-48
• 1.4.4.1 內(nèi)膝體對聽覺信號的門控作用47-48
• 1.4.4.2 內(nèi)膝體與耳鳴48
• 1.5 本研究要回答的問題48-51
• 第二章 實驗材料和方法51-55
• 2.1 腦片的制備51
• 2.2 全細胞膜片鉗的記錄51-52
• 2.3 實驗溶液和藥品52
• 2.4 實驗數(shù)據(jù)分析52-55
• 第三章 實驗結(jié)果55-73
• 3.1 內(nèi)膝體神經(jīng)元去極化反跳的強度與超極化刺激的大小和時程相關(guān)55-59
• 3.2 Ni~(2+)和Mibefrail均可抑制去極化反跳的產(chǎn)生59-60
• 3.3 阻斷HCN通道后超極化靜息膜電位導(dǎo)致對去極化反跳的壓抑60-62
• 3.4 阻斷Kir通道去極化靜息膜電位調(diào)節(jié)去極化反跳62-64
• 3.5 阻斷GIRK通道壓制GABA_B受體激活對去極化反跳的作用64-65
• 3.6 水楊酸鈉壓抑內(nèi)膝體神經(jīng)元的去極化反跳65-66
• 3.7 水楊酸鈉對T-型鈣離子通道電流沒有作用66-68
• 3.8 水楊酸鈉對于去極化反跳的壓抑作用依賴于其對靜息膜電位的超極化68-69
• 3.9 水楊酸鈉對HCN通道電流沒有作用69
• 3.10 水楊酸鈉通過GABA_B受體超極化靜息膜電位69-70
• 3.11 水楊酸鈉對靜息膜電位的超極化作用依賴于GIRK通道70-71
• 3.12 水楊酸鈉對去極化反跳的抑制作用依賴于GABA_B-GIRK通路的激活71-73
• 第四章 討論73-79
• 4.1 實驗結(jié)論73
• 4.2 實驗結(jié)果分析73-77
• 4.2.1 內(nèi)膝體神經(jīng)元的去極化反跳是由T型鈣通道所介導(dǎo)73-74
• 4.2.2 去極化反跳依賴靜息膜電位74-75
• 4.2.3 去極化反跳依賴靜息膜電位對聽覺信號加工的意義75
• 4.2.4 水楊酸抑制去極化反跳是由于超極化靜息膜電位75-76
• 4.2.5 水楊酸鈉通過GABA_B-GIRK通路超極化靜息膜電位76-77
• 4.2.6 水楊酸鈉抑制去極化反跳對于水楊酸鈉誘導(dǎo)耳鳴的意義77
• 4.3 本研究的不足之處和展望77-79
• 參考文獻79-103
• 附錄1 縮略詞表103-105
• 附錄2 儀器設(shè)備名105-107
• 附錄3 實驗原始數(shù)據(jù)名稱107-109
• 附錄4 本實驗中主要溶液的配置步驟109-111
• 附錄5 本實驗中主要實驗設(shè)備模式圖111-113
• 附錄6 記錄電極的制備和參數(shù)113-115
• 附錄7 內(nèi)膝體腦片的制備115-117
• 致謝117-119
• 在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與取得的研究成果119-121
• 個人簡歷121

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本文編號：997947