【摘要】：第一部分后嗅皮層在視空間記憶中的作用背景:阿茲海默癥(Alzheimer’s disease,AD)是以認(rèn)知功能全面衰退、日常生活能力最終喪失并伴發(fā)精神行為障礙為臨床表現(xiàn)的神經(jīng)退行性疾病,占失智癥(dementia)總數(shù)的60-80%。其超早期診治困難重重。有研究提示后嗅皮層(postrhinal cortex,POR)損傷可能是AD超早期病理改變,并影響視空間記憶功能,但機(jī)制不清。目的:本研究著重解析POR腦區(qū)的神經(jīng)元構(gòu)成及其在視空間記憶中的功能作用,為進(jìn)一步研究AD超早期病理改變打下基礎(chǔ)。方法:本研究用免疫熒光分析POR腦區(qū)的神經(jīng)元類型,用光遺傳學(xué)結(jié)合新奇物體識別、即刻早期基因(c-fos)染色及在體電生理研究POR腦區(qū)在視空間記憶中的功能。結(jié)果:免疫熒光提示在POR腦區(qū)存在谷氨酸能神經(jīng)元、GABA能神經(jīng)元及膽堿能神經(jīng)元,三種神經(jīng)元的比例分別為48.5%±1.6、45%±0.7及6.5%±1.1。光遺傳學(xué)結(jié)合新奇物體識別結(jié)果提示抑制POR腦區(qū)谷氨酸能神經(jīng)元(t=2.377,p0.05)、過度激活POR腦區(qū)GABA能神經(jīng)元(t=2.237,p0.05)會降低小鼠視空間記憶提取能力。結(jié)論:POR腦區(qū)谷氨酸能及GABA能神經(jīng)元均參與視空間記憶的提取,POR腦區(qū)谷氨酸、GABA神經(jīng)元激活比例異常會導(dǎo)致視空間記憶提取功能下降。第二部分后嗅皮層向腹外側(cè)眶額皮層的投射在視空間記憶中的作用背景:勾束(uncinate fasciculus,UF)是靈長類動物的一個長時程投射白質(zhì)纖維束,在嚙齒類動物中起源于POR腦區(qū)向腹外側(cè)眶額皮層(ventral lateral orbitofrontal cortex,vl OFC)的投射(POR-vl OFC)承擔(dān)了勾束的大部分功能。既往研究發(fā)現(xiàn)勾束的損害與AD患者視空間記憶的下降有關(guān),但勾束的確切功能尚不清楚,其在視空間記憶中起到了何種作用仍不明確。目的:本研究通過解析小鼠POR-vl OFC投射來進(jìn)一步明確勾束在視空間記憶中的作用。方法:本研究用順向嗜神經(jīng)病毒示蹤解析POR-vl OFC投射的結(jié)構(gòu),用光遺傳學(xué)結(jié)合新奇物體識別、c-fos染色及在體電生理研究POR-vl OFC投射在視空間記憶中的功能。結(jié)果:順向嗜病毒神經(jīng)示蹤表明POR-vl OFC投射為谷氨酸能投射,POR腦區(qū)谷氨酸能神經(jīng)元的投射下游還包括背側(cè)海馬聯(lián)合(dorsal hippocampal commissure,dhc)及背側(cè)丘腦(laterodorsal thalamic nucleus,LD)。光遺傳學(xué)結(jié)合新奇物體識別實驗提示在回憶階段抑制POR-dhc投射及POR-LD投射功能時,實驗組較對照組視空間記憶功能無明顯差異,而抑制POR-vl OFC投射功能,實驗組較對照組視空間記憶功能明顯降低(t=2.377,P0.05),同時c-fos染色提示實驗組vl OFC的c-fos表達(dá)較對照組明顯下降(t=3.993,P0.05)。光遺傳學(xué)結(jié)合在體電生理結(jié)果提示當(dāng)激活POR-vl OFC投射功能時可以記錄到相應(yīng)的spike發(fā)放幅度、頻率的升高,當(dāng)抑制POR-vl OFC投射功能時可以記錄到相應(yīng)的spike發(fā)放幅度、頻率的降低。結(jié)論:POR-vl OFC投射為谷氨酸能投射,POR-vl OFC投射特異性傳遞了POR腦區(qū)編碼的信息參與了視空間記憶的提取過程。
【圖文】：

與鼻周皮層相鄰，當(dāng)小鼠大腦從前到后連續(xù)切片時，角包中的下腳細(xì)胞消失意味著從鼻周皮層過渡到 POR 腦區(qū)。在前部及中部冠狀位切片上，POR 腦區(qū)位于一個叫嗅裂的顱骨切跡之上，該切跡被內(nèi)嗅皮層所包繞。POR 腦區(qū)的背側(cè)緣與顳葉相關(guān)腦區(qū)相鄰，我們可以通過不同的細(xì)胞層結(jié)構(gòu)將兩個腦區(qū)區(qū)分出來。相較于顳葉相關(guān)腦區(qū)，POR 腦區(qū)的細(xì)胞層Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分布更為離散，且細(xì)胞層Ⅴ密度更大。在后部冠狀位切片上，POR 腦區(qū)呈三角形，其背側(cè)緣與海馬旁下托及內(nèi)嗅皮層相鄰，該分界線構(gòu)成了三角形一條邊。第二條邊是與顳葉相關(guān)皮層的分界線，而第三條邊即腦皮質(zhì)的表面（圖 1D）。在大鼠的大腦中[50, 56]（圖 1A），POR 腦區(qū)的解剖分界與小鼠基本一致。POR 腦區(qū)前緣緊靠鼻周皮層，腹側(cè)緣主要與內(nèi)嗅皮層相鄰，但其背側(cè)緣的分界較難分辨。在冠狀位切片上，我們可以通過細(xì)胞層Ⅳ的結(jié)構(gòu)來區(qū)分 POR 腦區(qū)背側(cè)緣與相鄰的腦區(qū)。POR 腦區(qū)在冠狀位切片上無明顯的細(xì)胞層Ⅳ結(jié)構(gòu)，而其背側(cè)緣相鄰腦區(qū)有明顯的細(xì)胞層Ⅳ[50, 54]（圖 1B）。

東南大學(xué)博士學(xué)位論文了視覺信號傳遞、認(rèn)知信息加工及執(zhí)行功能等過程。但關(guān)于 POR 腦前仍有許多問題尚不清楚，比如連接的細(xì)胞類型及突觸類型。近年來程加工的嗜神經(jīng)病毒示蹤技術(shù)已經(jīng)成為神經(jīng)環(huán)路研究領(lǐng)域最有效的較于傳統(tǒng)的示蹤劑，嗜神經(jīng)病毒示蹤技術(shù)可以用來研究某一個特定一類特定神經(jīng)元一級或多級傳入或傳出投射的情況[72]。因此，，隨著進(jìn)展，未來 POR 腦區(qū)與其它腦區(qū)詳細(xì)的連接情況一定會被闡明清楚。
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：R749.16

【參考文獻(xiàn)】

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1 張志建;靳森;朱續(xù)濤;賈凡;王華東;劉青;何曉斌;徐富強(qiáng);;利用嗜神經(jīng)病毒跨突觸追蹤神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)研究進(jìn)展[J];生命科學(xué);2014年06期

本文編號：2606408