本文關(guān)鍵詞：新生鼠脊髓上行聯(lián)合中間神經(jīng)元電生理特性、細(xì)胞形態(tài)及NMDA調(diào)節(jié)機(jī)制的研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：行進(jìn)運(yùn)動(dòng)(locomotion)是脊椎動(dòng)物的基本運(yùn)動(dòng)形式,如：行走、游泳、飛翔等。行進(jìn)運(yùn)動(dòng)中控制下肢或后肢運(yùn)動(dòng)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)位于脊髓的胸腰段,該神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)被稱為中樞模式發(fā)生器(Central Pattern Generator:CPG)。CPG網(wǎng)絡(luò)中負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)左右肢體交替運(yùn)動(dòng)的中間神經(jīng)元稱為聯(lián)合中間神經(jīng)元(commissural interneurons:CINs) [7-9]。CINs是一類將軸突穿過(guò)腹側(cè)中線投射向?qū)?cè)的中間神經(jīng)元。在對(duì)貓和嚙齒類動(dòng)物脊髓的研究中,根據(jù)CINs軸突投射方向的不同將其分為短距離投射、上行投射、下行投射和雙向投射四類。對(duì)這四類CINs在脊髓運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)中的功能及細(xì)胞膜特性有廣泛而深入的研究,其中上行投射的聯(lián)合中間神經(jīng)元aCINs (ascending commissural interneurons)在之前的研究中證實(shí)在由藥物引起的虛擬運(yùn)動(dòng)中具有節(jié)律性興奮的特性,表明此類聯(lián)合中間神經(jīng)元在行進(jìn)運(yùn)動(dòng)中參與了左右肢體的協(xié)調(diào)與控制。然而,關(guān)于aCINs的形態(tài)學(xué)與其板層(laminae)分布的關(guān)聯(lián)性研究甚少,此外神經(jīng)遞質(zhì)NMDA對(duì)aCINs興奮性的調(diào)節(jié)作用目前尚不清楚。鑒此,本研究將對(duì)aCINs的形態(tài)、分布、細(xì)胞膜特性以及NMDA的調(diào)節(jié)作用進(jìn)行系統(tǒng)性研究。目的：本研究使用熒光染料通過(guò)逆向染色標(biāo)記法和膜片鉗技術(shù)對(duì)新生大鼠脊髓腰椎的上行聯(lián)合中間神經(jīng)元aCINs的形態(tài)及其電生理特性進(jìn)行綜合性研究；運(yùn)用細(xì)胞內(nèi)液熒光染色技術(shù)和全細(xì)胞測(cè)量數(shù)據(jù)揭示aCINs在脊髓腰椎橫截面上的分布及相應(yīng)細(xì)胞膜的電生理特性,為研究aCINs的板層分布、細(xì)胞形態(tài)及電生理特性之間的關(guān)系提供新的研究方法和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；最后,本研究觀察神經(jīng)遞質(zhì)NMDA 對(duì) aCINs興奮性的調(diào)節(jié)作用,揭示在虛擬運(yùn)動(dòng)中aCINs興奮性變化所依賴的神經(jīng)化學(xué)機(jī)制。方法：本實(shí)驗(yàn)采用野生型Wistar大鼠和Balb C小鼠,年齡為出生后1-10天,雌雄均可,動(dòng)物倫理編號(hào)：R20141003。動(dòng)物斬首后去除內(nèi)臟,腹側(cè)向上暴露脊柱,將四肢用大頭針固定于盛有硅酮樹(shù)脂的培養(yǎng)皿內(nèi),浸入4口氧混合氣(95%O2,5%CO2)飽和解剖用人工腦脊液(artificial cerebral spinal fluid:ACSF)。采用椎骨切除術(shù)取脊髓置于ACSF中,沿中線自近頭端分離至T12節(jié)段。(1) aCINs在脊髓腰椎橫截面上的分布：逆向染色,切片后在熒光顯微鏡下觀察aCINs在脊髓橫截面上的分布情況。(2)電生理實(shí)驗(yàn)記錄aCINs的基礎(chǔ)膜特性：膜片鉗技術(shù)記錄神經(jīng)元的靜息膜電位(Em)、內(nèi)向電阻(膜電阻Rin)、閾電壓(Vth)、基強(qiáng)電流(Rheobase,Ith)、細(xì)胞膜電容(Capactiance,Cm)、動(dòng)作電位高度(AP amplitude)、動(dòng)作電位半寬(AP half-width).后超極化深度(AHP amplitude)和后超極化半衰時(shí)間(AHP 1/2decay)。(3)神經(jīng)元形態(tài)：在電生理實(shí)驗(yàn)記錄的同時(shí)向神經(jīng)元內(nèi)注入熒光染料Luciferyellow,使用熒光顯微鏡觀察神經(jīng)元形態(tài)。計(jì)算神經(jīng)元胞體的直徑和表面積。(4) NMDA對(duì)aCINs興奮性的影響：在細(xì)胞外液NMDA的濃度為10μM時(shí),記錄aCINs的靜息膜電位(Em)、內(nèi)向電阻(膜電阻Rin)、閾電壓(Vth)、基強(qiáng)電流(Rheobase)、動(dòng)作電位高度(AP amplitude)、動(dòng)作電位半寬(AP half-width)、后超極化深度(AHP amplitude)和后超極化半衰時(shí)間(AHP 1/2decay)；比較加入NMDA前后條件下aCINs興奮性的變化。結(jié)果：(1) aCINs的胞體多集中在板層Ⅶ (14/37)、Ⅷ (18/37),板層X(jué)(5/37)也有少量分布。(2) aCINs神經(jīng)元的胞體呈現(xiàn)梭形、三角形和多極形,直徑(d)為16.2±2,9μm,表面積(Ss)為850.5±326.5μm2.且位于板層Ⅶ(直徑：15.8±2.0μm,面積：799.5±202.9μm2)、 Ⅷ (直徑：16.5±31μm,面積：882.1±351.5μm2)X(直徑：16.2±4.9μm,面積：881.7±326.5gm2)的aCINs在神經(jīng)元形態(tài)上不具備顯著的差異性(P0.05)。(3) aCINs的基礎(chǔ)膜特性：Em (-60.7±6.5mV)、Rin (1508.1±683.1mΩ)、Vth (-35.6±5.8mV)、Rheobase (13.1±8.3pA)、AP amplitude (51.8±14.5mV)、 AP half-width (2.9±0.7ms)、AHP amplitude (15.0±9.0mV)和 AHP1/2decay (211.0±66.1ms)(4)依據(jù)放電特性劃的三類aCINs中第一類單峰放電型的神經(jīng)元與相位放電和持續(xù)放電類神經(jīng)元在基強(qiáng)電流(P0.05)和閡電壓(P0.05)方面存在顯著差異,而第二類與第三類神經(jīng)元之間不存在顯著性差異。(5)超極化電流可引起24%的aCINs (9/37)產(chǎn)生膜電位的去極化凹(sag),以及超極化電流結(jié)束后的膜電位反彈(rebound)。(6) NMDA(10μM)可導(dǎo)致aCINs靜息膜電位去極化。(7)NMDA(10μM)降低aCINs的電壓閾值和基強(qiáng)電流。結(jié)論：(1)三種類型的aCINs在細(xì)胞膜電生理特性上顯示出差異,但在形態(tài)學(xué)和脊髓分布上沒(méi)有差別,說(shuō)明aCINs神經(jīng)元在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中也許可以通過(guò)其細(xì)胞膜特性來(lái)提供運(yùn)動(dòng)調(diào)控機(jī)制的多樣性,而其形態(tài)和分布特性可能不扮演重要的角色。(2)作為興奮性神經(jīng)遞質(zhì)的NMDA對(duì)行進(jìn)運(yùn)動(dòng)的產(chǎn)生起著至關(guān)重要的作用,本文研究的結(jié)果表明NMDA可以增強(qiáng)aCINs的興奮性,說(shuō)明aCINs在行進(jìn)運(yùn)動(dòng)中具備接受NMDA調(diào)控的機(jī)制,進(jìn)而可以發(fā)揮協(xié)調(diào)肢體運(yùn)動(dòng)的作用
【關(guān)鍵詞】：脊髓 聯(lián)合中間神經(jīng)元 基礎(chǔ)膜特性 電壓閾值 神經(jīng)遞質(zhì)
【學(xué)位授予單位】：華東師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：R87
【目錄】：

• 論文摘要6-9
• ABSTRACT9-14
• 第一章 研究基礎(chǔ)(文獻(xiàn)綜述)14-24
• 前言14-16
• 第一節(jié) CINs在在脊椎動(dòng)物體內(nèi)的分布及形態(tài)16-17
• 第二節(jié) CIN的識(shí)別方法17-19
• 2.1 逆向染色標(biāo)記法17
• 2.2 電極檢測(cè)法17
• 2.3 基因標(biāo)記技術(shù)17-19
• 第三節(jié) CIN的基礎(chǔ)膜特性19-21
• 3.1 基礎(chǔ)膜特性19-20
• 3.2 神經(jīng)遞質(zhì)對(duì)aCINs的調(diào)控作用20-21
• 第四節(jié) aCINs在哺乳動(dòng)物行進(jìn)運(yùn)動(dòng)中的作用21-23
• 4.1 傳統(tǒng)電生理實(shí)驗(yàn)確定aCINs在行進(jìn)運(yùn)動(dòng)中的作用21
• 4.2 轉(zhuǎn)基因技術(shù)確定aCINs在行進(jìn)運(yùn)動(dòng)中的作用21-23
• 第五節(jié) 立項(xiàng)依據(jù)23-24
• 第二章 研究報(bào)告24-44
• 前言24-25
• 第一節(jié) 實(shí)驗(yàn)方法25-29
• 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物和手術(shù)25
• 逆向染色25-26
• 電生理實(shí)驗(yàn)26
• 記錄神經(jīng)元的膜特性26-27
• 形態(tài)學(xué)27
• 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析27-28
• 試劑28-29
• 第二節(jié) 實(shí)驗(yàn)結(jié)果29-41
• 1. aCINs的分布和形態(tài)29-30
• 2. aCINs的基礎(chǔ)膜特性30-36
• 2.1 aCINs的三種放電類型32-35
• 2.2 aCINs具有超極化電流激活的膜電位凹35-36
• 3. NMDA對(duì)aCINs膜特性的影響36-41
• 3.1 NMDA可引起aCINs膜震蕩36-37
• 3.2 NMDA增強(qiáng)aCINs的興奮性37-40
• 3.3 NMDA對(duì)內(nèi)向電阻、sag、以及回彈的影響40-41
• 第三節(jié) 結(jié)果討論41-43
• NMDA對(duì)aCINs興奮性的調(diào)節(jié)41-42
• aCINs的基礎(chǔ)膜特性42
• 形態(tài)學(xué)研究42-43
• 結(jié)論43-44
• 第三章 研究總結(jié)44-46
• 附錄46-47
• 參考文獻(xiàn)47-54
• 后記54

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

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9 陳文玲,楊s

本文編號(hào)：282713