家兔中脑上丘浅层神经元的生理特性

用电生理方法将家兔上丘浅层神经元分成3类,其中两类为传出神经元分别投射到丘脑枕核(N=52)和外膝体背核(N=54),其它均归为第3类(N=99).2类传出神经元都接受单突触视觉传入,其传入视束纤维的传导速度基本相同,说明在家兔上丘,这2个通路没有传导速度的差异.它们还接受来自视束的三突触抑制性传入,可能是经返回抑制回路介导的.第3类神经元接受双突触视觉传入和三突触的抑制性传入,其机能有待进一步研究.     

听觉系统抑制性神经回路的活动依赖性组构

最近的研究发现,哺乳动物听觉系统中抑制性神经回路的成熟和优化依赖于自发性和经验性的神经活动,神经活动对于抑制性突触的亚细胞定位、抑制性神经回路的拓扑组构,以及耳优势带的形成均至关重要。这些研究可能揭示了脑发育过程中抑制性神经回路构建的一般规律和细胞机制。     

microRNA调控网络与肿瘤

microRNA(miRNA)是一类长度约为22nt的小分子非编码RNA,对基因表达进行转录后调控。基因调控网络由各种回路,如前馈和反馈回路组成。它通过将外界刺激整合成合适的输出信号,控制细胞从增殖到死亡几乎所有的生命活动。已知基因调控网络的失调与肿瘤的发生发展密切相关。新近的实验证据表明,miRNA广泛参与基因调控网络中的反馈和前馈回路。该文主要介绍miRNA在基因表达调控网络中的作用及其与肿瘤发生发展的关系。     

合成生物学基因设计软件:iGEM设计综述

随着基因回路规模的扩大,和应用范围的拓展,传统的合成基因回路的设计思路面临着新的挑战。新合成基因回路构建的试验周期长,试错成本大,单纯依靠经验进行设计构建,难以迅速得到满意的结果。iGEM中软件设计比赛旨在帮助合成生物学家,更高效地完成基因回路的设计与预测。为了更好地研究iGEM软件的设计与研究方向,寻找新的设计思路和理念,综述了最近几年iGEM软件队的项目,仔细总结了每一个项目的背景、目的,设计和应用。通过对比和总结,发现这几年的iGEM软件项目从功能上可以分为以下四类:①辅助设计;②资料共享;③合作交流;④数据分析。该综述可以为今后iGEM软件设计提供思考方向,也为合成生物学的发展提供新的思路。     

含自杀基因回路的大肠杆菌的生长和变异规律

具有鲁棒性的基因回路构建是合成生物学的基础工作.基于群体感应的自杀基因回路转化大肠杆菌后赋予宿主菌在一定菌群密度时启动自杀的特性.为了使基因回路更具鲁棒性,在转化后以不同浓度的IPTG为诱导剂,观察宿主菌的表型特征以及在自杀过程中突变菌产生的规律,并通过基因测序确定变异位点.结果表明:IPTG浓度与细菌自杀率呈正相关,自杀强度愈大,突变菌株出现得越早,蔓延的速度也越快.基因测序结果表明,在基因回路质粒上,luxR基因中间有转座子插入,从而破坏了群体感应系统.实验也表明:仅需该突变,就足以使宿主菌逃避自杀.结果为下一步优化基因回路设计,实现细菌密度的连续振荡提供了思路.     

利用合成的基因回路实现细胞水平上尿酸稳态控制的实验研究

目的:利用合成生物学方法构建尿酸介导的基因回路,在细胞水平上研究回路对尿酸稳态的调控作用。方法:以耐辐射异常球菌R1基因组中转录抑制物基因hucR及其结合位点基因hucO为基础,化学合成具有转录抑制功能的基因mUTs及其结合位点的8串联结构hucO8,构建基因回路;转染HeLa细胞,通过检测分泌型碱性磷酸酶(SEAP)的表达量来验证回路的作用原理和对尿酸的感应作用;在此基础上,用优化的黄曲霉菌尿酸氧化酶(Uox)基因smUox替换SEAP基因,转染HeLa细胞,通过检测转染前后培养基中尿酸浓度的变化,验证回路对尿酸的调节作用。结果:分别构建了优化的转录抑制物表达载体pcDNA3.1/V5-mUTs、报告基因表达载体pSEAP-hucO8、优化的黄曲霉菌Uox表达载体phucO8-smUox、pBudCE4.1-smUox,双向共表达载体pBudCE4.1-SEAP-mUTs、pBudCE4.1-mUTs-smUox;单独转染pBudCE4.1-SEAP-mUTs或共转染pSEAP-hucO8和pcDNA3.1/V5-mUTs,通过检测培养基中SEAP的表达量,证明双载体及单载体回路对尿酸的感应作用;用smUox替换SAEP基因后,通过检测转染48 h后培养基中尿酸含量的变化,证明双载体及单载体基因回路均具有一定的尿酸调节能力。结论:在细胞水平上,构建的双载体基因回路(phucO8-smUox、pcDNA3.1/V5-mUTs)和单载体基因回路(pBudCE4.1-mUTs-smUox)均可实现对尿酸的感应及调控作用,在一定范围内通过增加mUTs与hucO8的摩尔比,可以改变回路对尿酸的调控范围及调节程度。     

浅谈电能计量装置二次回路接地对计量的影响

本文阐述了三相四线组合计量箱存在的问题,分析了电压互感器二次回路中性点不接地、电流互感器二次回路中性点不接地对三相四线组合计量箱的影响,举例探讨了三相三线计量方式接地对计量的影响,提出了电能计量装置二次回路接地的预防和整改措施。     

合成生物学技术在材料科学中的应用

材料是人类赖以生存与发展的物质基础,科技和社会的进步都离不开材料技术的发展,未来先进材料的合成和制备必然朝着绿色可持续、低耗高产出、精细可调控、高效多功能的方向发展。以"基因调控·工程设计"为核心的合成生物学技术从分子、细胞层面极大地推动了生命科学的发展,也已经并继续为材料科学的发展注入新的思路和活力。本文将围绕合成生物学技术在材料科学中的应用,以基因回路设计为核心,概念应用为线索,重点介绍合成生物学技术在高分子生物材料和无机纳米材料领域的开发和生产,细胞展示和蛋白定向进化战略对分子材料的筛选和优化,"活体"功能材料、工程菌调节的人工光合系统功能材料体系以及基因回路在材料科学中的应用。     

海马-前额叶神经回路与工作记忆

学习和记忆是神经科学研究的热点。已证实大脑中的海马、前额叶和海马−前额叶回路均参与工作记忆功能。本文对海马−前额叶回路的解剖和生理特性以及海马、前额叶和海马−前额叶回路在工作记忆中的作用的研究进展做一概述。     

家兔伏核注射吗啡引起的镇痛可被中脑导水管周围灰质注射纳洛酮或甲啡肽抗体所阻断

本实验室以往的资料表明,在家兔中脑导水管周围灰质(PAG)到伏核之间存在一条与镇痛有夫的神经通路,该通路以5-羟色胺(5-HT)和甲啡肽(ME)为其递质。本工作进一步探讨从伏核到PAG的下行镇痛通路。 以辐射热照射家兔嘴侧部皮肤,测量其躲避反应的潜伏期(ERL)作为痛反应阈,简称痛阈。通过预先埋植的慢性套管向伏核内微量注射吗啡,20min后向PAG内双侧注射纳洛酮(NX)或脑啡肽抗血清,观察ERL的变化。(1)伏核内注射吗啡20μg/1μl,引起ERL升高80％以上,作用持续50min以上。(2)PAG内注射NX(每侧0.5、1.0或2.0μg)可不同程度地阻断伏核内注射吗啡的镇痛效应,且呈明显的剂效关系。(3)PAG内注入甲啡肽抗血清(每侧1μl)可部分阻断伏核内注射吗啡的镇痛效应,而注入亮啡肽抗血清或正常兔血清则无效。 实验结果提示,从伏核到PAG存在一条下行镇痛通路,在PAG内可能以ME为其递质。该通路与PAG到伏核的上行镇痛通路构成一个环形的“中脑边缘镇痛回路”,并在针刺镇痛和吗啡镇痛中发挥重要作用。     

家兔面神经后核内侧区在呼吸节律起源中的作用

从腹侧面暴露家兔延髓,脑内微量注射1%普鲁卡因阻滞面神经后核内侧区(mNRF),全部动物(n=20)一次注射(0.3—1.0μl)后即能可逆地消除呼吸节律。区域对照显示此区非常局限,范围约1.0×1.0×1.0mm。组织学检查表明为面神经后核内侧区。本文分析了 mNRF的呼吸相关神经元(RRNs)的放电形式。在 mNRF 有较多的呼气(E)神经元和呼气-吸气跨时相(E-IPS)神经元。在阻滞 mNRF 引起呼吸停止期间,观察到低位延髓背侧呼吸群(DRG)和腹侧呼吸群(VRG)尾端区 RRNs 放电的节律性消失,表现连续放电或停止放电。电刺激DRG,VRG 尾端区,只能诱发短串的膈神经放电,而不能产生节律性发放。说明这些区域的RRNs 无自动节律性活动的能力。结果表明,面神经后核内侧区与呼吸节律发生有关,它可能是呼吸节律发生器的一个重要的所在部位。     

刺激家兔腹部迷走神经外周端降压效应中枢机制的研究

应用电解损毁和脑室内注射药物的方法研究了刺激家兔腹部迷走神经外周端所致降压效应的中枢机制。结果表明:1.电刺激延脑闩部尾侧1.5—2mm、中线旁开0.25mm、深1—2mm 处主要引起降压反应。2.电解损毁该部位可以使刺激腹部迷走神经外周端所引起的降压效应显著减弱(n=20,P<0.001),但对刺激减压神经所致降压反应无影响。3.在延脑闩部水平电解损毁减压神经纤维在孤束核的主要投射区可以使刺激减压神经所致降压反应显著减弱,而对刺激腹部迷走神经外周端所致降压反应无影响。4.第四脑室注射5,6-双羟色胺的动物较之注射人工脑脊液的动物颈、胸髓5-羟色胺含量明显降低、动物动脉压增高、心率明显增快、刺激减压神经所致降压反应未见减弱,而刺激腹部迷走神经外周端所致降压反应却明显减小。因此,我们认为家兔腹部迷走神经外周端所致降压效应依赖于延脑闩下部的中缝隐核及连合核等结构,而与减压神经的投射部位无关。延脑中缝核至脊髓的下行性5-HT能神经纤维抑制脊髓交感节前神经元的活动,是这个降压效应的中枢机制之一。     

家兔伏核—杏仁核神经通路在吗啡镇痛中的作用

用辐射热照射家兔鼻嘴侧部皮肤,测量其躲避反应潜伏期作为痛反应阈,简称痛阈。通过预先埋植的慢性套管向伏核或杏仁核内进行注射,结果表明:(1)在家兔的伏核内微量注射吗啡可产生镇痛作用,该作用可被杏仁核内注射纳洛酮所削弱,并有量效依从关系;在杏仁核内注射甲啡肽抗血清(ME AS)或β-內啡肽抗血清(β-EP AS)亦可削弱上述镇痛作用;(2)在杏仁核内微量注射吗啡可产生镇痛作用,此作用不能被伏核内注射纳洛酮所阻断;(3)在伏核内注射吗啡所产生的镇痛作用可被同一部位注射γ-氨基丁酸(GAEA)受体阻断剂氯甲基荷包牡丹碱所增强,被 GABA 受体激动剂异鹅羔胺所削弱。上述结果提示:在家兔脑内从伏核到杏仁核可能存在一条与镇痛有关的神经通路,伏核内的阿片样物质及杏仁核内的甲啡肽,β-内啡肽可能参与镇痛信息的传递,而伏核内的 GABA 可能有对抗吗啡镇痛的作用。     

人胎儿下丘脑视上区生长抑素神经元发生学的研究

本研究采用了免疫细胞化学方法,首次系统观察了２２例９—２７周引产人胎儿下丘脑视上区的视上核和视交叉上核内的生长抑素免疫反应神经元（Ｓｏｍａｔｏｓｔａｔｉｎｉｍｍｕｎｏｒｅａｃｔｉｖｅｎｅｕｒｏｎ,简称ＳＯＭ－ＩＲ神经元）的发生、发育的形态学特征。从１６周开始,在视上核（ＳｕｐｒａｏｐｔｉｃａｌｎｕｃｌｅｕｓＳＯＮ）和交叉上核（ＳｕｐｒａｃｈｉａｓｍａｔｉｅｎｕｃｌｅｕｓＳＯＮ）内可观察到ＳＯＭ－ＩＲ神经元,在ＳＯＮ、ＳＯＭ－ＩＲ神经元数随着胎龄增加而增多,到２２周时数量最多,以后随着胎龄增加ＳＯＭ－ＩＲ神经元数出现逐渐减少现象;ＳＣＮ内的ＳＯＭ－ＩＲ神经元在１８周和２２周时出现两次高峰,研究结果提示,ＳＯＮ和ＳＣＮ内的ＳＯＭ－ＩＲ神经元在胚胎发育过程中出现消长现象,表明了ＳＯＭ－ＩＲ神经元在ＳＯＮ和ＳＣＮ内各有其独特的发育过程。     

家兔孤束核区微量注射羟基马桑毒素对膈神经放电的影响

实验在44只乌拉坦麻醉、肌肉麻痹、切断双侧颈迷走神经的日本大耳白兔上进行。于一侧孤束核区微量注射不同浓度(0.1μg/μl,1μg/μl,5μg/μl,10μg/μl)的羟基马桑毒素1μl,可以引起膈神经放电活动产生可逆的吸气时程和呼气时程缩短,呼吸频率加快及膈神经放电积分的峰幅度降低。羟基马桑毒素0.1μg/μl组作用最弱,1μl/μl组作用最强。5μg/μl组,10μg/μl组还可使膈神经放电活动在呼气期出现短时的吸气性放电及呼气期间歇性不规则延长等呼吸节律紊乱现象。出现上述现象时血压、心率无明显变化,脑电图也未出现异常改变。结果提示:家兔孤束核区参与呼吸时相的转换,而羟基马桑毒素可能作用于孤束核区的呼吸时相转换机制,促进呼吸时相的转换。     

杏仁内侧核注射AVP和AVPMcAb对家兔ET性发热效应的影响

目的和方法：在大脑杏仁内侧核微量注射精氨酸加压素（ＡＶＰ）和精氨酸加压素单克隆抗体（ＡＶＰＭｃＡｂ）,观察其对家兔内毒素（ＥＴ）性发热效应以及视前区一下丘脑前部（ＰＯＡＨ）温敏神经元放电活动的影响。结果：①杏仁内侧核微量注射ＡＶＰ能明显抑制家兔ＥＴ性发热效应,注射ＡＶＰＭｃＡｂ能明显易化家兔ＥＴ性发热效应;②杏仁外侧核分别注射ＡＶＰ和ＡＶＰＭｃＡｂ则对家兔ＥＴ性发热效应无明显影响;③杏仁内侧核分别注射ＡＶＰ和ＡＶＰＭｃＡｂ后ＰＯＡＨ热敏神经元和冷敏神经元放电活动均无明显变化。结论：家兔杏仁内侧核也是ＡＶＰ抗热效应的一个重要的作用部位,杏仁内侧核注射ＡＶＰ的抗热作用途径与隔区注射ＡＶＰ的抗热途径可能不同     

大鼠中缝背核和中央上核内5－HT能神经元生后发育的免疫细胞化学及图像分析研究

本实验采用免疫细胞化学方法,研究了大白鼠中缝背核及中央上核内５－ＨＴ能神经元的生后转折变化,并结合图像分析对中缝中央上核内５－ＨＴ能神经元的生后发育进行了定量研究。结果显示,在生后第１天,中缝背核和中央上核内５－ＨＴ阳性胞体密集排列,突起较短。从Ｐ１到Ｐ３０,中缝背核内,５－ＨＴ阳性胞体密度明显降低,外侧部５－ＨＴ阳性细胞突起的长度显著增加。中缝中央上核内,至Ｐ１０,５－ＨＴ阳性胞体仍密集排列,且胞体增大,至Ｐ３０,细胞排列变得疏松。从Ｐ９０到Ｐ９０,中缝背核和中央上核内阳性细胞的分布及形态无明显变化。统计学处理结果表明,中缝中央上核内５－ＨＴ能胞体数量从Ｐ１到Ｐ３０有显著性增加,从Ｐ３０到Ｐ９０有显著性减少。胞体面积及周长从Ｐ１至Ｐ３０逐渐增加,在Ｐ１０至Ｐ３０阶段增长最快。Ｐ１与Ｐ３０以及Ｐ１与Ｐ９０比较,胞体形状因子显著增加。从Ｐ１至Ｐ３０,中缝中央上核外侧散布的５－ＨＴ阳性细胞逐渐减少,至成年只能偶尔见到,且胞体变得不规则。     

家兔离体心脏组织的不应期及房室结的滤波特性

一般认为房室结具有滤波特性,即它能阻止过快或过于提前的心房冲动传到心室。本实验旨在研究家兔离体心脏组织的不应期及房室结的滤波牧场生（ｎ＝１８）。实验中发现：（１）在短基础周期（２００－３００ｍｓ）房室结的相对不应期最长,而在长基础周期（６００,７００ｍｓ）希浦系（ＨｉｓＰｕｒｋｉｎｊｅ ｓｙｔｅｍ）的相对不应期最长;（２）在多种基础周期下,大多数心脏（１６／１８）房室结有效不应期小于心房功能不应期     

STUDIES ON THE CROSS-STRIATION OF THE INDIRECT FLIGHT MYOFIBRILS OF THE BLOWFLY CALLIPHORA

1. The cross-striation in the indirect flight myofibrils of Calliphora has been studied by phase contrast and polarised light microscopy. The band pattern at rest-length has been determined in flies killed in osmium tetroxide vapour while their wings remained in the resting position. All other observations have been made on unfixed fibrils. Although length changes in situ are probably very slight (about 2 per cent), isolated fibrils, by treatment with crude muscle extract or with ATP, can be induced to elongate to 104 per cent rest-length, or to shorten by 8 per cent but no more. Over the range 98 to 104 per cent rest-length, experimentally induced length changes are reversible. The fibrils can also be stretched beyond 104 per cent rest-length, but the process is irreversible. During the course of glycerol extraction the fibrils elongate to 104 per cent rest-length. 2. The changes in band pattern observed over the range 104 to 92 per cent rest-length are qualitatively the same as the changes observed over a wider range (about 130 to 40 per cent rest-length) in the skeletal myofibrils of rabbits. The earlier stages of shortening appear to be effected by retraction of the I bands into the A bands where they fill up the H zones. No evidence has been found that any changes in band pattern are due to a migration of the A substance. 3. Two components of the sarcomere can be extracted from it and a third component remains behind. These three components, which have also been demonstrated in skeletal myofibrils of the rabbit, where they behave in the same way, are: (a) the A substance which does not change its position as the fibril changes its length, and which can be extracted by the same procedures as remove myosin (shown elsewhere to be the A substance) from rabbit fibrils; (b) a material which extends from the Z lines to the borders of the H zone and which moves inwards during contraction and outwards during elongation; it can capture rabbit myosin from solution and form with it a contractile system, and it is thought to be actin; (c) a "backbone" or stroma bearing Z and M lines. 4. Since all these features of the cross-striation are the same in the insect fibrils as in rabbit fibrils, it is considered very probable that the sarcomere is similarly organised in both types of muscle and contracts by essentially the same mechanism.     

OCCURRENCE OF A SEROTONIN SULPHOTRANSFERASE IN THE BRAIN

Abstract— —An enzyme catalysing the transfer of sulphate from 3'-phosphoadenylsulphate to serotonin was purified from rabbit brain. The purification procedure involved ammonium sulphate fractionation of the 200,000 g supernatant of rabbit brain homogenate, treatment with alumina Cγ, and chromatography on DEAE-cellulose. The enzyme was purified 67-fold from the 200,000 g supernatant of the brain homogenate. The intracranial distribution of the sulphotransferase was investigated and the cerebellum found to have rather high activity. The sulphotransferase activities of rabbit, dog, rat and bovine brains were compared; rabbit brain had the highest activity, followed by dog, rat and bovine brain.