双斑蟋复眼和视叶的显微结构

【目的】为探索昆虫视觉信号处理的重要神经结构,详细观察和描述了直翅目(Orthoptera)蟋蟀科(Gryllidae)代表性昆虫双斑蟋Gryllus bimaculatus De Geer复眼和视叶的组织学结构特征。【方法】利用扫描电镜技术和组织学切片技术,观察分析了30只双斑蟋的复眼和视叶组织学结构。【结果】双斑蟋复眼约有3400个小眼,均为六边形结构,小眼间隙内分布有机械感受器——感觉毛和钟形感受器。每个小眼均由角膜、晶锥、感杆束、6个网膜细胞及基膜等构成。视叶呈两个扇形结构,由三大神经纤维网构成,分别为神经节层、外髓、内髓。【结论】双斑蟋复眼表面具有少量感觉毛和钟形感受器,每个小眼均由角膜、晶锥、感杆束、6个网膜细胞及基膜等构成,属并列像眼,视叶由三大神经纤维网构成。     

棉铃虫幼虫脑和咽下神经节的三维结构构建

【目的】解剖棉铃虫Helicoverpa armigera (Hübner) 5龄幼虫脑和咽下神经节及其内部神经髓形态结构,并分析和构建幼虫脑和咽下神经节以及各神经髓的三维结构模型。【方法】采用免疫组织化学方法解剖脑和咽下神经节的内部神经髓结构,利用激光共聚焦显微镜获取脑和咽下神经节扫描图像,然后利用AMIRA 三维图像分析软件进行图像分析,从而构建脑和咽下神经节的三维结构模型,并测量脑和咽下神经节以及内部各神经髓的体积,并分析了相对比例。【结果】 棉铃虫5龄幼虫脑和咽下神经节由围咽神经索连接在一起。脑主要由前脑、中脑和后脑3部分组成。前脑内包括视叶、蕈形体和中央体等形态结构较明显的神经髓。此外,前脑还包括其他位于脑的左右两侧以及背侧和腹侧大量神经髓区域,约占脑总神经髓的59.65%。这些神经髓区域边界不明显。中脑主要包括1对触角叶;后脑位于脑的腹侧和触角叶的下方,体积较小。咽下神经节由3个神经节融合构成,从前到后分别为上颚神经节、下颚神经节和下唇神经节,由于融合的紧密程度高,3个神经节间的边界不明显。【结论】阐明了棉铃虫5龄幼虫脑和咽下神经节的神经髓形态结构,构建了脑和咽下神经节以及内部神经髓的三维结构模型。三维模型可以任意旋转,能从任何角度观察脑、咽下神经节和内部不同神经髓的结构及其它们之间的空间关系。本研究结果对研究棉铃虫脑和咽下神经节信息接收、处理及调控行为的机制奠定了解剖学基础。     

花生四烯酸代谢物对呼吸道感受器的作用

迷走神经与神经．免疫交互作用密切相关。在呼吸道中,迷走神经传入纤维末梢上的伤害性感受器能被多种细胞因子、炎性介质和免疫调质激活。在炎症过程中,细胞膜磷脂在磷脂酶A2作用下释放花生四烯酸（arachidonic acid,AA）,后者再经不同的酶促反应产生多种脂类代谢物。与其它的炎性介质一样,这些代谢物在炎症反应中可以激活呼吸道感受器并发挥重要作用。有些AA代谢物直接与感觉神经末梢上的受体结合,产生神经冲动并传向中枢,引起反射性效应;有些作用于感觉末梢周围的组织,改变肺的机械特性,从而刺激感觉传入神经;有些提高感觉神经末梢对机械或化学刺激的敏感性,从而增强其反应;还有些可以产生其它介质或调质而触发反射效应,或者引起炎症细胞的聚集而产生局部效应。总之,AA代谢产物有多种来源,并通过多种途径刺激呼吸道中的伤害性感受器。本综述对此进行了探讨,希望有助于阐明呼吸道炎症反应的机理。     

昆虫触角叶的结构

触角叶是昆虫脑内初级嗅觉中心,通过触角神经与触角联系。触角叶主要由嗅觉受体神经元、局域中间神经元、投射神经元和远心神经元构成。这些神经元的形态多样,其形态变化与其功能和昆虫嗅觉行为相关。这些神经元在触角叶内交织形成神经纤维网,在突触联系紧密的地方形成纤维球,纤维球通常排列在触角叶外周。通常,昆虫触角叶内纤维球的数量、大小和位置相对固定,并且几乎每个小球都可以被识别和命名。不同种类、性别和品级的昆虫中,纤维球的数量、大小和排列方式各不相同。触角叶结构神经元组成和纤维球的多样性,与各种昆虫嗅觉行为的特异性相对应。     

大鼠直肠肽能神经的支配与起源——HRP与免疫细胞化学法联合研究

用HRP追踪法与免疫细胞化学法观察了大鼠直肠内P物质（SP）、降钙素基因相关肽（CGRP）和血管活性肠肽（VIP）三种肽能神经的支配与来源。结果显示：（1）直肠GCRP和VIP肽能神经起源于盆丛副交感神经节（PSG）。（2）直肠感觉神经纤维来自骶2－4节段双侧背根神经节（S2－4－DRG）SP能或CGRP能神经元。（3）感觉神经元的中枢突进入骶髓2－3节段后角并形成较粗大的外侧束,其中大部分传入纤维经后角外侧缘走行,终止于侧角区中间外侧核交感神经元胞体周围。其余部分传入纤维延伸到骶髓2－3节段灰质第Ⅱ、Ⅲ层和灰质后连合核（中央自主神经核）,进入中间外侧核的传入纤维与后连合核也有联系。上述结果提示,支配直肠的VIP能神经元参与了直肠肌运动的调节;SP和CGRP能神经元可能与直肠的运动、感觉调节有关。     

蟋蟀脑的解剖结构与生理机能

蟋蟀脑由前脑、中脑和后脑三部分组成。前脑由1对蕈形体、中央复合体和视叶构成;每个蕈形体由2个冠、柄及与柄相连的α叶和β叶组成,是信息联络整合部位;中央复合体由中央体和脑桥组成,主要参与感觉信息的加工过程;视叶由神经节层、外髓和内髓组成,是视觉系统的中心。中脑由主要组成成分为嗅觉纤维球的嗅叶组成,是嗅觉系统的中心。后脑向后与食道下神经节相连。     

淡水蜗牛视觉系统的输入与输出通路(英文)

通过神经生物素在视神经上的逆行性传输对淡水蜗牛(Planorbarius corneus)视网膜及中央神经节的输入、输出神经元进行标记。由于没有发现突触联系,所以至少一部分光感受细胞的轴突可被视为直接参与形成视神经。这些神经元的轴突进入大脑神经节形成密集的细传入神经纤维束-视神经堆。传出神经元则存在于除颊部以外的所有神经节。一些上行轴突在大脑神经节处分叉,通过脑-脑联合,到达对侧眼并在眼杯处形成分枝。部分传出神经元的轴突也投射于不同的外周神经,如:n.n.intestinalis,pallialis dexter,pallialis sinister internus et externus。五羟色胺能纤维和FMRF-酰胺能纤维均存在于视神经上,且这些纤维隶属于只投射在同侧眼的中央神经元。它们形成了位于眼杯处的丰富曲张结构及视网膜核心层,并且可能有助于调节视网膜对光的敏感性。     

茶尺蠖幼虫脑的解剖结构

【目的】明确茶尺蠖Ectropis obliqua Prout 5龄幼虫脑解剖结构,并分析和构建幼虫脑以及脑内部各神经髓结构的三维结构模型。【方法】采用免疫组织化学方法,利用突触蛋白抗体,染色标记脑内神经突触,定位突触联系密集分布的区域,获得脑内部神经髓的结构。利用激光共聚焦显微镜获取脑扫描图像,然后利用三维图像分析软件AMIRA进行图像分析,构建脑的三维结构模型,并计算脑以及脑内各神经髓结构的体积。【结果】突触蛋白抗体染色显示,茶尺蠖5龄幼虫脑内具有很多神经突触联系密集分布的区域,这些不同区域即为脑的不同神经髓结构。茶尺蠖幼虫脑主要包括前脑、中脑和后脑3个组成部分。其中前脑最大,包括成对的视叶、蕈形体、前脑桥和侧副叶以及不成对的中央体。视叶位于前脑的两侧后端。蕈形体位于脑半球正中间位置。侧副叶在中央体的下前方两侧。中央体在脑的正中心。前脑桥在中央体的上方后侧。除这些形态结构明显的神经髓区域外,前脑还包括大量内部边界不明显的神经髓区域,位于前脑左右两侧以及背侧和腹侧,这些区域被总称为中间脑,占整个脑神经髓的66%。触角叶为中脑的主要组成部分,在脑的下部最前端,为一对球状结构。后脑在脑的腹侧和触角叶下方,即围咽神经索进入脑的入口处。【结论】构建了茶尺蠖5龄幼虫脑以及各神经髓结构三维模型,分析了脑内各个神经髓之间的空间位置关系,明确了各神经髓的体积。茶尺蠖幼虫脑体积小而且结构简单的特征与其幼期视觉、嗅觉等感觉器官不发达、活动能力弱、行为简单的生物学习性相对应。     

家兔同侧大脑皮层诱发电位传入途径的观察

刺激一侧体表的感受器或周边神经可在对侧大脑半球皮层第一感觉区和两侧第二感觉区引出诱发电位;在这方面已有许多研究者采用各种动物进行过广泛深入的研究,得到一致的证实。但是关于在大脑皮层第一感觉区是否有同侧传入投射的问题则有分岐意见。Woolsey和Fairmant等人曾经指出只有来自面部皮肤的传入冲动可以到达同侧皮层第一感觉区。但是Mickle和Ades,Gardner和Haddadt以及Nakahama等用     

南方鲇上颌须和下颌须神经外周和中枢味觉反应的比较研究

采用组织切片、电生理和束路追踪等方法对南方鲇口外皮肤受外界化学物质刺激时面神经主要感觉支(上颌须神经和下颌须神经)及其味觉初级中枢(面叶)的诱发放电进行研究.结果表明:(1)南方鲇面叶分成大小2叶,所占体积分别为(73±3)%和(58±4)%.上颌须皮肤的味觉传入神经(上颌须神经)投射到大叶的背中位置,下颌须皮肤的味觉传入神经(下颌须神经)投射到小叶的腹中和背中位置;(2)判断上下颌神经放电反应可知最有效的刺激物是L-ala和L-arg,且二者存在交叉反应和脱敏现象.上颌须神经反应更敏感;(3)面叶中上颌须神经投射区域,L-arg和L-ala引起的反应较强;下颌须神经投射区域中,L-his和Qhcl引起的反应较强.这些结果显示出南方鲇面神经的感觉支对不同化学物质具有不同感受性且在其面叶上的投射也具有躯体分布特异性.     

Changes in lactate dehydrogenase activity in chicken tissues in hyperthyreosis in ontogenesis

The lactate dehydrogenase activity in reactions of lactate oxidation and synthesis was studied in subfractions of the chicken brain, heart and liver at the embryonal, early postembryonal and adult stages of development after thyroxine administration. It has been shown that during embryogenesis thyroxine predominantly enhanced the rate of lactate oxidation in the mitochondrial tissues. A marked increase in the lactate synthesis was found in cytoplasm of the adult chicken tissues. Specificity of enzyme activity alterations was detected in the chicken brain during ontogenesis after thyroxine administration.     

Role for dopamine in malonate-induced damage in vivo in striatum and in vitro in mesencephalic cultures

Defects in mitochondrial energy metabolism have been implicated in the pathology of several neurodegenerative disorders. In addition, the reactive metabolites generated from the metabolism and oxidation of the neurotransmitter dopamine (DA) are thought to contribute to the damage to neurons of the basal ganglia. We have previously demonstrated that infusions of the metabolic inhibitor malonate into the striata of mice or rats produce degeneration of DA nerve terminals. In the present studies, we demonstrate that an intrastriatal infusion of malonate induces a substantial increase in DA efflux in awake, behaving mice as measured by in vivo microdialysis. Furthermore, pretreatment of mice with tetrabenazine (TBZ) or the TBZ analogue Ro 4-1284 (Ro-4), compounds that reversibly inhibit the vesicular storage of DA, attenuates the malonate-induced DA efflux as well as the damage to DA nerve terminals. Consistent with these findings, the damage to both DA and GABA neurons in mesencephalic cultures by malonate exposure was attenuated by pretreatment with TBZ or Ro-4. Treatment with these compounds did not affect the formation of free radicals or the inhibition of oxidative phosphorylation resulting from malonate exposure alone. Our data suggest that DA plays an important role in the neurotoxicity produced by malonate. These findings provide direct evidence that inhibition of succinate dehydrogenase causes an increase in extracellular DA levels and indicate that bioenergetic defects may contribute to the pathogenesis of chronic neurodegenerative diseases through a mechanism involving DA.     

Scurvy in capybaras bred in captivity in Argentine

In order to determine if the absence of vitamin C in the diet of capybaras (Hydrochoerus hydrochaeris) causes scurvy, a group of seven young individuals were fed food pellets without ascorbic acid, while another group of eight individuals received the same food with 1 g of ascorbic acid per animal per day. Animals in the first group developed signs of scurvy-like gingivitis, breaking of the incisors and death of one animal. Clinical signs appeared between 25 and 104 days from the beginning of the trial in all individuals. Growth rates of individuals deprived of vitamin C was considerably less than those observed in the control group. Deficiency of ascorbic acid had a severe effect on reproduction of another population of captive capybaras. We found that the decrease in ascorbic acid content in the diet affected pregnancy, especially during the first stages. The results obtained suggest that it is necessary to supply a suitable quantity of vitamin C in the diet of this species in captivity.     

SSTR5 ablation in islet results in alterations in glucose homeostasis in mice

Somatostatin (SST) peptide is a potent inhibitor of insulin secretion and its effect is mediated via somatostatin receptor 5 (SSTR5) in the endocrine pancreas. To investigate the consequences of gene ablation of SSTR5 in the mouse pancreas, we have generated a mouse model in which the SSTR5 gene was specifically knocked down in the pancreatic beta cells (betaSSTR5Kd) using the Cre-lox system. Immunohistochemistry analysis showed that SSTR5 gene expression was absent in beta cells at three months of age. At the time of gene ablation, betaSSTR5Kd mice demonstrated glucose intolerance with lack of insulin response and significantly reduced serum insulin levels. Insulin tolerance test demonstrated a significant increase of insulin clearance in vivo at the same age. In vitro studies demonstrated an absence of response to SST-28 stimulation in the betaSSTR5Kd mouse islet, which was associated with a significantly reduced SST expression level in betaSSTR5Kd mice pancreata. In addition, betaSSTR5Kd mice had significantly reduced serum glucose levels and increased serum insulin levels at 12 months of age. Glucose tolerance test at an older age also indicated a persistently higher insulin level in betaSSTR5Kd mice. Further studies of betaSSTR5Kd mice had revealed elevated serum C-peptide levels at both 3 and 12 months of age, suggesting that these mice are capable of producing and releasing insulin to the periphery. These results support the hypothesis that SSTR5 plays a pivotal role in the regulation of insulin secretion in the mouse pancreas.     

2016年中国植物科学若干领域重要研究进展

2016年中国植物科学持续稳步发展, 表现在中国植物科学家在国际主流高影响力学术期刊发表文章的数量稳中有升, 中国植物科学领域的期刊逆风出行, 进入研究性期刊世界前三甲行列。中国科学家在植物学诸多领域取得了丰硕的成果。水稻(Oryza sativa)产量性状杂种优势的分子遗传机制解析入选2016年中国科学十大进展; 植物受精过程中雌雄配子体信号识别机制的研究和独脚金内酯的受体感知机制入选2016年生命科学十大进展。我国植物科学, 特别是以水稻为代表的作物研究在国际学术界已占有一席之地。例如, 在水稻组学(如基因组和转录组等)资源和技术平台的建立、重测序的开发及功能基因的克隆和调控网络的解析方面取得了系列重要成果(如揭示了独脚金内酯信号转导的“去抑制化激活”机制、从分子水平上阐释了水稻籼粳杂种不育和广亲和性基因S5的作用机理及发现了控制水稻耐冷的基因组位点), 已经引领世界水稻乃至作物科学研究。该文对2016年中国本土植物科学若干领域取得的重要研究进展进行了概括性评述, 旨在全面追踪当前中国植物科学领域的发展前沿和研究热点, 与读者共享我国科学家所取得的杰出成就。