不同浓度降钙素基因相关肽对小鼠海马区长时程抑制的作用

本研究旨在探讨给予不同浓度降钙素基因相关肽(calcitonin gene-related peptide, CGRP)对小鼠海马区长时程抑制(long-termdepression,LTD)的作用。将60只30日龄C57BL/6J雄性小鼠随机分为对照组、不同浓度(50,100,200nmol/L)CGRP组、CGRP+CGRP_(8-37)组以及CGRP+APV组,每组10只。用离体场电位方法检测外源性给予脑片不同浓度CGRP对小鼠海马区突触可塑性及LTD的作用。结果显示,与对照组相比,100和200 nmol/L CGRP可明显易化海马区LTD的诱发,差异具有显著性,并且CGRP可提高N-甲基-D-天门冬氨酸(N-methyl-D-aspartate, NMDA)受体介导的兴奋性突触后电流的幅度。CGRP的上述作用均可被CGRP选择性阻断剂CGRP_(8-37)和NMDA受体阻断剂APV所阻断。以上结果提示,CGRP可剂量依赖性地易化小鼠海马区LTD的诱发,作用机制可能与NMDA受体功能的调节有关。     

低频刺激诱发海马突触传递去长时程增强的特性研究

目的和方法：以频率为1、3或5Hz,脉冲数为300或900,与高频刺激（HFS）时间间隔是20min或100min的低频刺激（LFS）作用于大鼠海马脑片,分别观察其对CA1区突触传递去长时程增强（DP）形成的影响。结果：HFS（100Hz,100脉冲的串刺激两串,串间隔30s)可诱发突触传递效率的长时程增强（LTP）。HFS经20min给予3Hz900脉冲的LFS可翻转LTP,产生DP,该作用可为NMDA受体阻断剂AP5（50μmol/L)所阻断,1Hz、5Hz、低脉冲数或与HFS时间间隔长的LFS,其诱发DP的效率减弱。结论：诱发海马CA1区DP的产生,对LFS的参数有较强的依从性。该作用可能是通过激活NMDA受体而实现的。     

在生理温度下降钙素基因相关肽对豚鼠心房肌复极过程的影响

实验应用常规微电极方法研究了在生理温度下 (36 5± 0 5℃ )降钙素基因相关肽 (calcitoningene relatedpeptide ,CGRP)对豚鼠心房肌细胞复极过程的影响及其与钾电流的关系。结果表明 :(1)CGRP(16nmol/L)可拮抗由钾通道阻断剂BaCl2 、4 AP引起的动作电位时间延长。 (2 )CGRP(16nmol/L)能够增加细胞外高钾 (18 5mmol/L)条件下心房肌慢反应动作电位的APA和Vmax,并缩短传导时间。 (3)CGRP(16nmol/L)能减弱甚至消除因并用CsCl (5mmol/L)和无钾灌流液诱发的触发活动。 (4)CGRP对动作电位复极过程的作用因温度条件而异。在生理温度下 ,CGRP(5、16和 5 0nmol/L)能够使动作电位平台抬高 ,缩短动作电位复极化 2 0 %、5 0 %和 90 %时程。其中 ,对动作电位复极化 2 0 %、5 0 %时程的作用呈剂量依赖性。而在室温下 (2 5 5± 2 1℃ ) ,CGRP使动作电位复极化 2 0 %、5 0 %和90 %时程延长。上述结果提示 ,CGRP对心房肌细胞具有多重电生理效应 ,其中生理温度下CGRP对钾电流的促进作用在动作电位的改变中占重要地位 ,今后有必要进一步研究CGRP对各种钾通道的作用     

血小板激活因子对大鼠海马脑片CA1区LTP的作用

目的:为了探讨血小板激活因子(platelet-activating factor,PAF)对大鼠海马脑片CA1区的长时程增强效应(long-term potentiation,LTP)的影响.方法:应用离体脑片电生理记录技术,记录大鼠海马CA1区的兴奋性突触后电位EPSP,研究了PAF对大鼠海马脑片CA1区的突触传递和可塑性的影响.结果:小剂量(1μmol/L)PAF可诱发大鼠海马CA1区LTP的产生;大剂量(10～50μmol/L)PAF不能诱发大鼠海马CA1区LTP的产生,且不能阻止高频电刺激(HFS,100 Hz,1 000 ms×2,每隔20 s给予)Schffer侧支引起的大鼠海马脑片CA1区LTP的形成和维持.大剂量PAF对海马CA1区基础EPSP没有影响.PAF受体拮抗剂银杏苦内酯(ginkgolide B,GB)可拮抗小剂量PAF诱发大鼠海马CA1区LTP的产生.结论:大剂量PAF具有神经毒性,可能是通过抑制海马CA1区的LTP的形成而参与艾滋病痴呆(HIV-1 associated dementia,HAD)的形成机制.     

东莨菪碱,印防己毒素对习得性长时程突触增强的影响

在大鼠条件性饮水反应的建立、消退和再建立过程中,于海马 CA_3区记录电极部位微量注射 M-胆碱受体阻断剂东莨菪碱和 GABA 受体阻断剂印防已毒素,观察其对习得性长时程突触增强的影响。结果表明,东莨菪碱有明显的抑制作用,印防已毒素则有明显的易化作用,同时相应地影响条件性行为;并发现习得性长时程突触增强的发展与变化是超前于条件性行为的发展和改变的。上述结果为进一步论证习得性长时程突触增强可能是学习和记忆的神经基础之一提供了证据,并提示海马 CA_3区习得性长时程增强的产生与保持有胆碱受体与 GABA 受体参与。     

小鼠在体海马长时程增强记录技术

目的:建立记录小鼠在体海马"前穿通纤维-齿状回"(PP-DG)神经通路长时程增强(LTP)的方法.方法:动物麻醉后固定于立体定位仪上,参照立体定位参数将刺激电极插入至前穿通纤维,记录电极插入至DG颗粒细胞层,而后进行LTP的诱发和记录.结果:对各种实验条件优化后,成功记录了Balb/c小鼠海马PP-DG通路LTP.应用该方法对快速老化模型小鼠(SAM)的快速老化亚系SAMP8和抗快速老化亚系SAMRl海马神经突触可塑性进行考察,结果表明在体海马LTP与脑片LTP和行为学实验结果相符.结论:成功建立了小鼠在体海马PP-DG通路LTP的记录方法,可用于整体动物神经突触可塑性的评价.     

κ-银环蛇毒素敏感的烟碱受体激活引起的去甲肾上腺素释放参与烟碱诱导的长时程增强样反应

烟碱可以增强学习记忆功能,但其相关机制仍不清楚.海马长时程增强被认为是学习记忆的细胞机制.本研究室以往研究表明,当单脉冲的强度为诱发80%最大群体锋电位时,烟碱(10μmol/L)可以在海马CAI区诱导长时程增强样反应.本文通过细胞外记录离体海马脑片CA1区锥体细胞层群体锋电位,探讨烟碱诱导长时程增强样反应所涉及的烟碱受体亚型与相应的神经递质释放.结果显示,烟碱诱导的长时程增强样反应可以被美加明(mecamylamine,1 μmol/L)或κ-银环蛇毒素(κ-bungarotoxin,0.1μmol/L)阻断,但不被dihydro-β-erythtroidine(DHβE,10μmol/L)阻断.烟碱诱导的长时程增强样反应可以被普萘洛尔(propranolol,10μmol/L)阻断,但不被酚妥拉明(phentolamine,10μmol/L)或阿托品(atropine,10 μmol/L)阻断.以上结果提示,κ-银环蛇毒素敏感的烟碱受体激活引起的去甲肾上腺素释放参与烟碱诱导的海马CA1区长时程增强样反应.     

围产期慢性尼古丁摄入对子代小鼠学习与记忆的影响

尼古丁对学习记忆间接作用的研究鲜有报道。昆明小鼠母鼠受孕后随机分为对照组(CON)和尼古丁组(NIC)。CON组母鼠自由饮水,NIC组母鼠饮水中给予浓度为50μg/mL的尼古丁。子代小鼠60日龄时,进行Morris水迷宫实验,之后在体记录海马区穿通纤维通路(perforant pathway,PP)至齿状回(dentate gyrus,DG)的长时程增强(long-term potentiation,LTP)。结果显示,NIC组仔鼠的逃避潜伏期从第3天开始明显大于CON组,目标象限停留时间所占百分比和穿越平台次数均低于CON组,LTP群峰电位幅值和场兴奋性突触后电位斜率也都显著低于CON组。说明由母体摄入的尼古丁,可经胎盘和乳汁明显作用于其子代,导致子代学习记忆功能的明显损伤,其可能机制是因为海马神经元突触传递可塑性的效率显著降低。     

大鼠在体海马CA1区场电位引导新技术——刺激/记录/给药一体化装置的开发和应用

大鼠海马场电位记录是研究学习记忆的一个重要手段,尤以在体记录更具生理学意义.为克服目前在体海马场电位记录的弊端和诸多不便,提高实验效率,设计并完善了一套简便易行,融刺激、记录、给药于一体的大鼠海马在体CA1区场电位实验技术.将雄性SD大鼠麻醉后固定于脑立体定位仪上,利用自制的刺激/记录/给药联合装置,引导海马CA1区场兴奋性突触后电位(fEPSP).结果表明,使用刺激/记录/给药联合装置能长时间稳定记录由测试刺激诱发的海马CA1区fEPSP.高频刺激条件下,能成功诱导早期时相长时程增强(E-LTP)和晚期时相型长时程增强(L-LTP).海马内注射AMPA受体阻断剂CNQX(100μmol/L,1μl)可迅速抑制fEPSP,注射NMDA受体拮抗剂AP-5(100μmol/L,1μl)可明显压抑LTP,药物发挥作用的时间较侧脑室给药明显缩短,剂量减少.采用此联合装置还成功实现了PPF的稳定记录.总之,采用刺激/记录/给药一体化技术进行在体海马CA1区场电位记录的特点是简单、可靠、高效,可以为开展脑认知功能活动的电生理学研究奠定良好的基础.     

溶血卵磷脂对小鼠及鸡脑突触体内钙离子浓度的升高作用

鸡是有机磷引起的迟发性神经病(OPIDN)的最常用的动物模型,OPIDN的发生被认为与神经病靶酯酶(NTE)的抑制有关。本研究比较了NTE的生理性底物溶血卵磷脂(LPC)对鸡和小鼠脑突触体内钙离子浓度的影响。LPC能够浓度依赖性地引起小鼠和鸡脑突触体内游离钙浓度升高,且在两种动物来源的突触体上的反应趋势和幅度基本相同。去掉突触体悬液中Ca2 后,同样在LPC的作用下,突触体内钙浓度不但没有升高反而明显下降,这在两种来源的突触体上的结果相同。L型钙通道阻断剂维尔帕米和非特异性钙通道阻断剂氯化镉均对LPC引起的小鼠和鸡脑突触体内钙升高都没有阻断作用。这些结果表明,LPC主要通过其对膜的破坏作用引起小鼠和鸡脑突触体内的游离钙浓度升高,且在小鼠和鸡脑突触体内钙离子浓度升高的幅度和机制方面没有种属差异。本研究的结果表明:鸡和小鼠在OPIDN中的症状差异并非由于LPC介导突触体内钙超载的强度不同所导致。     

钾通道在大鼠支气管平滑肌张力调控中作用的研究

目的：探讨延迟整流钾通道（Kv),高电导钙激活钾通道（BKCa)和ATP敏感钾通道（KATP)在大鼠支气管平滑肌张力调控中的作用。方法：以特异性钾通道阻断剂为工具,采用体外等长张力测定观察钾通道对静息和收缩状态下支气管张力的影响。结果：（1）KV阻断剂4－aminopyridine(4-AP)诱发大鼠支气管平滑肌产生浓度依赖性收缩反应,而BKCa阻断剂tetraethylammonium(TEA)和KATP阻断剂glibenclamide(Glib)对其无影响。（2）去除上皮对4－AP诱发大鼠支气管平滑肌收缩反应无影响,而钙通道阻断剂nifedipine对其有显著抑制效应。（3）在0.1mmol/L组胺或50mmol/L KCl诱发支气管平滑肌收缩之前或之后,加入TEA（1,5mmol/L)或0.1mmol/L 4-AP均显著增强二者诱发的收缩反应;而Glib(10μmol/L）对其无明显影响。结论：Kv参与大鼠支气管平滑肌静息张力的调控,而BKCa和KATP对其无影响。Kv和BKCa的关闭增强组胺及高浓度钾离子诱发大鼠离体支气管产生的收缩张力。     

在体大鼠海马Schaffer-CA1条件化双通路与海马组合突触可塑性

在戊巴比妥钠麻醉的Sprague-Dawley大鼠上,运用海马Schaffer-CA1双通路条件化作用(低频配对,600对脉冲,5Hz,配对刺激相应的兴奋性突触后电位峰值时间间隔为10ms)在两条Schaffer-CA1条件化通路上同时诱导出突触可塑性,呈现出海马组合突触可塑性。结果显示:不管海马Schaffer-CA1双通路独立与否,双通路条件化作用均可以同时诱导出长时程增强(long-term potentiation,LTP)和长时程抑制(long-term depression,LTD),呈现出LTP/LTD组合突触可塑性。结果表明:海马Schaffer-CA1双通路技术,可实现海马突触可塑性的双向诱导,可塑性的方向取决于突触的自身状态。由此提示,与传统的高频诱导LTP低频诱导LTD相比,在海马Schaffer-CA1双通路条件化作用诱导出的组合突触可塑性可以更好地编码海马相关的学习记忆,体现了海马突触可塑性的灵活性与稳定性。     

脑源性神经营养因子拮抗β淀粉样蛋白所致大鼠在体海马长时程增强的伤害

目的:探讨脑源性神经营养因子(BDNF)对β淀粉样蛋白(Aβ)致大鼠突触功能障碍的保护作用。方法:36只健康雄性SD大鼠随机分为对照、Aβ25-35、BDNF、不同剂量BDNF(0.02μg,0.1μg,0.5μg)+Aβ25-35等六组(n=6)。实验采用电生理学手段,利用自制的海马给药装置和刺激/记录绑定电极引导和记录大鼠在体海马CA1区场兴奋性突触后电位(fEPSPs)和高频刺激(HFS)诱导的长时程增强(LTP)。结果:①海马CA1区注射Aβ25-35(2 nmol)不影响基础性fEPSPs,但能显著抑制LTP的诱导与维持,HFS后fEPSPs平均幅度较对照组明显降低(P<0.01);②海马CA1区注射BDNF(0.1μg)不影响基础性fEPSPs,也不影响LTP的诱导与维持,HFS后fEPSPs平均幅度与对照组相比没有明显差异(P>0.05);③与单独给予Aβ25-35相比,不同浓度的BDNF(0.1μg,0.5μg)与Aβ25-35合用组在HFS后0 min、30 min和60 min时的fEPSPs平均幅度均明显增加(P<0.01),并具有一定的剂量依赖性,表明BDNF预处理可有效拮抗Aβ25-35引起的LTP抑制。结论:脑内注射BDNF能够预防和拮抗由Aβ25-35引起的海马LTP损伤,提示BDNF水平的上调有助于维持正常的突触可塑性并可能改善AD患者的学习记忆功能。     

学习突触

2006年,MIT的Mark Bear研究小组开始研究．增强神经元之间的突触——长时程增强效应（LTP）,与学习是否直接相关。他们对小鼠实施电休克．然后将一块电子芯片植入小鼠海马。结果发现,在一些电极的恐惧条件反射之后．小鼠的突触活性有所增强。     

肾上腺髓质素对豚鼠心室肌细胞L-型钙通道的调制

应用全细胞膜片钳技术研究了肾上腺髓质素 (ADM )对豚鼠心室肌细胞L 型钙电流 (ICa ,L)的影响及其信号传导机制。结果发现 :ADM ( 1～ 10 0nmol/L)浓度依赖性抑制ICa,L(P <0 0 5 ) ,并可被ADM特异受体阻断剂ADM2 2 52 ( 10 0nmol/L)完全阻断。用蛋白激酶A特异拮抗剂H 89( 10 μmol/L)预处理 ,对ADM抑制ICa ,L的作用无影响。但用蛋白激酶C (PKC)特异性拮抗剂PKC19 36 预处理 ,可完全阻断ADM的抑制效应 ;而PKC特异性激动剂PMA则可以模仿ADM的抑制效应 (P <0 0 5 )。上述结果提示 :ADM作用于特异性ADM受体可浓度依赖性地抑制豚鼠心室肌细胞ICa ,L,而此作用可能是PKC介导的。     

葛根素对血管性痴呆大鼠海马突触传递长时程增强的影响

目的：探讨葛根素对血管性痴呆大鼠长时程增强（LTP）的影响。方法：采用Morris水迷宫和LTP诱导法检测血管性痴呆模型大鼠空间学习记忆能力和海马突触传递的改变。结果：模型组大鼠不同时间点测得的Morris水迷宫逃逸潜伏期均较假手术组明显延长,海马LTP诱导率明显降低,而药物组大鼠EL均短于模型组,但LTP诱导率明显增强。结论：葛根素可增强血管性痴呆大鼠突触传递功能,改善其长期存在的学习记忆障碍。     

突触长时程增强形成与学习记忆的相关研究

突触长时程增强(LTP)的形成与学习记忆有相似特征,将其作为记忆的一种模式加以研究,并深入探索LTP机制产生与静止突触的关系,长时程突触修饰与突触后神经细胞内Ca^2 的作用机制,学习行为后海马内出现的突触效能变化与行为学习之间的关系,以及BDNF对海马突触的LTP调节与长时记忆所涉及关于LTP的相关基因表达。     

双侧杏仁核注射降钙素基因相关肽对小鼠学习记忆的作用

本研究旨在探讨外源性给予杏仁核中央核区不同浓度的降钙素基因相关肽(calcitonin gene-related peptide,CGRP)对小鼠认知和学习记忆的影响。将30日龄C57BL/6J小鼠随机分为空白对照组、手术对照组、200 ng CGRP组、400 ng CGRP组和800 ng CGRP组,每组10只。外源性给予双侧杏仁核中央核区不同浓度的CGRP后,用旷场实验检测各组小鼠认知功能,用新物体认知实验和Morris水迷宫实验检测各组小鼠学习记忆能力。旷场实验结果显示,与空白对照组相比,800 ng CGRP组小鼠的水平运动得分显著增加。新物体认知实验结果显示,与空白对照组相比,400 ng CGRP组的认知指数显著提高。Morris水迷宫实验结果显示,与空白对照组比较,400和800 ng CGRP组小鼠的潜伏期均显著缩短,穿越平台的次数显著增加;与200 ng CGRP组比较,400和800 ng CGRP组小鼠寻找平台的潜伏期均明显缩短。以上结果提示,双侧杏仁核注射CGRP可剂量依赖性促进小鼠非空间和空间学习记忆功能。     

HIV-1 gp120对鼠海马长时程增强效应的影响

为了探讨人类免疫缺陷病毒Ⅰ型(HIV-1)的包膜糖蛋白gp120对鼠海马脑片CA1区的突触传递及可塑性的影响,应用离体脑片记录技术,记录大鼠海马CA1区的兴奋性突触后电位(excitatory postsynaptic potential,EPSP),研究了gp120对高频电刺激Schaffer侧支引起的鼠长时程增强效应(long-term potentiation,LTP)的影响.结果发现:gp120对大鼠海马CA1区LTP产生抑制作用,对其基础EPSP没有影响,而且这种抑制效应随着gp120浓度增大而增强,即具有剂量依赖性.PKA/PKC蛋白激酶抑制剂H7可以反转这种抑制效应.提示:gp120可能是通过抑制海马CA1区的LTP而参与艾滋病相关性痴呆(HIV-1 associated dementia,HAD)的形成.     

吗啡对大鼠海马神经元突触传递的作用及机制探讨

目的 :从离子通道角度研究吗啡对中枢神经系统兴奋性及抑制性突触传递的作用并探讨其机制。方法 :　原代培养新生Wistar大鼠的海马神经元。采用膜片钳技术研究吗啡对其兴奋性及抑制性突触后电流及谷氨酸诱发电流的影响。结果 :①吗啡可明显增强海马神经元兴奋性突触传递 ,加吗啡后自发兴奋性突触后电流 (sEPSC)的发放频率增加了 ( 2 0 7.8± 2 0 .9) %。此作用可被阿片受体阻断剂纳洛酮阻断 (P <0 .0 1) ;②吗啡对微小兴奋性突触后电流 (mEPSC)的发放频率及谷氨酸诱发电流的幅度没有明显影响 (P >0 .0 5 ) ;③吗啡可明显抑制神经元自发抑制性突触后电流 (sIPSC) ,纳洛酮可拮抗吗啡作用 (n =13 ,P <0 .0 1)。结论 :实验结果提示吗啡对海马神经元的兴奋作用不是由于吗啡直接作用于兴奋性氨基酸—谷氨酸突触传递过程 ,而是可能由于抑制了抑制性中间神经元 ,间接产生的兴奋作用。