突触前α7烟碱受体对海马神经元兴奋性突触传递的调控

采用盲法膜片钳技术观察突触前烟碱受体(nicotinic acetylcholinel receptors,nAChRs)对海马脑片CAl区锥体神经元兴奋性突触传递的调控作用。结果显示,nAChRs激动剂碘化二甲基苯基哌嗪(dimethylphenyl—piperazinium iodide,DMPP)不能在CAl区锥体神经元上诱发出烟碱电流。DMPP对CAl区锥体神经元自发兴奋性突触后电流(spontaneous excitatory postsynaptic current,sEPSC)具有明显的增频和增幅作用,并呈现明显的浓度依赖关系。DMPP对微小兴奋性突触后电流(miniature excitatory postsynaptic current,mEPSC)具有增频作用,但不具有增幅作用。上述DMPP增强突触传递的作用不能被nAChRs拮抗剂美加明、六烃季铵和双氢-β-刺桐丁所阻断,但可被α-银环蛇毒素阻断。上述结果提示,海马脑片CAl区锥体神经元兴奋性突触前nAChRs含有对α-银环蛇毒素敏感的胡亚单位,其激活可增强海马CAl区锥体神经元突触前递质谷氨酸的释放,从而对兴奋性突触传递发挥调控作用。     

应激诱发的海马神经元突触增强参与大鼠的新环境学习

本文旨在研究应激对海马新环境空间学习记忆的损伤作用机制.在大鼠海马CA1区埋植电极,刺激schaffer侧枝记录CA1区树突层的兴奋性突触后场电位(field excitatory postsynaptic potential,fEPSP),探索应激对火鼠新环境空间学习的突触可塑性的影响.同时研究了再次新环境空间学习时...     

围产期食物限制对子代成年大鼠海马CA1区突触可塑性的影响

围产期食物限制导致子代大鼠学习和记忆能力等的神经生物学变化,但其机制并不清楚。将成年Wistar雌性大鼠与雄性大鼠同笼,受孕后随机分为对照组 (n=9) 和食物限制组 (n=8) 。对照组母鼠在妊娠期和哺乳期自由进食和饮水,食物限制组母鼠从妊娠的第7天到子代大鼠出生后21天进行食物限制,食物限制量为对照组大鼠的50%。子代雄性大鼠成年后,通过Morris 水迷宫测试空间学习和记忆能力。之后,在海马CA1区在体记录场兴奋性突触后电位 (field excitatory postsynaptic potential,fEPSP),并采用免疫组织化学方法观察海马CA1区神经元型一氧化氮合酶 (nNOS) 阳性细胞密度的变化。结果表明,围产期食物限制降低了子代大鼠出生后第1、7、10、14和21天的体重,并减弱了成年子代大鼠的学习和记忆能力,海马CA1区fEPSP的斜率和nNOS阳性细胞的密度也明显降低。结果提示,围产期食物限制可能通过抑制NO的产生降低了海马突触可塑性,从而影响了子代大鼠的学习和记忆能力。     

小鼠海马CAl区高频刺激诱发的突触可塑性分析

通过细胞外记录方法记录场兴奋性突触后电位（field excitatory postsynaptic potential,fEPSP）的变化是研究突触可塑性,诸如长时程增强（long-term potentiation,LTP）和双脉冲可塑性（paired-pulse plasticity,PPP）的最常见方法之一。fEPSP波形的起始斜率、起始面积、峰值及总面积等的变化常用作判断突触可塑性增强或减弱的标准。在相同记录结果中测量fEPSP波形不同部位通常会有不同的结果,因此可能得出不同的结论,这些往往会被研究者忽略。本文通过测量小鼠海马CA1区细胞fEPSP波形的起始斜率、起始面积、峰值、总面积及时间参数等,分析比较高频刺激（high-frequency stimulation,HFS）诱发的突触可塑性,包括LTP和PPP的变化。结果显示,LTP过程中AMPA受体动力学变化加快,且在同一记录中,fEPSP波形不同部位的测量分析可以产生较大幅度的LTP和PPP差异。给予HFS后,双脉冲诱发fEPSP的比率在测量起始面积时略有下降,但在测量起始斜率时则显著增加,这些结果可能导致相反的结论。因此,全面仔细地分析fEPSP波形在整个实验中的变化对正确了解突触可塑性至关重要。     

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.     

α7-nAChR基因敲除小鼠海马神经元突触传递和神经网络的电生理表型（英文）

研究显示,含有α7亚基的烟碱型乙酰胆碱受体(α7 nicotinic acetylcholine receptor,α7-nAChR)基因敲除(α7 KO)的小鼠表现出很少的功能表型。本文旨在研究α7 KO对小鼠海马电生理特征的影响。用标准胞外场电位记录评估α7 KO对小鼠海马CA3-CA1突触传递的影响,用穿孔膜片钳记录检测小鼠海马单个神经元γ-氨基丁酸A型受体(γ-aminobutyric acid A-type receptor, GABA_A-R)的电生理学表型。结果显示,与野生型小鼠相比,α7 KO小鼠海马CA1神经元场兴奋性突触后电位(field excitatory postsynaptic potential, fEPSP)斜率显著降低,卡巴胆碱诱发的θ振荡显著减少。在给予GABA_A-R激动剂蝇覃醇(muscimol)条件下,与野生型小鼠相比,α7 KO小鼠海马CA1和CA3神经元I–V曲线均向去极化方向明显移动。以上结果提示,α7KO小鼠海马CA3-CA1突触传递显著受损,GABA_A-R成熟显著延迟,表明α7-nAChR基因缺失可显著改变海马的电生理功能,这可能为α7-nAChR在海马功能和海马相关疾病中作用的理解提供了新的认识。     

液压打击损伤后海马CA1区神经元兴奋性变化的研究

为考察脑损伤对海马CA1区锥体神经元电活动的影响并研究大黄素对神经元的超兴奋性和突触传递的作用,应用液压打击大鼠脑损伤模型和细胞外记录方法提取诱发的海马CA1区场兴奋性突触后电位(fPSP)和群峰电位(PS),进行相关的数据处理和分析。发现损伤侧比非损伤侧的fPSP斜率明显升高,PS波峰个教显著增加,而PS潜伏期明显减小;在灌流液中施加大黄素,CA1区诱发场电位明显减弱。研究结果表明：颅脑损伤可造成海马CA1区锥体神经元的迟发性过度兴奋;大黄素对神经元的兴奋性有抑制作用,可能对颅脑损伤后的中枢神经系统具有保护功能。     

丙泊酚拮抗戊四氮对大鼠海马CA1区动作电位和突触传递的影响

目的：观察戊四氮对大鼠海马CA1区动作电位（action potential,AP）和兴奋性突触后电流（excitatory postsynaptic current,EPSC）的影响和丙泊酚的拮抗作用。方法：断头法分离Wistar大鼠海马半脑,切片机切出400μm厚度的海马脑片,全细胞电流钳记录CA1区锥体神经元动作电位发放情况,全细胞电压钳记录电刺激Schaeffer侧支／联合纤维诱发的CA1区锥体神经元EPSC的变化。结果：戊四氮使动作电位发放频率增加,EPSC值降低;丙泊酚拮抗戊四氮的作用,使动作电位发放减少甚至消失,EPSC值上升至加入丙泊酚前的2倍左右。结论：丙泊酚拮抗戊四氮对动作电位和EPSC的作用,所以临床上可用于抗癫痫治疗。     

学习训练对谷氨酸单钠所致大鼠海马损伤的神经保护作用

目的：探讨学习训练对谷氨酸神经毒性的保护作用。方法：在SD大鼠生后第3～9d腹腔注射谷氨酸单钠复制谷氨酸毒性模型,在1月龄和2月龄时训练大鼠学会以明暗辨别来获得食物,3月龄时取脑,在光镜下计数海马内存活神经元数,电镜下观察海马CA1区的超微结构,并计数突触数,测量突触活性带长度。结果：学习训练组海马CA3区和CA4区内的存活神经元数、海马CA1区内的突触数和突触活性带长度均大于非学习组,结论：结果提示学习训练可在一定程度上减轻MSG对海马的损伤。     

横断大鼠穹窿-海马伞对其海马CA3区突触形态的影响

目的：观察横断大鼠穹窿-海马伞对其海马突触形态的影响。方法：横断大鼠双侧穹窿-海马伞（FF）建立动物模型,于手术前、后对大鼠进行迷宫检查,重点对海马CA3区多形层突触界面的结构参数进行定量分析。结果：突触界面曲率减小,突触间隙宽度加大,突触后膜致密物质厚度明显变薄,穿孔性突触的比例也有不同程度降低。结论：横断穹窿-海马伞引起海马CA3区突触形态明显改变,推测海马内Ach的正常水平对维持海马CA3区突触界面超微结构有重要作用。     

发育中小鼠运动皮层锥体神经元电生理特性的变化

目的:研究小鼠生后发育过程中运动皮层锥体神经元电生理特性的变化。方法:选取出生后不同发育阶段的小鼠共计36只,随机分为1、2、3周龄组(1-, 2-, 3-Week)、1、2、3月龄组(1-, 2-, 3-Month)(n=6)。应用全细胞膜片钳及生物胞素细胞内标记技术区分锥体神经元与中间神经元,同时记录各组小鼠脑片运动皮层锥体神经元的被动膜特性、动作电位(AP)及兴奋性突触后电流(sEPSCs)。结果:与中间神经元相比,小鼠运动皮层锥体神经元的AP放电特征表现为规则放电(RS),放电频率较为缓慢。小鼠运动皮层锥体神经元的被动膜特性在出生后发育期间表现为：与1周龄组小鼠相比,2周龄组的静息膜电位(RMP)表现为显著超极化(P<0.01),2周后再无明显改变;1月龄组的膜输入阻抗(R_in)呈现显著下降的趋势(P<0.01),在1月龄后无明显变化;膜电容(Cm)无明显变化。AP在发育早期的变化表现为：与1周龄组小鼠相比,3周龄组AP阈电位绝对值和幅值显著增加(P<0.01),2周龄组AP半波宽显著降低(P<0.05),在此之后无显著变化。sEP...     

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.     

褪黑素对大鼠海马 CA3区长时程增强诱导的影响

目的：研究褪黑素对海马CA3区长时程增强（LTP）诱导阶段的影响及可能的机制。方法：用细胞外电生理记录方法。通过向大鼠海马CA3区分别微量注射褪黑素、Tacrine（胆碱酯酶抑制剂）和DNQX（非NMDA受体的竞争性拮抗剂）,以海马CA3区群体兴奋性突触后电位（fEPSP）斜率的改变为指标,观察PP-CA3通路的LTP变化。结果：①0．2μg/μl、1μg/μl和5μg/μl的褪黑素对CA3区的诱发电位和LTP均有抑制作用,随着剂量加大,抑制作用加强。②褪黑素能抑制Tacrine对LTP诱导的易化作用。③DNQx能部分阻断褪黑素对LTP诱导的抑制作用。结论：褪黑素对LTP诱导的抑制作用可能与胆碱能系统和非NMDA受体有关。     

大鼠海马神经元突触超微结构的增龄变化

目的为研究脑老化过程中学习、记忆功能减退的神经结构基础提供实验依据。方法应用透射电子显微镜,观察比较从出生1 d至24月龄（1 d、1月龄、3月龄、6月龄、18月龄、24月龄）的Sprague Dawley大鼠海马神经元突触超微结构的随增龄变化,同时观察与脑老化密切相关的指标脂褐素沉积。结果在大鼠6月龄之前,随着月龄的增加,海马神经元突触超微结构的发育逐渐完善,至6月龄大鼠突触数量明显增多;此后突触数量逐渐减少,至24月龄大鼠神经元突触数量最少。从1月龄开始海马神经元内即可见少量脂褐素颗粒沉积,随着月龄的逐渐增加,至24月龄时脂褐素颗粒沉积显著。结论青年期大鼠的海马神经元突触发育最好,进入老年期后,突触结构受损,老年期损伤最为严重,同时伴有大量的脂褐素颗粒沉积。     

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.     

双电极绑定技术记录在体大鼠海马CA1区长时程增强

目的:探讨双电极绑定条件下记录大鼠在体海马CA1区长时程增强的可行性。方法:雄性Wistar大鼠乌拉坦麻醉;脑立体定位仪上埋置脑室导管;安装自制的刺激/记录绑定电极;引导基础性场兴奋性突触后电位(fEP-SP);强直刺激诱导长时程增强(LTP)。结果:绑定后的刺激和记录电极能可靠地引起海马CA1区fEPSP,fEPSP的出现率几乎100%;基础性fEPSP记录可保持长时间稳定;高频刺激成功诱导出LTP并维持达3h以上,诱导率约67%;双脉冲易化记录稳定、可靠;脑室注射β淀粉样蛋白(Aβ)对LTP显示出明显的压抑作用。结论:采用双电极绑定技术进行在体海马LTP记录简便易行、节省资源、引导fEPSP和诱导LTP的成功率较高,有望成为一项重要的研究学习和记忆机制的电生理辅助手段。     

丹参酮ⅡA 预防慢性缺氧大鼠认知功能障碍的电生理机制

目的:探讨丹参酮ⅡA(TⅡA)预防慢性缺氧大鼠认知功能障碍的电生理机制。方法:将18只雄性SD大鼠(200-250 g)随机分为对照组、模型组(Model组)、TⅡA(10mg/kg.d)治疗组(TⅡA组)。复制慢性缺氧大鼠认知功能障碍模型,并给予相应治疗,在脑片水平运用膜片钳技术检测海马CA1区的LTP变化,并检测海马CA1区锥体细胞的兴奋性变化。结果:(1)给予高频强直刺激(HFS)后各组兴奋性突出后电位(fEPSP)斜率均显著增加,即均可诱发LTP并持续1h以上,但模型组LTP较对照组显著减弱(P<0.05),TⅡA治疗组LTP较模型组明显增强(P<0.05);(2)慢性缺氧使海马CA1锥体细胞放电所需的刺激电流幅度显著增加、阈电位升高、兴奋性降低,同样刺激强度条件下动作电位数量减少,TⅡA干预可明显减轻慢性缺氧对海马CA1锥体细胞的上述抑制。结论:TⅡA可能是通过维持海马CA1锥体细胞的兴奋性、维持海马的突出可塑性减轻慢性缺氧对认知功能的损害。     

NMDA受体信号复合体中蛋白质的相互作用

谷氨酸能兴奋性突触的突触后密集区(postsynaptic density,PSD)包含多种受体蛋白、骨架蛋白和信号蛋白,它们通过分子中特定的结构域相互识别并动态地结合,形成多个信号复合体,参与突触后受体功能的调节及其下游特异性信号转导通路的激活。其中,NMDA受体信号复合体中蛋白质-蛋白质的相互作用及其调控机制的阐明,对于深入了解神经发育、突触可塑性、兴奋性毒性等生理病理的分子机制有重要意义。     

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。     

大鼠海马CA1区β受体参与长时程增强和空间学习

在离体海马脑片上, 激活CA1区β肾上腺素能受体(β受体)易化这一区域突触传递的长时程增强(LTP). 然而, 在体情况下, CA1区β受体是否参与LTP的调控, 是否参与海马依赖性的学习和记忆, 尚无实验证据. 为此, 观察了β受体激动剂异丙肾上腺素或拮抗剂心得安对在体CA1区LTP的调控作用以及对大鼠在Morris水迷宫中的空间学习的影响. 正常情况下对突触强度仅有微小调制作用的10 Hz的θ节律刺激(每串150个脉冲, 1串), 在CA1区局部给予L-异丙肾上腺素后, 显著地诱导出LTP, 这一效应被DL-心得安所阻断; 相反, 正常情况下对突触强度有显著调制作用的5 Hz的θ节律刺激(每串150个脉冲, 3串), 在CA1区局部给予DL-心得安后, 诱导出的LTP显著地被压抑. 相应地, 训练前20 min在CA1区注射DL-心得安, 大鼠在水迷宫中的学习速度显著地慢于对照组大鼠, 训练后24 h的空间记忆保持亦相应较差. 以上结果表明, β受体参与海马CA1区的突触可塑性, 且对空间学习重要.