脑震荡对大鼠多巴胺能神经元及神经纤维的影响

目的：探讨脑震荡(BC)鼠多巴胺能神经元和神经纤维内酪氨酸羟化酶(TH)含量的变化。方法：用金属单摆打击装置复制 BC 模型。动物随机分为对照组和伤后1～24 d 损伤组;用免疫组织化学结合图像分析方法研究 BC 后中脑黑质致密区(SNC)和腹侧被盖区(VTA)多巴胺能神经元及基底节尾壳核多巴胺能神经纤维 TH 含量的变化。结果：在 SNC 和 VTA 及基底节,BC 后1、4、8及16 d 组的 TH 免疫反应阳性明显高于对照组,其中以4d 组反应最强,24 d 组在 SNC 和基底节与对照组比较无显著性差异,但在 VTA,TH 免疫反应阳性仍高于对照组。结论：BC 后 TH 早期增高可能是脑损伤神经元过度兴奋的反应,随后持续增高一段时间可能是多巴胺能神经元上调其合成能力的一种代偿反应。     

特异性调控前额叶皮质锥体细胞活性对大鼠内脏痛行为的影响

目的:通过光遗传学手段,特异性调控内侧前额叶皮质(medial prefrontal cortex,m PFC)锥体细胞活性的变化,观察对于大鼠内脏痛及焦虑行为的影响。方法:雄性成年大鼠分为3组,随机注入AAV_(2/9)-Ca MKII-mcherry,AAV_(2/9)-Ca MKII-ChR2-mcherry以及AAV_(2/9)-Ca MKII-Arch T-mcherry病毒,特异性感染锥体细胞。病毒注射4周后,将光纤埋入双侧m PFC内,之后通过给予蓝光或黄光刺激激活含ChR2或Arch T的神经元,观察对于大鼠内脏痛和焦虑行为的影响。结果:AAV注射很好地感染了m PFC内的锥体细胞,表达ChR2的大鼠经蓝光照射后Fos表达量增高,内脏痛反应和焦虑行为受到抑制。表达Arch T的大鼠经黄光刺激后Fos表达量降低,内脏痛反应和焦虑行为增加。结论:兴奋m PFC内的锥体细胞对于内脏痛和焦虑产生明显抑制,而抑制锥体细胞则增强内脏痛和焦虑行为。     

大鼠大脑皮质到前额叶皮质的传入联系——WGA-HRP法研究

本实验用WGA-HRP法研究了25只大鼠大脑皮质到前额叶皮质的传入投射。观察到大鼠前额叶皮质广泛接受额叶、顶叶、颞叶、枕叶、岛区、梨状区、扣带区及海马后区皮质的传入,而且前额叶度质不同部位的皮质传入部位有区别。并观察到大鼠前额叶皮质除接受躯体感觉及内脏感觉传入外,还接受视觉、听觉皮质区的传入,是多种感觉的会聚部位。     

大鼠间脑到前额叶皮质的传入投射——FG逆行追踪法

目的：探讨间脑中神经核向前额叶中央外侧区的投射。方法：用荧光金（ＦＧ）逆行追踪法对１５只Ｗｉｓｔａｒ大鼠进行研究。结果：大鼠前额叶中央外侧区接受同侧丘脑前内侧核，丘脑前腹核；丘脑腹内侧核，丘脑腹外侧核，丘脑腹后内侧核，丘脑腹后外侧核；丘脑内侧背核中间部、外侧部、内侧部、丘脑外侧背核；丘脑后核，丘脑外侧一核；丘胲板内核的中央内核的中央内侧核，中央旁核，中央外侧核，丘脑束旁核；丘脑中线核的丘脑带旁核，     

产前应激对抑郁症子代大鼠前额叶皮质蛋白质组学的影响

目的:应用整合组学分析子代大鼠前额叶皮质(PFC)代谢组及磷酸蛋白质组的变化,研究产前应激(PS)导致子代大鼠抑郁样行为的分子机制。方法:SD雌性妊娠大鼠在孕期第14～20 d接受慢性束缚应激。采用糖水偏好实验(SPT)检测出生后30 d(P30)子代大鼠抑郁样行为。分别采用串联质谱标签(TMT)定量蛋白质组学结合磷酸肽富集法和UHPLC-Q-TOFMS非靶向代谢组学对子代大鼠PFC的磷酸化蛋白质组及代谢组进行检测。结果:与对照组相比,抑郁样子代大鼠前额叶皮质有8404个差异修饰肽段和34个差异代谢物的丰度发生显著变化。经KEGG通路注释及富集比较发现,差异修饰肽段和差异代谢物主要参与胰岛素分泌、糖酵解/糖异生、磷酸戊糖代谢、醛固酮合成与分泌、c GMP-PKG信号途径、甲状腺激素合成等生物过程。结论:PS可能主要通过调节子代大鼠PFC中多种生物过程中的相关蛋白磷酸化及代谢物,从而诱导产生抑郁样行为。     

大鼠慢性心肌梗死对前额叶皮质锥体细胞突触活性影响的电生理学研究

目的:检测大鼠满性心肌梗死所致心绞痛之后,内侧前额叶皮质(medial prefrontal cortex,mPFC)锥体细胞突触传递活性的变化,探讨调节慢性心绞痛可能的中枢机制。方法:雄性成年SD大鼠随机分为假手术组和慢性心肌梗死(chronic myocardial infarction,CMI)手术组,每组5只。手术2周后,制备mPFC区域急性脑片,通过全细胞膜片钳方法记录锥体细胞的兴奋性和抑制性突触电流,比较假手术组和手术组的突触电流活性变化。结果:相较于假手术组动物,手术组动物mPFC内兴奋性突触电流传递明显增强,抑制性突触电流传递明显减弱。同时抑制性中间神经元动作电位释放下降。结论:CMI之后mPFC内锥体细胞的兴奋性突触信号传递增强,可能是由于局部抑制性神经元活性降低所致。鉴于mPFC内锥体细胞活性对于镇痛具有正向效应,这种变化对于mPFC对慢性心绞痛的中枢抑制可能具有积极的意义。     

Gas7在大鼠前额叶皮质发育过程中的表达

目的探讨生长休止特定蛋白7(Gas7)在大鼠大脑前额叶皮质发育过程中的表达及机制。方法采用免疫组织化学方法和免疫印迹(Western blot)方法检测Gas7在SD大鼠胚胎第18天(E18)、出生后P1(第1)、P7、P14、P21和P60各时期大脑前额叶皮质中的表达。同胞鼠1/2用于免疫组化实验,1/2用于Western blot检测。结果免疫组织化学方法显示,前额叶皮质在E18时即出现Gas7免疫阳性产物,Gas7免疫阳性神经元出现于P1-P60,P7时Gas7免疫阳性神经元轮廓已比较清晰,至P14时Gas7阳性反应最强,细胞突起也较长;之后,P21至P60时Gas7阳性反应逐渐减弱,均弱于P14(P0.05)。Western blot检测显示,在E18时Gas7表达较弱,P1至P14Gas7表达逐渐增强,至P14时达到高峰,之后又逐渐减弱,差异有统计学意义(P0.05)。结论 Gas7在大脑前额叶皮质的表达具有时间和空间上的差异性,提示Gas7可能在前额叶皮质结构形成和功能成熟方面起着重要的调控作用。     

前庭刺激激活大鼠内侧前额叶皮质神经元Fos表达

目的:分析对比加伐尼刺激(Galvanic stimulation)与双轴旋转运动分别作用于大鼠前庭器官对内侧前额叶皮质(mPFC)神经元活动的影响。方法:将雄性SD大鼠随机分为4组：电刺激组、对照组、双轴旋转运动组和对照组。电刺激组动物以100～200μA电流强度刺激前庭感受器1 h后休养1 h;双轴旋转组动物以双轴旋转运动刺激2 h。应用包含mPFC的25μm脑冠状切片,以免疫组织化学抗生物素蛋白-生物素复合物(ABC)技术进行Fos蛋白免疫反应并以3,3′-二氨基联苯胺(DAB)显色。最后,对mPFC内标记神经元进行计数和统计分析。结果:动物经两种类型分别刺激后,mPFC均见到大量Fos样免疫阳性反应神经元细胞核;曼-惠特尼U检验统计表明每种刺激条件下,刺激组较对照组动物mPFC内Fos阳性神经元数目都有显著增加(P<0.05)。半定量统计显示两种类型刺激后,接受刺激组和对照组动物mPFC内Fos阳性神经元数目激活的神经元数目分别是1053±240.50 vs 44.25±3.64和509.80±54.40 vs 128.30±7.66。结论:诱发晕动病的双轴旋转刺激和伽伐...     

大鼠间脑和皮质下端脑到前额叶皮质的传入投射——WGA-HRP法研究

本研究将 WGA-HRP 注射于25只大鼠前额叶皮质的前扣带回背部、前边缘区及岛叶无颗粒皮质背部,观察其间脑和皮质下端脑的传入联系。间脑的传入主要来自丘脑背内侧核,并有一定的局部定位。此外,丘脑的板内核群(中央外侧核、旁中央核、中央内侧核及束旁核)、腹侧核群(腹外侧核、腹内侧核、腹前核及腹后核)、中线核群(菱形核、连合核、带旁核及室旁核)、前内侧核、外侧缰核、后核及外侧核亦有到前额叶皮质的传入投射,且投射到前额叶皮质不同部位的数量不同。丘脑下部的传入主要来自外侧区、外侧视前区、尾侧大细胞核及乳头体上核,少量传入也可见于丘脑下部后区、背内侧核、腹内侧核及未定带。皮质下端脑的传入主要来自苍白球,其次为斜角带核、隔核、杏仁核及屏状核。在隔核中,除内侧隔核外还观察到外侧隔核,繖隔核及三角隔核亦投射到前额叶皮质。杏仁核中除杏仁外侧核、杏仁基底核外侧部及内侧部外,还观察到杏仁内侧核及杏仁皮质核亦有少量到前额叶皮质的传入。     

创伤后应激障碍大鼠前额叶皮质PKMζ表达的变化

目的探讨创伤后应激障碍(PTSD)大鼠前额叶皮质PKMζ的表达变化情况。方法采用单程长时应激(SPS)制备PTSD大鼠模型,旷场试验、高架十字迷宫试验检测造模效果。将大鼠分为:SPS1d、SPS3d、SPS7d和SPS14d组,正常饲养大鼠作为对照组。利用Western blot和real-time RT-PCR检测PKMζ蛋白及m RNA在大鼠前额叶皮质表达。结果 SPS模型大鼠表现出明显的焦虑症状,SPS7d、SPS14d组大鼠前额叶皮质PKMζ蛋白和m RNA表达水平显著高于对照组。结论在应激后7d和第14d,PTSD大鼠前额叶皮质PKMζ表达显著增高。     

一重和多重脑震荡大鼠前额叶髓鞘脂蛋白(PLP)的变化

目的:为探索一重(pure cerebral concussion,PCC)和多重脑震荡(multiple cerebral concussion,MCC)后大鼠前额叶中隔断面髓鞘脂蛋白(myelin protein lipoprotein,PLP)分布与表达变化规律。方法:采用自制单摆式机械打击装置复制PCC和MCC大鼠模型,伤后随机分为PCC中1、2、4、8、16和24 d组(n=6),MCC中1、2、4、8、16和24 d组(n=6),另设正常对照组(n=6)。用小鼠抗-PLP单克隆抗体免疫组织化学SP法染色,观察致伤后大鼠中隔断面区PLP表达的动态变化。结果:正常状态下,PLP主要表达于皮质分子层和颗粒层的白质纤维;中隔区核团包括前脑内侧束(Mfb)、斜角带垂直支(VDB)、外侧隔核中间部(LSI)和杏仁核(amygdaloid nucle-us,AN);胼胝体(cc)、纹状体(CPu)和前联合(an)。PCC后多数脑区PLP表达变化无差异;MCC后皮质前额叶分子层、斜角带垂直臂核和纹状体脑区的PLP表达明显下调(P<0.05)。结论:结果提示MCC可能存在损伤累积效应,加重了中隔断面区神经纤维的损伤。     

脑震荡大鼠脑干神经纤维组织病理与超微结构损伤后64天动态改变观察

本研究运用光镜和透射电镜方法,对脑震荡(brain concussion,BC)大鼠的脑干锥体束神经纤维的组织病理与超微结构的动态变化进行了观察。27只BC大鼠随机分为致伤后3、12、24h和2、4、8、16、32、64d九个实验组,另设正常对照组,每组3只动物。光镜轴索银染结果显示:BC后轴索结构变化表现为直径增粗,或呈串珠状、畸形状或收缩球样改变,或染色不均;间质水肿等。透射电镜显示:轴索超微结构在BC后3h髓鞘开始水肿并出现不同程度的分离,纤维周围及胶质细胞水肿,毛细血管扩张淤血或闭塞、血小板血栓形成等。BC后12h开始出现部分轴索的溶解,BC后4~32d髓鞘水肿腔隙明显、增厚显著,直到伤后64d脑干神经轴索仍未恢复正常。以上结果表明脑震荡大鼠存在较长时程的脑干不同程度的神经轴索损伤。     

脑震荡鼠大脑多巴胺转运体变化研究

为了进一步探讨脑震荡(cerebral concussion,CC)大鼠认知行为障碍的神经生物学基础,本实验观察了CC大鼠多巴胺转运体(dopamine transporters,DAT)的变化规律。用自制金属单摆式闭合性脑损伤打击装置复制脑震荡大鼠模型48只,随机分为伤后1、2、4、8、16、24d六个实验组,另设一正常对照组(n=8)。运用抗DAT抗体SP法行免疫组化染色,并测定大脑前额叶皮质(PFC)、尾壳核(CPu)、伏隔核(Acbc)、内侧隔核(MS)、斜角带垂直臂核(VDB)、斜角带水平臂核(HDB)、梨形皮质(Pir)、顶叶皮质(CPL)、海马CA1-3、丘脑中央背内侧核(MD)、丘脑背外侧核(LD)、下丘脑腹内侧核(VMH)和杏仁核等16个脑区DAT阳性表达物的光密度值。结果表明,与正常对照组相比脑震荡后大鼠多个脑区DAT阳性表达物呈下调变化。PFC、CPu-2、MS、LD、MD的DAT阳性表达物在伤后第2d表达最低;CPu-1、VDB、HDB、CPL、CA1、CA2、CA3、VMH和杏仁核的DAT阳性表达物在伤后第4d表达最低;Pir的DAT阳性表达物在伤后第8d表达最低;Acbc的DAT阳性表达物在伤后第16d表达最低。各脑区恢复时间各不相同,至24d基本恢复正常。以上结果提示DAT可在大鼠不同脑区广泛表达;脑震荡后其在多个脑区呈下调性改变,提示多巴胺转运体的伤后变化可能参与了脑震荡后的认知障碍。     

Age-related spatial working memory impairment is caused by prefrontal cortical dopaminergic dysfunction in rats

There is evidence of prefrontal cortex (PFC)–dependent cognitive deficits, such as working memory impairment, during the normal aging process in humans and animals. Although working memory function and the PFC dopaminergic system are thought to be closely related, the relationship between them in aged subjects remains unclear. The present study was aimed to clarify the involvement of PFC dopaminergic activity in age-related working memory impairment. For this purpose, we examined working memory in young (3-month-old) and aged (24-month-old) rats, using the T-maze delayed alternation task. As a result, delayed alternation performance was impaired in aged rats compared to young rats, indicating age-related working memory impairment. In addition, aged rats showed reduced dopaminergic transmission in the prelimbic cortical region of the PFC, concomitant with attenuated tyrosine hydroxylase activity in the PFC, but not in the ventral tegmental area and substantia nigra, which was evaluated immunohistochemically and enzymatically. Moreover, age-related working memory impairment was improved by direct stimulation of the prelimbic cortical region of the PFC with 10 or 30 ng, but not 100 ng, of a D1 receptor agonist, SKF 81297, indicating that the SKF 81297 response was an inverted “U” pattern. The maximum SKF 81297 response (30 ng) was abolished by a D1 receptor antagonist, SCH 23390. Thus, age-related working memory impairment was through reduced PFC dopaminergic transmission caused by decreased dopamine synthesis in the prefrontal termination region, but not at the site where the projections originate. This finding provides direct evidence showing the involvement of dopaminergic dysfunction in the development of PFC cognitive deficits during the normal aging process and would help to understand the aging physiology and pathology of the brain.     

Postnatal alterations in dopaminergic markers in the human prefrontal cortex

Dopamine in the prefrontal cortex plays a critical role in normal cognition throughout the lifespan and has been implicated in the pathophysiology of neuropsychiatric disorders such as schizophrenia and attention deficit disorder. Little is known, however, about the postnatal development of the dopaminergic system in the human prefrontal cortex. In this study, we examined pre- and post-synaptic markers of the dopaminergic system in postmortem tissue specimens from 37 individuals ranging in age from 2 months to 86 years. We measured the levels of tyrosine hydroxylase, the rate limiting enzyme in dopamine biosynthesis, using Western immunoblotting. We also examined the gene expression of the three most abundant dopamine receptors (DARs) in the human prefrontal cortex: DAR1, DAR2 and DAR4, by in situ hybridization. We found that tyrosine hydroxylase concentrations and DAR2 mRNA levels were highest in the cortex of neonates. In contrast, the gene expression of DAR1 was highest in adolescents and young adults. No significant changes across age groups were detected in mRNA levels of DAR4. Both DAR1 and DAR2 mRNA were significantly lower in the aged cortex. Taken together, our data suggest dynamic changes in markers of the dopamine system in the human frontal cortex during postnatal development at both pre-and post-synaptic sites. The peak in DAR1 mRNA levels around adolescence/early adulthood may be of particular relevance to neuropsychiatric disorders such as schizophrenia in which symptoms manifest during the same developmental period.     

神经病理性痛条件下前额叶皮质内代谢型谷氨酸受体第5亚型的表达及分布变化

目的:观察慢性神经病理性痛状态下内侧前额叶皮质(medial prefrontal cortex,mPFC)内代谢型谷氨酸受体第5亚型(metabotropic glutamate receptor 5,mGluR5)表达与疼痛及其伴随情绪反应之间的关系。方法:采用雄性SD(Sprague Dawley)大鼠40只,随机分为5组(正常组和手术后1、3、5、7 d组)。应用免疫荧光组织化学染色、Western Blot和行为学方法,观察腰5脊神经结扎(L5 spinal nerve ligation,SNL)术后1、3、5、7 d大鼠的情绪反应和mPFC内mGluR5的表达情况。结果:大鼠神经病理痛模型制作成功后,其50%机械性缩足阈值(paw withdrawal threshold,PWT)显著下降,且伴有焦虑样行为。免疫荧光组织化学染色结果显示:术后7 d大鼠mPFC内mGluR5在细胞内的分布发生改变,与正常组大鼠相比,mGluR5被募集到细胞突起中。Western Blot结果显示:术后7 d,mPFC内mGluR5的表达量减少,与正常对照组相比,有统计学差异(P0.05)。结论:慢性神经病理性痛伴随焦虑样症状可导致大鼠mPFC内mGluR5的表达减少,分布发生改变。     

PTSD样大鼠大脑前额皮质神经元COX光电镜变化的研究

目的研究创伤后应激障碍(PTSD)大鼠大脑前额皮质神经元细胞色素氧化酶(COX)的表达变化。方法采用国际认定的SPS方法刺激大鼠,建立PTSD大鼠模型,于SPS刺激后1d、4d、7d取大脑前额皮质组织,不予刺激作为正常对照,应用COX光电镜酶细胞化学技术,进行大鼠大脑前额皮质神经元COX表达的观察。结果PTSD模型建立后1d、4d、7d光镜下神经元细胞质内COX阳性反应产物颗粒弥散分布逐渐增加,电镜下神经元细胞质内线粒体膜结构上COX反应颗粒分布逐渐减少、线粒体嵴肿胀及膜完整性遭到破坏的程度逐渐增加。结论PTSD的发病机制可能与COX活性表达变化相关,线粒体中的COX释放至胞质中,其酶活性发生了改变,使大脑前额皮质有氧代谢功能降低,进而导致大脑前额皮质神经元的细胞能量代谢障碍。     

大鼠多重脑震荡后多巴胺能与胆碱能神经元的变化

目的:观察大鼠多重脑震荡(MCC)后中枢神经系统内多巴胺能神经纤维与胆碱能神经元的变化。方法:用金属单摆打击装置复制MCC大鼠模型,随机分为对照组和伤后1、2、4、8、16、24 d多个损伤组,用免疫组织化学双标技术检测大鼠脑内多巴胺能神经纤维中酪氨酸羟化酶(TH)和胆碱能神经元中胆碱乙酰转移酶(ChAT)的表达变化。结果:TH阳性表达在伤后1 d开始上升,8 d达高峰,24 d组基本恢复;ChAT阳性表达在MCC后均呈现下调改变。结论:多重脑震荡后多巴胺能神经纤维和胆碱能神经元的变化可能与中枢神经系统的认知功能障碍有关。     

Development of brain stimulation reward in the medial prefrontal cortex: Facilitation by prior electrical stimulation of the sulcal prefrontal cortex

Electrical stimulation of the medial prefrontal cortex (MC) in rats delivered daily for seven days causes a marked improvement in the rate of acquisition of a self-stimulation response. In the present experiment, we looked at whether we could get the same facilitatory effect on self-stimulation of the MC by delivering pre-training stimulation to other points in the brain anatomically related to the MC. Electrical stimulation of the lateral hypothalamus was without effect. However, electrical stimulation of the sulcal prefrontal cortex (SC) either contralateral or ipsilateral to the MC electrode did facilitate acquisition of self-stimulation of the MC. Thus the SC and MC would appear to be part of the same substrate controlling the development of positive reinforcement in the MC.