刺激三叉上核引起三叉神经中脑核神经元的突触反应(英文)

目的:旨在研究三叉上核(Su5)对三叉神经中脑核(Me5)神经元的活动是否发挥着重要的调节作用,从而参与对颌运动的调节。方法:本研究通过全细胞电流钳技术,刺激生后30～43d大鼠脑片上三叉上核并记录Me5神经元反应。结果:Me5神经元静息膜电位为(-53.5±0.5)mV;所有Me5神经元在超极化和去极化时分别显示为内向、外向整流;同时去极化引起神经元放电。刺激三叉上核引起4种类型的Me5神经元的反应,即逆向动作电位、GABAA、AMPA/kainate和NMDA等受体介导的反应,这些反应各占32%、36%、20%和12%。钳制电位在-60mV左右时,诱发的GABA能突触后电位为(1.08±0.45)mV,膜电位水平时;刺激引起的AMPA/Kainate受体介导的电流大小为(0.98±0.51)mV;钳制电位在-45mV左右时,NMDA受体介导的谷氨酸电流为(2.40±0.75)mV。结论:三叉上核神经元可通过突触由GABA和谷氨酸信号系统调节Me5神经元活动。     

硫酸软骨素蛋白多糖对视皮层γ-氨基丁酸能神经元表达及其抑制性突触传递功能的影响

目的:通过体外观察硫酸软骨素蛋白多糖(CSPGs)对γ-氨基丁酸(GABA)能神经元表达及其抑制性突触传递功能的影响,为探索CSPGs抑制视皮层可塑性的机制提供实验依据。方法:运用硫酸软骨素酶(ChABC)处理体外培养的胎鼠视皮层神经元,降解其CSPGs后应用免疫荧光显色检测CSPGs降解情况及GABA能神经元的表达变化,并用膜片钳检测其自发性微小性抑制性突触后电流(mIPSCs)以观察其抑制性突触传递功能变化情况。结果:0.1 U/ml ChABC处理神经元后,CSPGs被成功降解,GABA能神经元细胞密度、mIPSCs幅度和频率均显著低于正常对照组。结论:CSPGs能促进GABA能神经元表达及其抑制性突触传递功能的成熟,这可能是CSPGs抑制视皮层可塑性的作用机制之一。     

大鼠中央杏仁核神经元对引发晕动病的旋转运动刺激的电生理学反应特性

目的:研究引起晕动病发生的双轴旋转运动刺激前庭感受器后,中央杏仁核神经元电学反应的变化,探讨中央杏仁核在晕动病(MS)发病中的作用。方法:10只幼年SD大鼠分成两组:对照组和旋转刺激组。旋转刺激组动物经2 h双轴旋转运动刺激(大、小转盘分别以168°/s和432°/s的角速度旋转)。取脑、切片(300μm),应用脑片膜片钳全细胞记录技术记录中央杏仁核神经元膜的主动反应特性以及自发的兴奋性突触后电流(sE PSCs)变化,统计分析、比较两组间的差异。结果:旋转运动刺激后,中央杏仁核神经元电学特性,如膜电位水平(对照组为(-62.80±2.69)mV,旋转组为(-61.37±1.50)mV)以及动作电位(AP)形态未发生显著变化。AP的幅值、半幅时程、最大上升/下降斜率、刺激阈电位和基强度等在两组间没有显著性差别;旋转刺激后,sE PSCs频率从正常组的(0.88±0.42)Hz增加到旋转组的(1.69±0.30)Hz(P<0.05)而幅值(正常组(20.07±3.01)pA;旋转组(21.03±1.44)pA)未发生变化。结论:引发晕动病的运动刺激可引起中央杏仁核神经元兴奋性突触活动增加,突触前谷氨酸释放增加;中央杏仁核参与晕动病反应。     

琥珀酸在海马CA1区对突触前GABA释放的影响

为了观察琥珀酸在大鼠海马CA1区对突触前GABA释放的影响,我们采用红外可视全细胞膜片钳技术记录了琥珀酸对γ-氨基丁酸(GABA)能自发性微小抑制性突触后电流(miniature inhibitory postsynaptic currents,mIPSCs)的作用。结果显示不同浓度的琥珀酸(10-6mol/L、10-5mol/L、10-4mol/L和10-3mol/L)在海马CA1区均能以浓度依赖的方式增强GABA能mIPSCs的频率,而对其电流幅度没有影响。10-4mol/L琥珀酸组GABA能mIPSCs的频率为2.25±0.99Hz,与正常对照组相比有显著性差异(n=8,P<0.01),而其电流幅度为31.63±6.16pA,与正常对照组相比没有差异(n=8,P>0.05)。以上实验结果表明琥珀酸能通过增强突触前GABA的自发性释放,对海马CA1区神经元产生超极化作用,此作用可能是琥珀酸抑制癫痫形成的主要方式之一。     

安氟醚对海马CA1区锥体神经元的自发性微小抑制性突触后电流的调控

为探讨吸入性麻醉剂安氟醚对海马CA1区锥体神经元的γ-氨基丁酸(GABA)能自发性微小抑制性突触后电流(mIP-SCs)的调控作用,本研究采用酶消化和机械分离的单细胞模型,应用制霉菌素穿孔膜片钳技术,记录安氟醚对海马CA1区锥体神经元的GABA能突触后电流的影响。结果显示:(1)安氟醚可使GABA的浓度-效应曲线平行左移,但不影响GABA引起的最大反应;(2)安氟醚能够可逆性地增大GABA能自发性mIPSCs的发放频率而不影响其幅度;(3)在无钙细胞外液条件下,仍能观察到安氟醚对GABA能自发性mIPSCs发放频率的增强作用;膜通透性胞内钙库Ca2+的螯合剂BAPTA-AM可抑制安氟醚的增强作用。以上结果提示在海马CA1区安氟醚可能通过释放胞内钙库内的Ca2+使神经终末内Ca2+浓度升高而增加GABA的释放,从而达到中枢抑制作用。     

刺激延髓背角诱发的小鼠脑干网状结构内向Vmo投射的GABA能神经元突触后反应的电生理学研究

本实验利用谷氨酸脱羧酶67-绿色荧光蛋白(GAD67-GFP)基因敲入小鼠制备离体脑片,结合TMR逆行束路追踪技术,在荧光镜和红外镜头下,利用膜片钳全细胞记录的方法对电刺激延髓背角(即三叉神经脊束核尾侧亚核,Vc)诱发的小鼠小细胞网状结构(PCRt)内GABA能和TMR逆标的运动前神经元的突触后反应及其反应类型、药理学特征进行系统的研究。结果显示:(1)高频刺激(20 Hz)Vc,在PCRt内GFP和TMR双标的运动前神经元上可记录到兴奋性的突触后电流(EP-SCs),波形显示为单突触反应;(2)电压钳记录模式下,α-氨基羟甲基恶唑丙酸受体(AMPA受体)拮抗剂氨基-2-硝基喹啉-2,3-二酮(CNQX)及N-甲基-D-天冬氨酸受体(NMDA受体)阻断剂D,L-2-氨基-5-磷酸基戊酸(AP-5)均可显著降低刺激Vc所诱发的小鼠PCRt内GFP和TMR双标神经元的EPCSs的幅值;(3)电流钳模式下,刺激Vc,在PCRt内GFP和TMR双标的神经元上记录到兴奋性突触后电位,其幅度与刺激强度在一定范围内呈正相关。以上结果提示,小鼠PCRt内向三叉神经运动核(Vmo)发出投射的GABA能运动前神经元可通过其细胞膜上AMPA受体或NMDA受体的介导,对口面部伤害性信息发挥整合和调控作用,以实现对口面部伤害性反射活动的精确调节。     

BKCa通道对小鼠杏仁核锥体神经元兴奋性的影响

目的:观察大电导钙依赖性钾通道(large conductance calcium-activated potassium channels,BKCa)对小鼠外侧杏仁核锥体细胞神经元兴奋性的影响。方法:采用全细胞脑片膜片钳技术,记录小鼠杏仁核锥体神经元动作电位频率和幅度的变化。结果:在电流钳全细胞记录模式下输入一定强度的正电流诱导神经元发放动作电位,观察到灌流BKCa通道阻断剂iberiotoxin(IBTX100nmol/L)可显著增加动作电位发放频率,并缩短首个动作电位出现潜伏期;相反,BKCa通道激动剂NS1619(10μmol/L)可显著降低动作电位发放频率,并延长首个动作电位出现潜伏期。此外,BKCa通道参与单个动作电位后超极化电位(after hyperpolarizing potential,AHP)的形成。在电极内液中加入快速型钙离子螯合剂BAPTA(10mmol/L)可取消IBTX和NS1619对动作电位的影响。结论:BKCa通道对杏仁核锥体神经元的兴奋性具有重要的调节作用。     

神经降压素对大鼠脊髓背角胶状质内突触前神经递质释放的影响

目的:研究内源性神经肽神经降压素(neurotensin,NT)在脊髓背角胶状质(substantia gelatinosa,SG)内对突触前神经递质释放的影响。方法:采用全细胞电压膜片钳记录方法,在脊髓薄片上观察NT对SG内微小兴奋性突触后电流(mEPSCs)和微小抑制性突触后电流(mIPSCs)的频率和幅值的影响。结果:(1)灌流NT(2μmol/L)对SG内神经元mEPSCs的频率和幅值均无明显影响,说明NT不影响SG内兴奋性神经递质的释放;(2)灌流NT(2μmol/L)能增加SG内神经元mIPSCs的频率,但对幅值无明显影响,即NT可引起突触前抑制性神经递质的释放增加,但对突触后神经元无明显影响。结论:NT可通过增加SG内抑制性神经递质释放的途径抑制伤害性信息的传递,从而实现镇痛效应。     

N-糖基化修饰对突触细胞黏附分子SynCAM调节突触可塑性的影响

目的:观察N-糖基化对突触细胞黏附分子(SynCAM)调节突触形成作用的影响.方法:制备SynCAM N-糖链定点突变质粒和正常SynCAM表达质粒转染海马神经元细胞, 膜片钳试验观察突触中的转染质粒的海马神经元作为突触后部分其动作电位的潜伏期和频率.结果:突变SynCAM质粒组海马神经元动作电位潜伏期为(180.9±3.5)ms(n=14), 频率为(10.2±0.7)/s (n=14).正常SynCAM质粒组海马神经元动作电位潜伏期为(174.7±4.8) (n=14), 动作电位频率为(10.0±0.8)/s(n=14), 差异无统计学意义.结论:有无N-糖链缺失的SynCAM对突触功能的影响无明显差别, 下游信号蛋白可能影响SynCAM调节功能.     

不同浓度海洛因灌流对大鼠海马CA1区神经元电生理的影响

目的： 观察海马CA1区神经元在不同浓度海洛因灌流时电生理特性的变化。 方法： 运用神经元胞内记录技术，对大鼠离体海马脑片给予3种浓度海洛因（heroin）急性灌流，分别记录CA1区神经元灌流前、后电生理参数，进行对比。 结果： 随着海洛因灌流浓度的增加，神经元静息电位和阈电位绝对值小于灌流前(P<0.05)。0.3 mmol·L-1灌流时，动作电位振幅低于灌流前(P<0.05)，锋电位半幅时程，10%-90%上升时间和10%-90%衰减时间延长（P<0.05，P<0.01）。0.1-0.3 mmol·L^-1灌流时，电流-电压（I-V）关系曲线显示膜斜率电阻显著高于灌流前（P<0.05，P<0.01）。电流-频率（I-F）关系曲线表明，0.03 mmol·L^-1海洛因灌流15 min时，0.1-1.8 nA胞内电流刺激，神经元放电频率与对照相似，但1.9-2.0 nA刺激时可保持较高放电频率（P<0.05）。3种浓度海洛因对神经元兴奋性突触后电位（excitatory postsynaptic potential,EPSP）均有抑制作用，以0.1-0.3 mmol·L^-1明显。 结论： 不同浓度海洛因对海马CA1区神经元膜电特性具有显著影响。     

卢非酰胺选择性抑制大鼠C纤维介导的伤害性初级传入发挥镇痛作用

目的:探讨抗癫痫药物卢非酰胺(rufinamide,RUF)对脊髓背角II层胶状质(substantia gelatinosa,SG)神经元兴奋性和突触传递的影响及其在神经病理性疼痛动物模型上的镇痛作用。方法:利用膜片钳技术,对SG神经元进行全细胞记录,观察卢非酰胺对神经元动作电位(action potentials,AP)发放频率及后根刺激诱发的兴奋性突触后电流(evoked excitatory postsynaptic currents,e EPSC)幅度及自发性兴奋性突触后电流(spontaneous excitatory postsynaptic currents,s EPSC)的影响。制备大鼠腰5脊神经结扎模型(spinal nerve ligation,SNL),观察腹腔注射卢非酰胺对机械性缩足反射阈值(paw withdrawal mechanical threshold,PWMT)的影响。结果:电生理结果显示:灌注卢非酰胺可明显抑制由C纤维介导的单突触e EPSC幅值,这一作用经洗脱可恢复至加药前,但对Aδ纤维介导的e EPSC幅度的抑制作用无统计学意义。卢非酰胺还可减少II层胶状质神经元动作电位的发放频率,减弱神经元的兴奋性,同时降低s EPSC的频率,但对其幅度没有影响。在大鼠SNL模型上,卢非酰胺能有效缓解由神经结扎引起的病理性疼痛,且镇痛作用具有浓度依赖性。结论:卢非酰胺可以通过减少SG神经元动作电位的发放频率,选择性的抑制脊髓背角浅层C纤维介导的伤害性初级传入而发挥镇痛作用。     

低钙高镁人工脑脊液对大鼠脑片臂旁外侧核神经元温度敏感性的影响

目的:探讨臂旁外侧核(Lateral parabrachial nucleus,LPBN)神经元的温度敏感性是否依赖于突触传递。方法:制备含LPBN的大鼠脑干片后,在32～40℃范围内循环改变灌流液温度,利用脑片膜片钳技术,鉴定LPBN神经元温度敏感性;然后灌流低钙高镁人工脑脊液(Ca~(2+)0.2 mmol·L-1,Mg~(2+)11.4 mmol·L-1)阻断突触传递,进一步检测大鼠LPBN热敏及温度不敏感神经元在不同温度下的胞外自发放电活动的变化,分析其温度敏感系数的变化。结果:阻断突触传递后,热敏神经元的自发放电活动及温度敏感系数均无显著变化(P0.05);阻断突触传递后,中等斜率(n=11)和低等斜率(n=11)的温度不敏感神经元的自发放电频率呈多样性改变,放电幅度无明显改变(P0.05),温度敏感系数大部分显著提高(P0.05),其中4个神经元在突触阻断后,从温度不敏感神经元变成热敏神经元,洗脱后又恢复为温度不敏感神经元。结论:LPBN热敏神经元的温度敏感性与突触传递无关,属于内在特性。     

大鼠杏仁体基底外侧核中含D2受体的γ氨基丁酸神经元受多巴胺能末梢支配(英文)

杏仁体中的多巴胺(DA)和γ -氨基丁酸(GABA)递质系统均参与精神分裂症的病理过程,临床上一般用多巴胺II型受体(D2)阻断剂予以治疗。然而,目前尚不清楚GABA与D2受体是否共存,也不清楚DA能神经末梢与GABA能神经元之间的联系方式。本实验用共聚焦激光扫描显微镜(CLSM)和免疫电镜(IEM)研究了杏仁体关键性核团基底外侧核中GABA与D2受体的共存关系以及DA神经能末梢与GABA能神经元之间的突触关系。CLSM显示由谷氨酸脱羧酶(GAD)标记的GABA能神经元全部对D2受体呈免疫阳性反应,表明GABA能神经元含有D2受体。IEM显示,在 980个DA能神经末梢形成的突触中,45%的突触是由DA免疫反应阳性神经末梢直接(36% )或间接(9% )与GAD免疫反应阳性神经元的树突形成,另 55%是由DA免疫反应阳性神经末梢与未标记的神经元成分形成。DA GABA的直接性突触进而可区分为单突触 (16% )、汇聚突触 (14% )及轴 轴突触(6% )。而DA- GABA的间接性突触是个突触复合体。在该复合体中,DA免疫反应阳性末梢在一个未标记的末梢上形成对称性突触,而该未标记末梢又与GAD免疫反应阳性树突形成非对称性突触。在DA与未标记神经元成分之间的突触中,AD免疫反应阳性末梢分别与未标记胞体(4% )、树突(42% )及轴突末梢(9% )形成突触。所有DA突触无一例外均为?     

缺氧使非洲电鱼小脑浦肯野细胞之间的GABA能突触传递长时程增强

目的:研究急性缺氧对非洲电鱼小脑浦肯野细胞(Pc)之间γ-氨基丁酸(GABA)能突触传递的影响。方法:采用配对全细胞膜片钳记录法,记录电鱼小脑Pc-Pc之间的抑制性突触后电流(IPSC),观察急性缺氧对Pc-Pc IPSC的影响,以及GABA_A受体拮抗剂和谷氨酸α-氨基-3-羟基-5-甲基-4-异噁唑丙酸(AMPA)受体拮抗剂对Pc-Pc IPSC缺氧反应的调节作用。结果:短暂缺氧使Pc-Pc IPSC的幅值显著增大,表现为长时程增强(LTP);GABA_A受体拮抗剂荷包牡丹碱逆转了Pc-Pc IPSC的LTP,表现为长时程抑制;AMPA受体拮抗剂6-氰基-7-硝基喹喔啉-2,3-二酮(CNQX)阻断了Pc-Pc IPSC的LTP,表现为短时程增强。结论:急性缺氧引起电鱼小脑Pc之间的GABA能突触活动持续增强,GABAA受体和AMPA受体共同介导这种反应,提示GABA能和谷氨酸能突触活动的平衡可能是电鱼以及其他缺氧耐受动物缺氧保护反应的关键机制。     

川栋素是蜚蠊尾须神经—巨中间神经元突触的突触前阻断剂

已知川栋素是哺乳动物神经肌肉接头的突触前阻断剂,我们曾报导川栋素可以阻断美洲蜚蠊腹Ⅵ神经节中的尾须神经—巨中间神经元之间的突触传递。进一步的研究表明阻断作用也是发生在突触前的。实验用美洲蜚蠊离体的尾须神经—腹神经索标本,对腹Ⅵ神经节用1×10~(-4)g/ml川楝素(溶于丙二醇)药液灌流,腹Ⅴ与腹Ⅵ神经节之间的神经索用甘露醇灌流,刺激尾须神经,用甘露醇间隙法记录突触后纤维的EPSP和动作电位。结果表明以12     

大鼠发育过程中伏隔核神经元的电生理学和形态学特性

为探讨发育过程中伏膈核神经元的形态学和电生理学特性 ,运用脑片膜片钳全细胞记录技术结合细胞内标记技术对出生后 3 d(P3 ) 3 0 d(P3 0 )的伏隔核神经元进行了研究。结果表明 :出生后随着动物的不断成熟伏隔核神经元的树突野半径和树突总长度逐渐增长 ,树突分支逐渐增多 ;静息膜电位 (RMP)和输入阻抗 (IR)降低 ;动作电位的幅度升高 ,时程降低 ,突触后电流则无显著性变化。但在 P7以前 ,5 7.9%的神经元对刺激无反应 ,这类神经元主要见于幼稚动物 ,其静息膜电位与输入阻抗较高。提示 ,发育过程中伏隔核神经元的形态和功能成熟密切相关 ,幼稚与成熟神经元在细胞形态学和电生理学以及突触功能上的显著差异表明幼稚和成熟神经元对信号的输入、输出整合不同。     

槲皮素对小鼠前额叶皮质锥体神经元的放电抑制作用研究

目的:探讨槲皮素对小鼠前额叶皮质(prefrontal cortex,PFC)锥体神经元动作电位的效应。方法:成年C57小鼠或Thy1-GCaMP 3.0小鼠,制作含PFC的冠状脑片。分成正常脑脊液孵育组(对照组)和槲皮素孵育组(50μmol/L),给予高钾(5 mmoL/L KCl)人工脑脊液灌流两组脑片记录GCaMP荧光信号,全细胞膜片钳记录两组PFC锥体神经元放电,碘化丙啶(propidium iodide,PI)染色检测神经元活性。结果:5 mmol/L KCl人工脑脊液可以明显引起对照组GCaMP脑片PFC锥体神经元荧光信号增强,而对槲皮素组无明显作用。全细胞膜片钳记录显示槲皮素组神经元能够产生动作电位。但与对照组相比,产生放电所需刺激强度增加,连续放电能力降低。PI染色显示槲皮素组神经元死亡数目减少。结论:槲皮素孵育可以通过抑制小鼠前额叶皮质锥体神经元产生动作电位的能力,从而提高神经元在体外环境的生存能力。其具体的离子通道机制及细胞信号通路研究需进一步的深入研究。     

γ-氨基丁酸能受体在嗅觉编码中作用的仿真研究

目的在建立蝗虫触角叶仿真模型的基础上，通过改变γ-氨基丁酸能（GABA，抑制性神经递质）突触电流的仿真参数．研究抑制性连接对嗅觉时空编码的影响。方法利用Hodgkin—Huxley方程，建立离子电流模型的常微分方程，运用MATLAB软件进行求解，计算每个兴奋性神经元（PN）动作电位相对于局部场电位峰值的相位，重复仿真计算20次。显示结果用黑点表示。结果阻断GABA突触连接会影响PNs的响应模式，具体表现在与局部场电压（LFP）保持同步的PNs的个数将会发生变化。结论进一步认识同步振荡现象和突触连接在嗅觉识别中起的关键作用。     

内源性大麻素类似物NAGly对大鼠脊髓胶状质神经元的突触传递的抑制作用

目的:探讨内源性大麻素类似物N-花生四烯酰甘氨酸(N-arachidonylglycine,NAGly)对脊髓后角II层胶状质(SG)神经元突触兴奋性的影响。方法:选用生后4~6周雄性SD大鼠,深麻醉后蔗糖人工脑脊液快速心脏灌注处死,取脊髓腰膨大段,制备保留脊髓腰膨大处一侧后根的脊髓矢状切片。利用膜片钳技术,对脊髓后角II层SG神经元进行全细胞记录,通过分析后根刺激诱发的兴奋性突触后电流(eEPSC)的变化情况,观察NAGly(20μmol/L)对SG神经元突触传递兴奋性的影响,以及对自发性兴奋性突触后电流(sEPSC)的发放频率及幅度的影响。结果:通过诱发刺激的强度、潜伏期以及纤维传导速度我们将记录到的SG神经元分为Aδ纤维/C纤维投射神经元,NAGly对Aδ纤维和C纤维介导的eEPSC的幅度都有明显的抑制作用(P0.001),并且这种作用可以被洗脱。NAGly对SG神经元的sEPSC的频率有明显的抑制,但不明显改变其幅度,提示其作用部位在突触前。结论:内源性大麻素类似物NAGly可以抑制脊髓后角浅层Aδ纤维及C纤维介导的突触传递,并通过突触前机制抑制SG神经元的兴奋性。提示内源性大麻素类似物NAGly可通过抑制伤害性C和A纤维介导的突触传递发挥镇痛作用。     

大鼠脊髓背角CGRP、IB4阳性终末与GABA能神经元之间的联系及GABABR1阳性终末的超微结构观察

背根神经节小型神经元初级传入末梢上的GABAB受体在脊髓背角接受中间神经元的突触前抑制,是脊髓水平痛觉调节的途径之一。为研究大鼠脊髓背角胶状质中背根神经节神经元传入纤维末梢同脊髓背角GABA能中间神经元之间的联系,本实验用免疫组织化学法,通过激光共聚焦显微镜观察了正常大鼠CGRP阳性和IB4阳性背根节神经元的中枢突同脊髓背角GA-BA能中间神经元之间的联系。同时,用免疫电镜(IEM)技术研究了脊髓背角GABABR1阳性的背根神经节神经元中枢突末梢形成突触的特点。结果显示:CGRP阳性和IB4阳性背根节神经元的中枢突和脊髓背角GABA能中间神经元之间形成密切联系;电镜下许多脊髓背角胶状质中突触小球的中央末梢为GABABR1免疫阳性,并作为突触前或突触后成分与周围末梢之间形成对称性和非对称性突触。提示脊髓背角GABA能中间神经元可能通过分布在背根节神经元初级传入末梢上的GABAB受体产生突触前抑制,参与脊髓水平的痛觉调制。