饥饿促进嗅觉探索与梨状皮层神经细胞反应

目的:对嗅觉的处理和整合是形成嗅觉记忆的关键,本研究观察了饥饿状态下大鼠嗅觉探索行为变化和梨状皮层神经细胞活化的关系。方法:大鼠禁食48 h,嗅球注射荧光金,通过食物埋藏,检测大鼠嗅觉探索行为的变化。利用连续冠状切片,检测梨状皮层前部FG阳性细胞的数量,利用c-fos免疫荧光检测梨状皮层神经细胞活动状态。结果:饥饿促进了大鼠的嗅觉探索效能,梨状皮层FG阳性细胞及c-fos阳性细胞的数量明显高于对照组。结论:饥饿促进嗅觉探索行为和梨状皮层神经细胞活动及嗅球到梨状皮层投射增强有关。     

电烙铁损伤左侧外周鼻孔区构建单侧嗅觉剥夺模型:嗅球神经的发生和转化

背景:近年来嗅球的神经发生、转化以及成熟已成为研究热点,并且嗅觉经验和神经活动能影响嗅球神经发生,但是到目前为止关于嗅觉功能活动是否影响豚鼠嗅球的神经发生尚无报道。目的:观察单侧嗅觉功能剥夺对幼年豚鼠两侧嗅球微管聚合蛋白、维生素D依赖性钙结合蛋白和小白蛋白表达的影响。方法:将24只幼年豚鼠随机分成2组,通过电烙铁损伤左侧外周鼻孔区建立嗅觉功能剥夺模型,分别于建立嗅觉功能剥夺模型后3,6周灌注取材,应用免疫组织化学技术观察不同时间点豚鼠自身两侧嗅球微管聚合蛋白、小白蛋白和维生素D依赖性钙结合蛋白的表达情况。结果与结论:造模后3周组豚鼠嗅觉未剥夺侧嗅球表达的微管聚合蛋白、小白蛋白和维生素D依赖性钙结合蛋白数目明显高于嗅觉剥夺侧(P0.05);造模后6周组豚鼠嗅觉未剥夺侧嗅球表达的微管聚合蛋白、小白蛋白和维生素D依赖性钙结合蛋白数目明显高于嗅觉剥夺侧(P0.05)。提示豚鼠嗅觉功能活动影响神经发生和转化。     

C1型尼曼-匹克症小鼠嗅球细胞的病理变化

目的通过观察NPC1基因突变型小鼠嗅球的形态学变化,探讨C1型尼曼-匹克症对嗅觉系统的影响。方法提取小鼠尾部组织DNA进行聚合酶链反应检测种系基因型;选取出生后第30天的野生型和突变型小鼠,采用免疫组织化学方法观察对比嗅球系统中神经元轴突的形态结构和髓鞘形成,以及神经丝蛋白(SMI31)和髓鞘碱性蛋白(MBP)的表达情况;TUNEL方法检测嗅球神经细胞的凋亡情况。结果 NPC1基因突变型小鼠嗅球中NPC1蛋白表达明显降低,神经细胞凋亡增加;SMI31免疫荧光显示嗅球内SMI31发生变性聚集,导致神经纤维缠结;同时,MBP蛋白表达量明显降低,髓鞘形成受到抑制。结论 NPC1基因突变能够引起嗅球神经细胞发生病理性变化,影响嗅觉系统的正常功能。     

小鼠嗅球中水通道蛋白4表达缺失对抑郁发生的影响

目的:观察水通道蛋白4(AQP4)在小鼠嗅球中的表达情况,探讨AQP4表达缺失对小鼠抑郁发生的影响。方法:应用免疫荧光技术观察小鼠嗅上皮和嗅球中AQP4的表达,采用嗅觉电位(EOG)测定比较小鼠的嗅觉差异,悬尾试验(TST)和喷溅试验(ST)检测AQP4基因敲除(AQP4^-/-)小鼠与野生型(WT)小鼠的抑郁样行为,并分析抑郁行为与嗅觉电位的相关性。结果:免疫荧光检测发现AQP4在嗅上皮和嗅球神经纤维层和突触小球层均有不同程度表达; AQP4^-/-与WT小鼠相比,食物性嗅觉电位诱发实验的电位更低(P <0.01);抑郁行为学发现AQP4^-/-小鼠悬尾实验的不动时间较长、第一次梳理背部毛发潜伏时间较长以及梳理时间较短(P <0.01); AQP4^-/-小鼠嗅觉电位与悬尾不动时间、梳理潜伏时间呈负相关(P <0.05),与梳理背部毛发时间呈正相关性(P <0.05)。结论:AQP4表达在小鼠嗅鞘细胞膜上,其表达对于维持嗅觉信号的传递具有重要意义,AQP4基因敲除引起小鼠嗅觉的减退...     

香草醛吸嗅对小鼠抑郁样行为的影响及其机制的探讨

目的：探讨香草醛吸嗅对抑郁症的调节作用及其可能的作用机制。方法：将60只雄性C57小鼠,采用孤养＋慢性不可预见性中等强度刺激（ CUMS）或嗅球毁损,制备抑郁症动物模型,造模成功后,将小鼠随机分为百忧解组、香草醛吸嗅组、模型组及嗅球毁损＋香草醛吸嗅组。观察小鼠治疗后各时间点的神经行为学变化、血浆5-HT浓度的变化及海马5-HT表达。结果：香草醛组治疗2周后悬尾实验、强迫游泳实验时间均明显缩短（P＜0．05）,4周后糖水消耗量明显增加（P＜0．05）;香草醛吸嗅明显提高小鼠5-HT血浆内含量及海马区表达（ P＜0．05）。结论：香草醛吸嗅可以改善抑郁症模型小鼠的神经行为学,提高小鼠5-HT血浆含量及其在海马区表达,其机制可能是经嗅觉通路影响体内5-HT环路,影响海马、杏仁核情绪中枢活动,从而达到抑郁症防治的作用。     

腹侧CA1到外侧隔核的神经元投射参与调控小鼠的社交记忆

目的:探讨参与调控小鼠同类个体识别及社交记忆行为的神经环路。方法:通过在腹侧CA1(vCA1)脑区注射腺相关病毒AAV5-hsyn-GFP,进行同性别陌生个体及熟悉个体社交行为,检测即早基因c-fos全脑表达情况,明晰小鼠在识别同类陌生个体及熟悉个体时各脑区神经元被激活情况。通过外侧隔核区(LS)逆向腺病毒注射及Fos表达,以确定参与调控小鼠同类个体识别及社交记忆的神经环路。通过药理学遗传的方法检测选择性抑制vCA1到LS的神经投射对小鼠同类个体识别的影响。结果:小鼠前额叶皮层(PFC)、海马齿状回(DG)、伏隔核(NAc)在识别熟悉及陌生个体时均存在较多神经元激活; vCA1及LS在识别陌生个体时存在更多神经元激活; vCA1脑区到LS脑区有直接的神经投射。药理学遗传手段抑制vCA1到LS的神经投射后,在三箱室社交行为实验中,不会影响小鼠辨别同类和无生命物体的能力,但是损害了小鼠识别陌生小鼠的能力。结论:vCA1、PFC、DG、NAc及LS等多个脑区参与小鼠同类社交行为,而vCA1及其到LS的神经投射则参与调控了小鼠对同类个体的社交记忆行为。     

早期嗅觉剥夺对SD鼠发育的影响

目的:为了揭示嗅觉发生及其对发育的影响,进行了早期嗅觉剥夺对SD鼠发育影响的研究.方法: 本实验以出生3.5d SD乳鼠应用三氯甲烷滴注法定量定点破坏嗅黏膜,采用神经行为学方法评估其与正常对照组SD鼠的行为学差异,并进一步结合形态学研究揭示嗅脑发育及嗅觉发生的变化.结果: 3.5d乳鼠的早期嗅觉剥夺使乳鼠发育明显迟缓,不能趋利避害;嗅小球消失.结论: 嗅觉及嗅脑对个体整体发育具有重要的调节作用,早期嗅觉剥夺能够使嗅脑结构发生变化,改变嗅脑脑区神经元的突触连接方式.     

病毒示踪法研究小鼠丘脑中央内侧核内谷氨酸能神经元的传出和传入纤维联系

目的:明确丘脑中央内侧核(CMNT)内谷氨酸能神经元的传入及传出投射联系,为CMNT的相关功能性环路研究奠定解剖学基础。方法:利用狂犬病毒(RV)的逆行跨单级突触的能力及携带增强型黄色荧光蛋白(EYFP)的腺病毒顺行标记突触末梢的能力,采用核团微量注射方式分别将Cre依赖的两种病毒注射到VGLUT2-Cre小鼠的CMNT内,待病毒表达之后灌注小鼠,取脑进行全脑切片成像。结果:CMNT内的谷氨酸能神经元主要接受来自运动皮层、岛叶皮层、丘脑网状核、下丘脑背内侧核、黑质、臂旁核的投射,并发出投射纤维至岛叶、尾状核、基底外侧杏仁核、丘脑网状核及嗅觉相关皮层。结论:CMNT内的谷氨酸能神经元在接受广泛的来自于皮层和丘脑核团投射的同时又投射至众多大脑核团和皮质,并且与岛叶、丘脑网状核之间存在着较多的往返投射联系,这表明CMNT可能参与到上、下游核团的相关行为的调控当中。     

多巴胺D1受体在小鼠大脑皮层的空间分布研究

目的:利用多巴胺受体1(D1Rs)荧光转基因小鼠系统探讨D1Rs在小鼠大脑皮层的空间分布特征和相对表达模式。方法:使用成年Drd1-tdTomato转基因小鼠,制备冠状全脑切片,采用DAPI衬染细胞核,在共聚焦显微镜下观察D1Rs的分布,使用Imaris软件荧光阈值点自动计数算法实现细胞计数。结果:D1Rs在大多数大脑皮层区域内都有表达,但总体比例较低,这些区域包括眶皮层、岛叶皮层、扣带皮层、视皮层、听觉皮层、运动皮层、躯体感觉皮层、外嗅皮层和梨状皮层等。同时我们发现D1Rs在大脑皮层中主要集中在浅层(1/2层)和深层(5/6层)。结论:不同大脑皮层区域D1Rs分布模式不同。     

游离锌离子在APP/PS1转基因小鼠嗅球内的定位

目的研究锌离子在APP/PSI转基因小鼠嗅球内的定位,为锌离子参与阿尔茨海默病发病的相关性研究提供重要的形态学依据。方法应用浸入式金属自显影技术(AMG)检测锌离子在野生型小鼠和APP/PSI转基因小鼠嗅球内的分布。结果在野生型小鼠和APP/PSI转基因小鼠嗅球内,AMG反应产物呈棕黑色,嗅球的5层结构清晰可见,其中颗粒层锌离子含量最高。在APP/PSI转基因小鼠嗅球内,还可见锌离子聚集在老年斑内,AMG阳性的老年斑主要分布于含锌量较高的颗粒层,其它各层仅见散在分布。野生型小鼠嗅球内未见AMG阳性的老年斑。结论APP/PSI转基因小鼠嗅球的老年斑内含有大量的锌离子,提示锌离子在嗅球Aβ老年斑的形成过程中发挥重要作用,参与AD的发病和进展。     

快速老化与正常老化小鼠脑内神经干细胞增殖的差异

背景:在老化过程中,脑内环境改变可引起脑内神经干细胞增殖能力改变。脑内神经干细胞与衰老和退行性神经病变疾病密切相关,增殖能力与年龄存在负相关,但以快速老化小鼠为衰老模型的相关研究未见报道。目的:比较快速老化与正常老化小鼠嗅球、海马、皮质神经干细胞增殖的差异。方法:分别取6只快速老化小鼠(SAMP8)和6只正常老化小鼠(SAMR1)的嗅球、海马、皮质组织,在固定、冰冻切片后,运用Ki-67/Nestin免疫荧光双标检测3个脑区的神经干细胞增殖情况。免疫荧光双标在荧光显微镜下通过Leica Qwin v3采图,在40倍物镜和10倍目镜下采图,每一张切片随机选取5个相邻视野,通过Image-pro-Plus软件完成图像分析。结果与结论:正常老化小鼠和快速老化小鼠均有神经干细胞增殖现象,但二者存在差异,其差异主要表现在海马和嗅球两个脑区(P0.05)。提示快速老化可能会导致海马、嗅球神经干细胞增殖能力降低。     

嗅觉模型的理论研究

嗅觉反应的主要机理包括以下五个连续的主要过程 :1 周围环境中的气味分子通过鼻腔中对流与扩散的双重作用 ,传输到嗅区 ;2 气味分子在嗅区的上方侧向传输到达嗅粘膜表面 ;3 气味分子被嗅粘膜表面的粘液所吸附 ;4 气味分子在嗅粘膜层中扩散 ,到达嗅细胞 ;5 气味分子的浓度在嗅细胞处达到浓度阈值 ,刺激嗅细胞放电 ,产生嗅觉。我们建立了揭示这五个主要过程的嗅觉模型 ,并通过理论分析得到模型的精确解。精确解定量揭示了嗅觉生理参数之间的内在关系 ,为进一步研究嗅觉机理提供了理论依据     

多巴胺受体在大鼠嗅球的表达及其在帕金森病大鼠嗅觉障碍中的作用

目的 观察多巴胺受体在大鼠嗅球（OB）的表达与分布,探讨左旋多巴（L-DOPA）治疗对帕金森病（PD）大鼠嗅觉的影响。 方法 采用免疫印迹、免疫荧光等方法观察多巴胺受体在大鼠OB中的表达;6-羟多巴胺（6-OHDA）双侧注射建立PD大鼠模型,检测L-DOPA治疗对PD大鼠嗅觉功能及谷氨酸脱羧酶（GAD）和脑源性神经营养因子（BNDF）表达的影响。 结果 嗅球内D1和D2两种多巴胺受体亚型表达含量高。D1和D2在颗粒细胞层（GCL）内GAD阳性的γ-氨基丁酸（GABA）能神经元上大量表达,被酪氨酸羟化酶（TH）阳性神经纤维终末包绕。PD大鼠OB内GCL层TH蛋白表达明显下降（0.05±0.01 vs 0.01±0.00,P<0.001）。L-DOPA治疗后,PD大鼠找寻食物小球时间显著降低［（624.4±113.4）s vs(312.4±79.35)s,P<0.05］,OB内BDNF表达显著升高（0.02±0.01 vs 0.07±0.01,P<0.01）。 结论 D1和D2在GCL层GABA能神经元大量表达。L-DOPA治疗可缓解PD大鼠嗅觉障碍,可能与激活OB内GABA能神经元上的D1和D2复合体,进而改善BDNF表达有关。     

Reelin调节小鼠喙端迁移流发育的形态学观察

目的 探讨小鼠室管膜下区（SVZ）的神经干细胞孵育成熟以及沿喙端迁移流（RMS）切线迁移至嗅球(OB)的过程,尤其是Reelin对细胞迁移和细胞分化的影响。方法 选用野生型（WT）小鼠50只和纯合reeler小鼠23只胚胎16 d至生后90 d的各年龄点小鼠大脑,应用尼氏染色、免疫荧光染色、墨汁灌注及电子显微镜技术标记并观察小鼠大脑的神经干细胞、胶质细胞以及血管发生之间的相互关系,比较两组小鼠RMS的发育情况。结果 胚胎后期至出生早期,在SVZ分布着大量的胶质细胞、神经干细胞和血管网,它们相互联系构成SVZ神经干细胞孵育的血管龛(niche);神经干细胞在niche中孵育成熟后可以进入RMS,切线迁移至嗅球,到达嗅球后转变为放射状迁移,分化为各种神经元整合入嗅球;神经干细胞在RMS的迁移过程中,放射状胶质细胞协同血管为其提供支架引导;reeler小鼠也能形成RMS,但形态有所改变,主要在嗅球处,神经干细胞失去规律排列,呈散乱分布。结论 室管膜下区的niche是神经干细胞的主要来源;血管协同放射状胶质细胞为RMS中的神经干细胞提供支架引导作用;作为调节细胞迁移的重要信号,Reelin可以通过其交互作用影响血管的发育,Reelin缺失导致嗅球处神经干细胞放射状迁移的转变障碍。     

PRE-084对PS1/APP小鼠学习记忆及内嗅皮层BDNF和Trkb表达的影响

目的探讨sigma-1受体激动剂PRE-084对PS1/APP小鼠内嗅皮层BDNF、TrkB及学习记忆功能的影响。方法将21只6月龄的PS1/APP小鼠随机平分为3组,分别为生理盐水组、PRE-084组、PRE-084和simga-1受体拮抗剂BD1047组,正常C57/BL6J鼠注射生理盐水作为空白对照组,共4组;利用Morris水迷宫测试学习记忆功能,免疫组化、Westernblot检测BDNF和TrkB在内嗅皮层的表达情况。结果PRE-084明显改善PS1/APP小鼠的学习记忆功能,上调了内嗅皮层内BDNF和TrkB表达水平,而sigma-1受体拮抗剂BD1047能够逆转PRE-084的作用。结论PRE-084通过sigma-1受体改善PS1/APP小鼠学习记忆功能可能与上调内嗅皮层BDNF和TrkB水平相关。     

嗅球和嗅黏膜来源的嗅鞘细胞对脊髓损伤小鼠的治疗效果比较

目的体外分离、培养不同来源的嗅鞘细胞,并鉴定其生物学特性,比较不同来源的嗅鞘细胞生物活性,评价其对脊髓损伤模型小鼠的疗效的差异。方法差速贴壁法分别培养嗅球和嗅黏膜来源的嗅鞘细胞,免疫荧光染色检测该细胞特异性蛋白S100、P75的表达,并对二者生长曲线及在不同代次、不同浓度梯度条件下神经营养因子分泌情况进行检测,实时定量PCR(qRT-PCR)鉴定二者脑源性神经营养因子(BDNF)、神经生长因子(NGF)、神经营养因子3(NT-3)、神经营养因子4(NT-4)、轴突膜蛋白生长相关蛋白43(GAP-43)、微管相关蛋白(MAP-2)基因表达,并分别将两种细胞移植入脊髓横断小鼠模型中,以小鼠神经功能评分及脊髓内移植细胞分布情况进行评估。结果所获得不同来源的嗅鞘细胞呈双极、三极样形态生长,且S100、P75蛋白表达均为阳性,嗅黏膜来源细胞不表达MAP-2,高表达GAP-43,嗅球来源的细胞低表达MAP-2和GAP-43,嗅球来源细胞生长活性大于嗅黏膜来源的细胞,其中嗅黏膜细胞来源分泌营养因子高于嗅球来源的细胞,小鼠神经功能评分显示嗅黏膜来源细胞治疗脊髓损伤模型效果明显高于嗅球来源的嗅鞘细胞。结论两种来源的嗅鞘细胞存在生物学差异,嗅黏膜来源细胞治疗脊髓损伤效果高于嗅球来源的嗅鞘细胞,可以作为临床应用的种子细胞。     

成年小鼠嗅觉功能与嗅上皮中成熟嗅觉神经元数量的实验研究

目的　探讨成年BALB/C小鼠维持嗅觉功能所需嗅上皮中成熟嗅神经元的数量,研究小鼠嗅上皮中嗅神经元数量与小鼠嗅觉功能的相关性。  方法    用0.7%的Triton X-100灌注8~10周大小的BALB/C小鼠鼻腔以诱导小鼠嗅觉障碍,分别于灌鼻后第3,7,21,49,56天行觅食实验检测小鼠觅食行为的改变,并联合免疫荧光染色（IFC）的方法,检测小鼠嗅上皮（OE）中成熟嗅神经元（ORNs）的数量与其嗅觉功能的相关性。  结果　小鼠经Triton X-100灌注鼻腔后第3、7天,其觅食时间明显延长（F=32.04,P<0.001),Bonferroni法两两比较示第3,7天觅食时间均长于对照组及造模后第21、49、56天组,P<0.001差异有统计学意义。嗅上皮中成熟嗅神经元（ORNs）的数量亦于第3、7天为低(F=223.97, P<0.001),觅食时间与嗅上皮成熟ORNs的数量呈负相关（r=－0.757,P<0.001）。小鼠嗅觉障碍于造模后第21天左右开始恢复,此时嗅上皮中OMP（+）细胞占28.66%。  结论　小鼠嗅觉功能与其嗅上皮中成熟ORNs数量具有明显的相关性;当成年BALB/C小鼠嗅上皮中成熟ORNs数量恢复至对照组的28.66%时即可使小鼠嗅觉功能得以恢复。          

小鼠出生后嗅球发育的基因表达差异及其特征分析

目的:通过研究小鼠嗅球全基因表达差异来寻找嗅球生后发育基因变化及其特征,为嗅球发育及相关研究提供参考依据。方法:分别取新生及成年野生型小鼠完整嗅球并独立进行RNA-seq分析,对全基因测序结果进行差异表达分析并通过检测成年与新生小鼠嗅球中差异表达基因(DEGs),利用Gene Ontology、DAVID及KEGG等数据库,结合q PCR的实验方法对部分差异表达基因进行验证,进一步分析差异表达基因在生物学上的影响。结果:成年小鼠和新生小鼠嗅球存在大量差异表达基因,其中Tfap2e,Neurod6和Tbr1等基因表达下调,同时Zfp365,Elt4以及Omp等基因表达上调,DEGs参与多种信号通路。结论:小鼠嗅球在出生后仍然处于不断发育的过程当中,这些差异表达基因主要影响细胞内代谢,细胞的分裂、分化、成熟及细胞间信号传递。     

嗅球摘除后大鼠内嗅皮质区神经元变化的实验研究

目的:建立嗅球摘除大鼠模型,观察模型大鼠内嗅皮质区神经元在1 d、3 d、7 d、14 d四个时间点的变化。模型组+茉莉花萃取物,观察大鼠14 d时神经元的变化。与模型组和空白组形成对照,初步探讨茉莉花萃取物通过嗅觉通路对神经元再生作用的可能。方法:嗅球摘除模型建立不同组别,通过尼氏染色观察大鼠内嗅皮质神经元变化,免疫组化观察大鼠内嗅皮质中神经递质的变化。结果:尼氏染色:模型组大鼠内嗅皮质中神经元在受损后1 d、3 d、7 d含量逐步下降;14 d含量明显增加,但仍略低于空白组;吸嗅组(模型组+茉莉花萃取物)内嗅皮质区神经元略高于空白组。免疫组化:模型组大鼠内嗅皮质中5-HT和DA在受损后1 d、3 d、7 d表达逐步减弱,14 d时表达增强,但仍弱于空白组;吸嗅组表达高于14 d,但仍弱于空白组。结论:受损神经被激活后,内嗅皮质有显著的神经再生潜力。初步证明茉莉花萃取物能够通过嗅觉通路加速神经元再生,其机制可能与内嗅皮质中单胺类神经递质的改变相关。     

Znf804a基因在发育期鼠脑神经元的迁移、增殖及分化中的功能

目的:以小鼠为模型研究精神分裂症易感基因Znf804a在神经发育中的功能。方法:利用胚胎电转技术,将Znf804a的shRNA(shZnf804a)质粒及其对照质粒(pSUPER)电转进入E14.5的癌症研究所(ICR)小鼠脑室区,每种质粒电转3只,分别为敲低(knock down)Znf804a组和对照组,比较两组神经元在皮层板(CP)区的比例来评价神经元的迁移速度;比较两组神经元前体细胞形成神经球的直径来评估神经元增殖速度;比较体外培养神经元前体细胞中Nestin染色阳性神经元的比例检测神经元分化速度。结果:敲低Znf804a小鼠的神经元迁移到CP区的比例比对照组低(11.8%vs.75.4%,P0.001);神经元前体细胞形成神经球的直径比对照组大(295μm vs.172μm,P0.01);神经元前体细胞中,Nestin染色阳性的神经元比例比对照组高(31.5%vs.9.6%,P0.01)。结论:敲低Znf804a小鼠神经元迁移速度和分化速度比对照组神经元慢,增殖速度比对照组神经元快,提示Znf804a在小鼠脑发育过程中发挥重要功能。