大鼠腰髓节段突触网络形成的生后发育

发布时间：2018-04-27 10:24

  本文选题：伤害性初级传入 + 非伤害性初级传入　； 参考：《第四军医大学》2012年博士论文

【摘要】：已知外周躯体感觉信息产生于外周感受器，然后经由位于背根节的支配外周感受器的初级感觉神经元的中枢突传递至脊髓。一般认为支配躯体的大的粗髓纤维（Aβ）主要经后索上行至脑干后索核，主司本体觉、压觉和精细触觉等非伤害感觉信息处理；而小的薄髓（A）和无髓（C）纤维主要进入脊髓背角，主司伤害性感觉信息处理。很多神经解剖学与电生理学实验证据表明，一部分Aβ纤维中枢突从后索沿上下2-3个节段进入脊髓背角，而且有可能参与了伤害性信息的调节，如当前临床日趋成熟的脊髓电刺激（spinal cord stimulation，SCS)技术就是通过在后索硬膜外埋置刺激电极（50Hz，0.2ms脉冲，30分钟）而实现镇痛的。由于技术限制，在过去的100年来虽然了解到Aβ纤维在脊髓背角有分布，但对其功能了解甚少。本博士学位论文结合初级传入的神经化学、髓鞘透射电镜观察和先进的平面微电极阵列记录技术，从生后发育的角度出发系统地研究了大鼠腰髓节段非伤害性初级传入和伤害性初级传入突触网络结构和功能形成的生后发育特点，旨在为今后研究和揭示后索Aβ纤维参与脊髓节段伤害性信息调节的神经机制建立一个新的研究方法和模型。 主要研究内容和结果如下： 第一部分大鼠腰髓节段生后发育的结构特点及研究脊髓突触网络实验方法的建立首先应用免疫组化抗NeuN染色，对生后（postnatal，P）第7天（P7）、第14天（P14）和第28天（P28）大鼠腰髓（L4-5）的横（冠状）切面进行细胞构筑观察，确定8X8（64道）平面微电极阵列记录电极的大小和型号。本实验室采用的是日本Alpha Med Scientific公司开发的MED-64系统及其专用电极（MED-64Probe）。根据大鼠腰髓横切面的细胞构筑和Rexed分层，本实验选用型号MED-P210A（电极总面积0.7x0.7mm，大小20x20μm，，电极间距100μ m，培养皿高度10mm）用于P7，选用型号MED-P515A（电极总面积1x1mm，大小50x50μ m，电极间距150μ m，培养皿高度10mm）用于P14和P28的脊髓薄片（450-500μ m厚）。制作本实验标本的难点是在切取脊髓薄片时要保留脊髓背根，实现在一张脊髓薄片上先后完成电刺激背根和电刺激后索在脊髓背角诱发出网络突触后场电位（field excitatorypostsynaptic potential,fEPSP）的记录。这是保障本实验进展顺利的前提。 第二部分大鼠脊髓腰髓节段初级传入神经化学和髓鞘的生后发育 为了观察经由背根进入脊髓背角的伤害性和经由后索进入脊髓背角的非伤害性初级传入的生后发育特点和结构特征，本部分实验采用了免疫组化或免疫荧光化学标记技术。用抗P物质（substance P，SP）和异植物凝集素B4（isolectin B4，IB4）抗体标记肽能和非肽能的C类纤维，用抗神经微丝蛋白（neurofilament200，NF200）抗体标记A类纤维，用抗少突胶质细胞糖蛋白（myelin oligodendroglia glycoprotein，MOG）和髓鞘碱性蛋白（myelin basic protein，MBP）抗体来标记有髓纤维髓鞘的生后发育特征。肽能和非肽能的C类纤维在脊髓背角生后发育分布特征如层（III-VI），而在P28成熟后只分布于浅层；（2）IB4样非肽能纤维终末在P7-P28只分布于背角浅层。NF200样纤维标记成分在P7-P14主要分布于脊髓白质（后索、侧索和前索）和背角深层，但也见于背角浅层，P28时背角浅层内标记成分消失。结合常规透射电镜和髓鞘相关蛋白免疫组化标记技术，发现有髓纤维髓鞘有显著生后发育特点。在后索，P7时约有20-30%纤维有髓鞘，且基本没有厚髓纤维，纤维直径小于5μ m，P14时有髓纤维增加至50-60%，未见5μ m以上厚髓纤维，P28时几乎所有纤维均有髓鞘包绕，可见直径大于5μ m的厚髓纤维。在后索，MBP样和MOG样免疫阳性产物在P7有极少量表达，在P14表达丰度显著增高，P28表达达最高。在脊髓背角MBP样和MOG样免疫阳性产物可见于穿行于其中的上下行纤维束和后索纤维，其它部位少见。 第三部分应用平面微电极阵列记录技术研究腰髓节段突触网络形成的生后发育 用88（64道）平面微电极阵列记录技术，可以同步记录刺激脊髓背根或刺激脊髓后索诱发的网络fEPSP，以此观察和记录伤害性初级传入和非伤害性初级传入在脊髓背角形成的网络突触联系和功能的生后发育特点。在刺激背根的条件下，在背角记录到的fEPSP网络主要分布于背角浅层，但P7和P14时也见于深层。背角浅层的fEPSP波形为主波向下的负向波，波幅随年龄增加而逐渐减小；在深层记录到的fEPSP主波方向始终双峰向上，幅度随年龄增加而逐渐减小，范围则随年龄增加而逐渐缩小，并向脊髓背角浅层集中，峰值潜伏期在各层记录随年龄增大而变短。在刺激后索的条件下，在背角记录到的fEPSP网络主要分布于背角深层，但P7和P14时也见于浅层。各年龄组浅层波形为双向，波幅随年龄增加而减小，深层主波为负向，波幅随年龄增加而减小，各层峰值潜伏期则随年龄增加而变短。药理学检测脊髓薄片灌流谷氨酸离子门控型非NMDA和NMDA受体拮抗剂CNQX和AP5以及钠通道阻断剂河豚毒素的效果，结果证明无论刺激背根还是后索，在脊髓背角诱发的场电位主要由非NMDA（AMPA/KA）受体介导，而NMDA受体作用较小。 结论： 大鼠腰髓伤害性和非伤害性初级感觉纤维传入在脊髓背角节段形成的突触联系均具有生后年龄结构和功能。（1）经由后索进入脊髓背角的初级传入纤维在生后具有显著的年龄变化特征，即后索纤维从小直径（5μ m）到大直径（5μ m），从部分有髓（70-80%是无髓纤维）到全部有髓、从无厚髓（主要是薄髓）到有厚髓纤维的发育过程，该生后发育过程对其在脊髓背角形成的突触联系和功能具有重要影响。（2）经由背根进入脊髓背角的初级传入纤维在生后具有显著年龄变化特征的是肽能纤维，该类纤维在生后散在地分布于背角的浅层和深层，成熟后局限于浅层。但非肽能纤维在生后无变化，仅分布于背角浅层的II层，因此在P7和P14刺激背根在背角深层诱发的fEPSP主要由肽能纤维介导，而在浅层诱发出fEPSP由肽能和非肽能纤维共同介导。（3）预实验结果表明在给予成年脊髓后索高频电刺激后可以显著抑制刺激背根诱发的fEPSP，提示除了下行痛抑制系统之外，经由后索进入脊髓背角的初级传入纤维在脊髓形成节段神经调控回路，这可能是SCS镇痛的神经机制之一。（4）用88（64道）平面微电极阵列记录技术研究脊髓后索传入和背根传入纤维突触联系和功能是揭示脊髓背角节段内非伤害性初级传入对伤害性初级传入调节机制的有用模型。
[Abstract]:It is known that the peripheral body sensation information is generated at the peripheral receptors , and then transmitted to the spinal cord via the central process of the primary sensory neurons located at the innervated peripheral receptors of the dorsal root ganglion .
In the past 100 years , it has been found that a part of A 尾 - fiber can enter the dorsal horn of the spinal cord from 2 - 3 segments up and down , and it is likely to be involved in the regulation of the injury information .

The main research contents and results are as follows :

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本文编号：1810345