臂旁外侧核温度敏感神经元的温敏机制研究

发布时间：2020-11-13 01:58

　　 臂旁外侧核(lateral parabrachial nucleus,LPB)是皮肤温度信号上传通路的重要中继站,参与了前馈体温调节过程。我们前期实验证实,大鼠LPB中分布有对局部脑温变化敏感的热敏和冷敏神经元,但这些温度敏感神经元的温敏形成机制尚不清楚。故本课题拟采用红外可视脑片膜片钳等技术,观察突触阻断对LPB神经元放电活动和温度敏感性的影响,LPB温度敏感神经元的电生理特性,以及温度对A型钾通道介导的IA电流和HCN通道介导的Ih电流的影响,以揭示LPB神经元温敏特性的形成机制,为不同环境温度下保持体温稳定的中枢调节机制提供一个新思路。第一部分突触阻断对大鼠LPB神经元放电活动和温度敏感性的影响目的探讨LPB神经元温度敏感性是否为突触传递形成。方法实验采用健康的SPF级雄性SD大鼠(60~100g),使用红外可视脑片膜片钳胞外记录技术,在鉴别神经元的温度敏感性后,灌流低钙高镁ACSF液,观察突触阻断对LPB神经元放电活动和温度敏感性的影响,最后洗脱,观察LPB神经元放电活动与温度敏感性的恢复情况。结果热敏神经元的放电活动与温度敏感性在突触阻断前后无明显变化(n=13,P0.05);中斜率(n=11)与低斜率(n=11)温度不敏的神经元的放电频率在突触阻断后呈多样性改变,无统计学意义(P0.05),放电幅度无明显变化(P0.05),温度敏感系数大部分明显增加(P0.05)。部分热敏神经元与温度不敏感神经元在洗脱后,放电活动及温度敏感性均可恢复。结论LPB热敏神经元的温度敏感性是其内在特性。第二部分LPB温度敏感神经元的电生理特性目的观察温度对LPB温度敏感神经元电生理特性的影响,在细胞水平分析LPB温度敏感神经元的温敏形成机制。方法采用红外可视脑片膜片钳全细胞电流钳技术,观察温度对不同类型LPB神经元静息电位、动作电位时程、幅度、阈电位、超极化后电位幅度和前电位上升速率的影响,分析LPB温度敏感神经元的温敏形成机制。结果此部分实验在LPB区域共记录到了75个胞内自发放电神经元,包括23个热敏神经元,8个冷敏神经元,26个中斜率温度不敏感神经元,18个低斜率温度不敏感神经元。升温引起LPB热敏神经元前电位上升速率加快(P0.05),放电频率随之加快,而对其静息电位无明显影响;升温引起LPB冷敏神经元静息电位发生超极化改变(P0.05),而对其前电位上升速率无明显影响;温度升高使LPB神经元动作电位幅度降低和时程缩短(P0.01),但四类神经元的动作电位幅度、时程的变化无明显差异(P0.05);温度对LPB四类神经元的阈电位、超极化后电位幅度均无明显影响(P0.05)。结论1.LPB热敏神经元的温度敏感性与前电位上升速率的温度依赖性变化有关。2.LPB冷敏神经元的温度敏感性与膜电位的温度依赖性变化有关。第三部分LPB神经元温度敏感性形成的离子机制目的观察HCN2通道在LPB神经元上的表达以及温度对LPB神经元IA电流(A型钾通道介导)和Ih电流(HCN通道介导)的影响,分析LPB温度敏感神经元温敏形成的离子机制。方法采用免疫荧光染色技术检测HCN2通道在LPB神经元上的表达。采用脑片膜片钳全细胞电压钳技术,观察温度对不同类型LPB神经元IA和Ih电流幅度,失活或激活时间常数和速率的影响,分析LPB温度敏感神经元温敏形成的离子机制。结果免疫荧光实验证明,HCN2通道在参与体温调节的三个亚核(LPBc、LPBd、LPBel)均有表达。膜片钳实验共记录到了18个LPB神经元在32℃、36℃、39℃时的IA电流活动。其中,热敏神经元6个,中斜率温度不敏感神经元5个,低斜率温度不敏感神经元7个。另外,在记录的6个冷敏神经元中,均未发现IA电流。升温引起LPB神经元IA电流幅度增加,但仅热敏神经元在膜电位为+40m V时有统计学意义(P0.05);升温引起LPB热敏神经元IA电流的失活时间常数缩短(P0.05),失活速率加快(P0.05);温度对温度不敏感神经元的IA电流的失活时间常数与失活速率均无明显影响(P0.05)。此部分实验共记录到了29个LPB神经元在32℃、36℃、39℃时的Ih电流活动。其中,热敏神经元7个,中斜率温度不敏感神经元8个,低斜率温度不敏感神经元9个,冷敏神经元5个。升温引起LPB神经元Ih电流幅度增加,但仅热敏神经元在膜电位为-120m V时有统计学意义(P0.05);升温引起LPB热敏神经元Ih电流的激活时间常数缩短(P0.05),激活速率加快(P0.05);温度对其他三类神经元的Ih电流的激活时间常数与激活速率均无明显影响(P0.05)。结论1.HCN2通道在正常大鼠LPB的三个亚核(LPBc、LPBd、LPBel)中均有表达。2.LPB热敏神经元温度敏感性形成的离子机制与IA电流(A型钾通道介导)的温度依赖性失活有关。3.LPB热敏神经元温度敏感性形成的离子机制与Ih电流(HCN通道介导)的温度依赖性激活有关。
【学位单位】：成都医学院
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：R338
【文章目录】：
摘要
Abstract
前言
第一部分 突触阻断对大鼠LPB神经元放电活动和温度敏感性的影响
    1 引言
    2 材料与方法
        2.1 实验仪器
        2.2 实验动物
        2.3 实验试剂
        2.4 溶液配制
        2.5 实验方法
        2.6 统计学处理
    3 结果
        3.1 突触阻断对LPB热敏神经元放电活动的影响
        3.2 突触阻断对LPB神经元温度敏感性的影响
    4 讨论
    5 结论
第二部分 LPB温度敏感神经元的电生理特性
    1 引言
    2 材料与方法
        2.1 实验仪器
        2.2 实验动物
        2.3 实验试剂
        2.4 溶液配制
        2.5 实验方法
        2.6 统计学处理
    3 实验结果
        3.1 温度对LPB神经元放电频率的影响
        3.2 温度对LPB神经元膜电位的影响
        3.3 温度对LPB神经元动作电位幅度和时程的影响
        3.4 温度对LPB神经元阈电位的影响
        3.5 温度对LPB神经元AHP幅度的影响
    4 讨论
    5 结论
第三部分 LPB神经元温度敏感性形成的离子机制
    1 引言
    2 材料与方法
        2.1 免疫荧光实验材料与方法
        2.2 红外可视脑片膜片钳电生理材料与方法
    3 结果
        3.1 免疫荧光染色结果
        3.2 红外可视脑片膜片钳实验结果
    4 讨论
    5 结论
全文总结
参考文献
文献综述
    参考文献
附录
攻读学位期间的研究成果
致谢

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本文编号：2881562