基底刚度对海马神经网络钙信号以及突触传递的影响

发布时间：2017-08-01 06:31

  本文关键词：基底刚度对海马神经网络钙信号以及突触传递的影响

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【摘要】：研究目的：细胞外基质和细胞支撑基底的力学特性能够调控神经元的生长、分化、延伸、分支。基底刚度是海马神经元响应以及形成培养神经网络中突触传递的重要微环境因素。本研究旨在观察基底刚度对培养的海马神经网络钙信号及突触传递的影响。研究方法：选取新生24小时内小鼠乳鼠,分离两侧海马组织,采用酶消化法得到单细胞悬液,培养至相似表面但弹性模量不同的PDMS软硬基底上;取培养数天的海马神经元,进行免疫荧光、钙离子成像检测,采用膜片钳技术,观察两组细胞电压门控钙通道电流和自发性突触后电流。研究结果：1)两种PDMS基底表面表现出相似的表面粗糙度和拓扑结构,但基底弹性模量却相差十倍。2)海马神经元在PDMS基底上生长良好,能形成神经网络；软硬基底上的海马神经元生长无显著差异；同时,兴奋性和抑制性神经元的生长比例亦无显著性差异。3)硬基底上海马神经网络自发性同步钙振荡的幅值和频率都显著高于软基底。4)硬基底上海马神经元电压门控钙通道电流幅值和密度均显著大于软基底。5)硬基底上神经网络自发兴奋性突触后电流的频率和幅值显著高于软基底；但自发抑制性突触后电流无显著变化。研究结论：硬基底能够引起海马神经元钙活动和电压门控钙通道功能上调、增强神经网络兴奋性神经元传递,基底刚度是调控海马神经网络钙信号和突触传递的重要生物物理因素。
【关键词】：基底刚度 海马神经元 钙信号 突触传递
【学位授予单位】：北京体育大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R338
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 1 前言11-13
• 1.1 选题依据11-12
• 1.2 研究目的及意义12
• 1.3 技术路线图12-13
• 2 文献综述13-28
• 2.1 细胞外基质与生物力学13-15
• 2.1.1 细胞外基质13
• 2.1.2 细胞外基质与机械力13-15
• 2.1.3 细胞的力感受和力传导15
• 2.2 中枢神经系统损伤与生物力学15-17
• 2.2.1 中枢神经系统组织工程材料研究15-16
• 2.2.2 力学特性与中枢神经系统损伤16-17
• 2.2.3 神经支架材料选择17
• 2.3 神经组织及神经元的生物力学特性17-23
• 2.3.1 神经组织的柔度18-20
• 2.3.2 神经元的柔度20-21
• 2.3.3 脑组织的细胞外基质21-22
• 2.3.4 神经元对力学环境的响应22-23
• 2.4 神经元骨架蛋白与力感受23-24
• 2.5 基底刚度与钙信号24-26
• 2.5.1 基底刚度与钙振荡24-25
• 2.5.2 基底刚度与电压门控钙通道25-26
• 2.6 基底刚度与突触传递26-28
• 3 研究方法28-40
• 3.1 研究对象28
• 3.2 研究方法28-40
• 3.2.1 PDMS基底的制备和表征鉴定28-29
• 3.2.2 海马神经元的分离和培养29-35
• 3.2.3 细胞免疫荧光35-37
• 3.2.4 钙成像37-38
• 3.2.5 膜片钳记录38-40
• 3.3 数据统计40
• 4 结果40-48
• 4.1 PDMS基底表征结构及弹性模量40-41
• 4.2 基底刚度对海马神经元生长的影响41-42
• 4.3 基底刚度对兴奋性和抑制性神经元比例影响42-44
• 4.4 基底刚度对海马神经网络自发性钙振荡的影响44-45
• 4.5 基底刚度对海马神经元电压门控钙通道电流的影响45-46
• 4.6 基底刚度对海马神经网络突触后电流的影响46-48
• 5 分析讨论48-53
• 5.1 PDMS基底对神经元生长影响48-49
• 5.2 基底刚度对神经网络钙信号和神经元电压门控钙通道的影响49-50
• 5.3 基底刚度对海马神经网络突触传递的影响50-52
• 5.4 小结52-53
• 6 结论与展望53-54
• 6.1 研究结论53
• 6.2 展望53-54
• 致谢54-55
• 参考文献55-61
• 附录61-62
• 个人简历 在读期间发表的学术论文与研究成果62

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本文编号：602939