脊髓运动神经元突触反应的表观受体动力学及其在LTP分析中的应用

发布时间：2017-07-14 00:15

  本文关键词：脊髓运动神经元突触反应的表观受体动力学及其在LTP分析中的应用

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【摘要】：为了探讨离体脊髓运动神经元（motoneuron, MN）对下行激活的突触反应的表观受体动力学分析方法及其在脊髓运动神经元长时程增强（long-term potentiation,LTP）中的应用，本文应用新生大鼠（8~14d）脊髓切片MN细胞内记录技术，对同侧腹外侧索（ipsilateral ventrolateral funiculus, iVLF）电刺激在MN诱发兴奋性突触后电位（excitatory postsynaptic potential, EPSP），从中选取动力学过程不同的3种类型iVLF-EPSPs，应用受体的动力学分析中结合动力学曲线和解离动力学曲线的直线化公式，分别对iVLF-EPSP的上升相和下降相进行直线相关分析，求出表观结合速率常数K1、表观解离速率常数K2、表观平衡解离常数KT和表观最大反应Vmax值；并对iVLF进行强直刺激，观察强直刺激对iVLF-EPSP相关参数以及K1、K2、KT值的影响，结果如下： 1.对6个MNs的iVLF-EPSPs参数分析表明，幅度和曲线下面积与电刺激强度呈正相关（P 0.01和P 0.05），最大下降斜率与刺激强度呈负相关（P 0.05），具有刺激强度依赖性。 2.从上述6个MNs中选取阈强度（T）电刺激诱发的上升相和下降相动力学不同的3种类型iVLF-EPSPs进行分析，其结合动力学曲线的直线化相关系数（r）为0.9397~0.9621（均P 0.01），而解离动力学曲线的相应值为-0.8836~-0.9690（均P 0.01），并求得K1、K2、KT和Vmax值分别为0.364~2.330T-1·ms-1、0.055~0.189ms-1、0.025~0.284T和1.968~4.367mV。 3.对6个MNs的iVLF-EPSPs表观受体动力学分析表明， K2值与刺激强度呈负相关（P 0.05），而K1值和KT值与刺激强度之间的相关性没有显著性意义。 4.在上述6个MNs对iVLF施加强直刺激（100Hz，50脉冲/串，波宽0.4~1.0ms，共6串，串间隔10s，10~100V），其中2个细胞的iVLF-EPSPs幅度增大到或超过基础值的120%，并且维持了30min以上，可判断为LTP现象（iVLF-LTP）。 5.在iVLF-LTP过程中， iVLF-EPSPs的曲线下面积明显增大，最大可达基础值的300%，且与强直刺激后iVLF-EPSPs幅度的增大趋势基本相一致；最大上升斜率最大可增大到基础值的180%左右；此外，突触后电位的时程和最大下降斜率也表现出增大趋势，但突触后电位的潜伏期未发生明显改变。另外一个MN的iVLF-EPSPs曲线下面积在短暂减小后持续增大，最大可达基础值的140%；时程短暂减小后恢复到基础水平；而且潜伏期在强直刺激后20min内明显减小，后恢复到基础水平。 6.在iVLF-LTP过程中，对iVLF-EPSPs进行受体动力学分析得K2和KT值在强直刺激后10min内明显减小，最小分别可达到基础值的60%和50%；而K1值在强直刺激后10min内明显增大，最大可达到基础值的140%。另一个神经元突触反应的LTP过程中，K1、K2和KT值在强直刺激前后未发生明显改变。 7.分析iVLF-LTP过程中MN的膜电学特性，强直刺激前后膜电阻、阈电位和超射值均未发生明显改变，而阈电流值在强直刺激后明显减小。另一个MN强直刺激后膜电阻和超射值增大，阈电位减小。 结果表明，突触反应的递质与受体作用动力学过程可以用表观受体动力学方法进行分析，并且在LTP过程中，iVLF-EPSPs的K1、K2、KT值在强直刺激后10min内明显改变，表明突触后受体的亲和力可能增强；另一个神经元的K1、K2和KT值在强直刺激前后未发生明显改变，，突触后受体的亲和力没有发生变化，可能与突触前递质释放调节有关，说明这两个MNs的LTP早期涉及的突触后机制可能不同。由此可见，突触反应的表观受体动力学方法可能是突触可塑性等研究中进行受体动力学监测的一个简单可行方法。
【关键词】：脊髓 运动神经元 兴奋性突触后电位 受体动力学 长时程增强
【学位授予单位】：皖南医学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：R338.8
【目录】：

• 中英文缩略词对照表5-8
• 摘要8-10
• ABSTRACT10-13
• 前言13-15
• 内容与方法15-21
• 1 研究内容15
• 2 材料与方法15-19
• 2.1 实验动物15
• 2.2 主要仪器设备和器械15-16
• 2.3 试剂16
• 2.4 实验装置16-17
• 2.5 切片制备17
• 2.6 电生理记录17-18
• 2.7 电刺激方法18-19
• 3 分析方法19-21
• 3.1 统计分析方法19
• 3.2 表观受体动力学分析方法19-21
• 结果21-39
• 4.1 运动神经元的基本电生理性质21-22
• 4.2 刺激 iVLF 诱发的 iVLF-EPSP22
• 4.3 iVLF-EPSP 的刺激强度依赖性22-24
• 4.4 iVLF-EPSP 的表观受体动力学分析24-27
• 4.5 不同刺激强度对 iVLF-EPSPs 表观受体动力学性质的影响27-28
• 4.6 强直刺激对运动神经元 iVLF-EPSPs 的影响28-39
• 4.6.1 iVLF-LTP 现象28-30
• 4.6.2 iVLF-LTP 过程中的突触传递特性30-35
• 4.6.3 iVLF-LTP 过程中的表观受体动力学性质35-38
• 4.6.4 强直刺激前后运动神经元基本电生理参数变化38-39
• 讨论39-43
• 5.1 脊髓切片及实验结果评估39
• 5.2 突触反应的表观受体动力学分析39-40
• 5.3 受体的动力学性质40-41
• 5.4 脊髓运动神经元长时程增强现象及其机制41
• 5.5 LTP 过程中 iVLF-EPSPs 的表观受体动力学性质41-43
• 结论43-44
• 致谢44-45
• 参考文献45-50
• 综述50-61
• 参考文献57-61
• 作者简介及读研期间主要科研成果61

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本文编号：538932