水杨酸钠诱导的慢性耳鸣模型中初级听皮层活动增强的机制

发布时间：2017-03-29 12:25

  本文关键词：水杨酸钠诱导的慢性耳鸣模型中初级听皮层活动增强的机制，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：背景：听皮层作为高级听觉中枢,对声音的感知及信号的加工处理起着关键性的作用,并且与听觉感觉失调,例如耳鸣,发生相关的一个重要部位。耳鸣是一种在没有外界声源情况下,个体感知到的一种虚幻听觉。临床上的耳鸣症状具有多样性及主观性,使研究者难以直接对临床耳鸣病例进行观察及检测。水杨酸钠作为临床上广泛使用的抗炎止痛药阿司匹林的有效成分,在高浓度使用条件下可使人及动物产生可逆性耳鸣。因此,水杨酸钠常被用作诱导耳鸣动物模型,以进行耳鸣的生物学基础研究。已有的研究发现,水杨酸钠诱导的耳鸣模型中,初级听皮层的活动增强。水杨酸钠能够打破某些听觉脑区兴奋与抑制的平衡造成超兴奋的状态,这被认为是水杨酸钠诱导耳鸣的一种可能机制。本文旨在探究水杨酸钠诱导的耳鸣模型中,初级听皮层神经环路活动水平升高的神经机制。方法：本研究首先建立了水杨酸钠诱导的慢性耳鸣模型组(NaSal组),即连续七天向VGAT-ChR2-EYFP转基因小鼠腹腔注射水杨酸钠。生理盐水组(saline组)动物注射相应剂量的生理盐水,其他条件同NaSal组。利用VGAT-ChR2-EYFP转基因小鼠制备脑片标本。该转基因动物上,全脑GABA能神经元上表达ChR2光敏感通道蛋白。通过形态学特征、电生理学特征和光遗传学特征鉴别锥体神经元和GAB A能神经元的类型。利用全细胞膜片钳技术记录初级听皮层锥体神经元及GABA能神经元的内在膜特性及突触传递活动。具体内容如下,记录了神经元静息膜电位、膜输入阻抗、电流或光刺激诱导的发放及自发和微小的兴奋性突触后电流(sEPSCs和mEPSCs)与抑制性突触后电流(sIPSCs和mIPSCs)。结果：在VGAT-ChR2-EYFP转基因小鼠听皮层脑片的第2/3层上,(1)锥体神经元和GABA能神经元可通过两者不同的形态特征、电生理学特性来鉴定和区分。(2)同生理盐水组相比,在NaSal组动物中,锥体神经元膜输入阻抗升高,表明水杨酸钠诱导的耳鸣动物中,听皮层中锥体神经元的内在膜特性改变且膜兴奋性升高。(3)NaSal组动物中,锥体神经元电流诱发动作电位发放频率升高,但GABA能神经元电流诱发动作电位发放频率降低。(4)NaSal组中,锥体神经元谷氨酸能的sEPSCs的频率跟幅度升高,mEPSCs的频率增加。表明水杨酸钠通过突触前机制增加锥体神经元上兴奋性的突触传递效能。(5)NaSal组中,锥体神经元GAB A能的sIPSCs的频率和幅度降低。结论：在本研究中,在水杨酸钠诱导的耳鸣模型中,初级听皮层的兴奋性和突触传递活动改变。支持该结论的证据包括：(1)NaSal组动物锥体神经元兴奋性增强,但GABA能神经元兴奋性降低；(2)NaSal组动物锥体神经元上谷氨酸能兴奋性突触传递活动增强；(3)NaSal组动物锥体神经元上GABA能抑制性突触传递活动减弱。水杨酸钠对初级听皮层锥体神经元与GABA神经元影响的差异性,可能是其诱导耳鸣机制的一个神经生物学基础。
【关键词】：锥体神经元 脑片 听皮层 Channelrhodopsin-2 GABA能神经元 耳鸣 突触后电流 光遗传 水杨酸钠 全细胞膜片钳 转基因小鼠
【学位授予单位】：中国科学技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R764.45
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 第一章 绪论12-30
• 1.1 耳鸣的研究进展12-16
• 1.1.1 耳鸣的流行病学研究12-13
• 1.1.2 耳鸣的临床诊断及治疗方法13-14
• 1.1.3 耳鸣的发病机制14-15
• 1.1.4 耳鸣的动物模型建立方法15-16
• 1.1.4.1 噪声暴露诱导的耳鸣模型15-16
• 1.1.4.2 水杨酸钠诱导的耳鸣模型16
• 1.2 水杨酸诱导耳鸣的机制16-23
• 1.2.1 阿司匹林的基本特征及临床应用16-18
• 1.2.1.1 阿司匹林的研究背景16-17
• 1.2.1.2 阿司匹林的副作用17-18
• 1.2.2 水杨酸钠的药理学特性及其机制18-19
• 1.2.2.1 阿司匹林的代谢过程18
• 1.2.2.2 水杨酸钠抗炎的机制18
• 1.2.2.3 水杨酸钠的抗癌机制18-19
• 1.2.3 水杨酸钠对听觉系统的影响19-23
• 1.2.3.1 水杨酸钠对听觉外周系统的影响19-20
• 1.2.3.2 水杨酸钠对听觉中枢系统的影响20-23
• 1.3 听皮层的结构和功能23-26
• 1.3.1 听皮层在听觉通路中的作用23-25
• 1.3.1.1 听皮层的神经传入23-24
• 1.3.1.2 听皮层的神经传出24-25
• 1.3.2 初级听皮层的内部微环路25-26
• 1.4 光遗传学技术在神经环路研究中的应用26-30
• 1.4.1 光遗传技术原理26-27
• 1.4.2 光遗传技术在神经环路领域中的优势27-30
• 第二章 实验材料和方法30-38
• 2.1 水杨酸钠诱导的慢性耳鸣模型30
• 2.2 脑片的制备30-32
• 2.3 VGAT-ChR2-EYFP转基因小鼠基因型鉴定32
• 2.4 光刺激VGAT-ChR2-EYFP转基因小鼠脑片32-33
• 2.5 VGAT-ChR2-EYFP转基因小鼠听皮层冰冻切片33-34
• 2.6 溶液及药品34-35
• 2.6.1 人工脑脊液34
• 2.6.2 电极内液34-35
• 2.6.3 基因鉴定相关药品35
• 2.7 数据分析35-38
• 2.7.1 数据分析35
• 2.7.2 统计学分析35-38
• 第三章 实验结果38-52
• 3.1 VGAT-ChR2-EYFP转基因小鼠基因型鉴定38-40
• 3.2 初级听皮层锥体细胞和GABA能神经元的鉴定40-44
• 3.2.1 形态学和电生理学特征鉴定40-42
• 3.2.2 光遗传学鉴定42-44
• 3.3 水杨酸钠诱导的耳鸣模型中,听皮层锥体神经元的膜特性的变化44-46
• 3.3.1 初级听皮层锥体神经元膜输入阻抗(Rin)升高,静息膜电位(RMP)不受影响44-45
• 3.3.2 初级听皮层锥体神经元上电流诱发动作电位发放频率显著增加45-46
• 3.4 水杨酸钠诱导的耳鸣模型中,听皮层锥体神经元突触传递的变化46-49
• 3.4.1 初级听皮层锥体神经元兴奋性突触传递水平显著升高46-48
• 3.4.3 初级听皮层锥体神经元抑制性突触传递效能降低48-49
• 3.5 水杨酸钠诱导的耳鸣模型中,听皮层GABA能神经元膜特性的变化.49-52
• 3.5.1 初级听皮层GABA能神经元静息膜电位(RMP)降低,膜输入阻抗(R_(in))不受影响49-51
• 3.5.2 初级听皮层GABA能神经元上电流诱发动作电位发放频率显著降低51-52
• 第四章 讨论52-56
• 4.1 实验结论52
• 4.2 实验结果分析52-54
• 4.3 本实验的不足之处与展望54-56
• 参考文献56-84
• 附录1 缩略词表84-86
• 附录2 仪器设备86-87
• 附录3 主要原始数据文件名称87-89
• 附录4 听皮层脑片制备步骤89-90
• 附录5 记录电极的制备和参数90-91
• 附录6 脑片膜片钳系统组件图91-93
• 附录7 电极内液、人工脑脊液的配置步骤93-98
• 致谢98-99

  本文关键词：水杨酸钠诱导的慢性耳鸣模型中初级听皮层活动增强的机制，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：274493