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研究目的:大鼠视皮层的异常发育可能导致视觉障碍,因此理解正常视觉发育过程至关重要,但目前对相关机制知之甚少。本研究探讨了正常SD大鼠视皮层发育关键期的突触传递及脑源性神经营养因子(BDNF)在正常视觉发育过程中的变化特点,为视觉发育关键期的确切时间点及其潜在机制提供一定实验室依据。研究方法:出生后14-39天(P14-39)清洁级SD大鼠,雌雄不限,随机分组进行实验。(1)记录视觉发育关键期前、中、后期正常大鼠初级视皮层第V层锥体神经元的基本电生理特征:静息膜电位、细胞膜电容、内向电阻、基强电流、串联电阻。(2)采用脑片膜片钳全细胞记录技术记录正常大鼠初级视皮层第V层锥体神经元自发性和诱发性的兴奋性和抑制性突触后电流随时间的相对变化趋势,分析兴奋/抑制比(E/I ratio)和AMPA/NMDA受体介导的eEPSC比(AMPA/NMDA ratio)。(3)在视觉发育关键期前、中、后期分别对大鼠进行单眼形觉剥夺(monocular deprivation,MD)4天,移除剥夺半球的视皮层用于全细胞膜片钳记录,探讨异常视觉经验对大鼠视皮层突触兴奋性的影响。(4)在视觉发育关键期前、中、后期单眼形觉剥夺期间的第一天、第三天分别给大鼠体内注射7,8-DHF(TrkB激动剂)或ANA-12(TrkB拮抗剂),同时正常大鼠作为同期对照。MD结束后将大鼠的脑组织用于全细胞膜片钳记录。研究结果:(1)视皮层神经元关键期(P28-30)的基强电流值较关键期前(P23-25)显著升高。(2)视皮层神经元mEPSCs的幅值在P28显著降低,直到P34显著升高恢复到P27的水平。视皮层神经元mIPSCs的幅值和频率均随时间呈逐渐上升趋势。视皮层神经元关键期(P28)的E/I比值较关键期前(P18、P25)和关键期后(P36)显著降低。(3)单眼形觉剥夺大鼠的剥夺半球的视皮层和正常大鼠视皮层相比,sEPSCs在关键期(P32)的幅值和频率以及sIPSCs在关键期(P32)的幅值和频率均显著降低。(4)在体内注射7,8-DHF后,无论是单眼形觉剥夺大鼠还是非剥夺大鼠与未注射的大鼠相比,sEPSCs的幅值和频率均显著升高,sIPSCs的幅值和频率均显著降低。在体内注射ANA-12后,sEPSCs的幅值和频率均显著降低,sIPSCs的幅值和频率均显著升高。研究结论:(1)在P28-P33这个时间段视皮层突触存在短暂的失衡期,这个时期,兴奋性显著降低,E/I比值显著性下降。(2)BDNF介导了大鼠视皮层发育关键期突触可塑性,这可能是造成突触短暂失衡的一个潜在机制。外源性补充TrkB激动剂(7,8-DHF)后,可以部分逆转失衡;而给予TrkB拮抗剂(ANA-12)会加重失衡。(3)P28-P33时期是视觉发育的一个更脆弱的关键期,若在这个时期受到功能性的干扰如MD,造成的影响比关键期前后更大。