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阻断脑源性神经营养因子-酪氨酸激酶受体B通路后运动训练对脊髓损伤大鼠功能恢复的影响研究
目的:探讨阻断脑源性神经营养因子(brain-derived neurotrophic factor,BDNF)-酪氨酸激酶受体B(tropomyosin-related kinase B,TrkB)信号通路后运动训练对脊髓损伤(spinal cord injury,SCI)大鼠运动功能恢复和突触可塑性的影响.方法:32只雌性SD大鼠被随机分为4组:损伤+PBS组(Sed-PBS组)、运动+PBS组(TT-PBS组)、损伤+TrkB/Fc组(Sed-TrkB/Fc组)及运动+TrkB/Fc组(TT-TrkB/Fc组).于SCI术前1周进行L3-4鞘内置管.置管1周后使用改良Allen法制作T10不完全性SCI模型.于SCI术后第7天植入渗透压泵,并在Sed-PBS组和TT-PBS组的渗透压泵中灌入0.01M PBS,Sed-TrkB/Fc组和TT-TrkB/Fc组的渗透压泵中灌入TrkB阻滞剂(TrkB/Fc).SCI后第8天,对TT-PBS组和TT-TrkB/Fc组进行减重平板训练.术后第1天、3天、7天、14天、21天、28天和35天进行BBB评分.实验结束后取材,使用Western Blot和免疫组化染色技术分析检测突触后膜密度蛋白-95(postsynaptic density protein-95,PSD-95)及突触素(synaptophysin,SYP)表达情况.结果:术后14天,TT-PBS组BBB评分明显高于其他3组(P＜ 0.05);术后21-35天,TT-PBS组BBB评分显著高于其他3组(P＜ 0.001);术后28-35天,TT-TrkB/Fc组BBB评分高于Sed-PBS组及Sed-TrkB/Fc组(P＜ 0.05).蛋白免疫印迹结果显示,TT-PBS组PSD-95及SYP相对蛋白表达量显著高于其他3组(P＜ 0.001);TT-TrkB/Fc组PSD-95及SYP相对蛋白表达量多于Sed-PBS组和Sed-TrkB/Fc组(JP＜0.05).免疫组化结果显示,与Sed-PBS组、Sed-TrkB/Fc组和TT-TrkB/Fc组相比,TT-PBS组的PSD-95相对蛋白密度明显增高(P＜ 0.01、JP＜0.001、P＜0.01),且SYP相对蛋白密度也明显增高(P＜ 0.001);TT-TrkB/Fc组的PSD-95及SYP相对蛋白密度也高于Sed-TrkB/Fc组及Sed-PBS组(P＜0.05).结论:阻断BDNF-TrkB信号通路可明显抑制运动训练对不完全性SCI大鼠运动功能恢复和腰髓突触标记蛋白表达的促进作用.
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不同形式的运动训练对血管性痴呆大鼠学习记忆及海马区突触可塑性的影响
目的:观察自主运动、强迫运动和功能性电刺激诱导的运动对血管性痴呆(vascular dementia,VD)大鼠学习记忆、海马区突触可塑性的影响.方法:成年Wistar雄性大鼠,体重250-300g;用10％水合氯醛(300mg/kg)行腹腔注射麻醉,采用双侧颈总动脉永久性结扎法制作血管性痴呆模型.造模成功后大鼠在跑轮中适应3天(剔除运动量不能达到每天270m的大鼠),采用随机数字法分为假手术组、模型组、自主运动组、强迫运动组和功能性电刺激组,每组各8只.假手术组:仅暴露双侧颈总动脉,但不接扎,术后大鼠置于笼中自由活动;模型组:采用双侧颈总动脉永久性结扎法制作VD模型,术后大鼠置于笼中自由活动;自主运动组:造模1周后大鼠在跑轮(直径31.8cm,宽度10cm,旋转阻力约相当于100g物体的重力)上自由运动,用传感器记录跑过的圈数,每天270圈;强迫运动组:造模1周后大鼠在电动跑轮(直径31.8cm,长度40cm,转速9r/min)上运动,每天治疗30min;功能性电刺激组:造模1周后开始治疗,诱导大鼠前肢产生以9m/min行走时的动作,每天治疗30min.以上五组于治疗14d后,采用新奇事物识别实验测试大鼠学习记忆能力.取大鼠海马组织采用Western blot技术检测上述各组SYN、SYP、PSD-95及MAP-2、TAU蛋白表达.采用免疫组织化学染色法检测海马CA1区微管结合蛋白的变化.结果:①新奇事物识别实验:训练阶段各组大鼠对两个相同物体的探寻指数无显著性差异,24h后进行测试,自主运动组、强迫运动组和功能性电刺激组新奇事物认知指数与模型组比较,差异均具有显著性(P＜0.05),自主运动组新奇事物认知指数与强迫运动组、功能性电刺激组比较,差异均有显著性(P＜0.05),而功能性电刺激组与强迫运动组比较无显著性差异.②海马区SYN、SYP、PSD-95、MAP-2、TAU蛋白表达水平:自主运动组、强迫运动组和功能性电刺激组SYN、PSD-95、MAP-2、TAU蛋白表达水平均明显高于模型组(P＜0.05),功能性电刺激组、自主运动组和强迫运动组两两比较无显著性差异;上述5组SYP蛋白表达组间无显著性差异.结论:自主运动、强迫运动和功能性电刺激诱导的运动均可促进VD大鼠学习记忆能力的恢复,其可能机制为运动训练促进海马区SYN、PSD-95、MAP-2、TAU蛋白表达,改善海马区突触可塑性.
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电针促进阿尔茨海默病模型小鼠(SAMP8)海马神经元突触可塑性的神经细胞黏附机制
目的:研究电针对快速老化痴呆模型小鼠(SAMP8)海马神经元突触超微结构、神经细胞黏附分子(NCAM)、多聚唾液酸转移酶ST8SiaⅡ/Ⅳ的影响,从神经细胞黏附角度探讨电针治疗阿尔茨海默病(AD)的可塑性作用机制.方法:以SAMP8小鼠作为AD动物模型.电针"百会"、"涌泉"穴,1次/d,连续刺激21d.以Morris水迷宫测试小鼠学习记忆能力的变化;电镜观察海马神经元突触界面曲率、突触后致密物(PSD)厚度和突触间隙宽度的变化;以免疫组织化学、原位杂交方法检测海马神经元NCAM及其mRNA、ST8SiaⅡ/ⅣmRNA的表达.结果:①模针组小鼠平均逃避潜伏期较模型组小鼠短(P<0.05);模针组小鼠在平台所在象限停留的时间(39.55±5.47s)较模型组小鼠(30.27±6.12s)长(R<0.05);②模针组突触后致密物厚度(76.928±25.236nm)模型组(65.371±24.219nm)增厚(P<0.05);突触间隙宽度(25.941±6.217nm)较模型组(29.161±7.830nm)减小(P<0.05);突触界面曲率(1.083±0.049)较模型组(1.062±0.048)变化不明显(P>0.05);③与模型组比较,模针组小鼠NCAM及其mRNA、ST8SiaⅡ/ⅣmRNA阳性表达明显增强(P<0.05).结论:①电针能有效改善SAMP8小鼠学习记忆能力;②电针能有效调整海马神经元突触形态,使PSD增厚,突触间隙宽度变窄,促进突触形态可塑性的发挥;③电针改善SAMP8小鼠学习记忆能力的效应可能是通过诱导NCAM及ST8SiaⅡ/ⅣmRNA的合成,促进神经细胞黏附,促进神经元突触形态可塑性来实现的.
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脑源性神经营养因子的研究现状
神经营养因子(neurotrophic factors,NTFs)是-类小分子多肽物质,在神经系统发生、发育过程中能够促进细胞的增殖、生长、分化、存活及功能表达,影响突触可塑性,在成熟的神经系统中具有维持神经细胞生存的作用,在神经系统损伤的情况下具有神经保护与修复的作用[1].
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BDNF通路介导经颅磁刺激影响老龄小鼠脑海马神经元突触可塑性
目的：：海马突触可塑性降低与脑老化引起的认知功能降低密切相关。已知突触结构功能可塑性是认知的生物学基础,突触蛋白的变化可反映突触结构变化,而突触蛋白上游的调控因子及作用通路不明。经颅磁刺激( TMS)作为无痛、非侵入性的理疗手段,临床可改善神经系统与精神疾病的认知障碍,而基础研究初步证实其与神经重塑相关,但作用机制不明。方法：以15月龄雄性Swiss小鼠为研究对象,实施低频(1Hz)TMS,观察老龄动物空间学习认知行为(Morris水迷宫)、海马突触形态(突触超微结构)、突触蛋白(SYN、GAP43)及上游信号通路(BDNF通路)表达情况。结果：本研究行为学结果表明,TMS可改善老龄小鼠空间学习与记忆能力的损伤；透射电镜( TEM)结果显示TMS可改善老龄小鼠脑海马神经元的生存状态,并影响突触超微结构(增加海马突触密度和PSD平均厚度)；分子生物学结果显示, TMS可上调突触蛋白SYN、GAP43免疫阳性产物表达与转录,并激活BDNF-TrkB通路；相关性统计学分析证实BDNF表达转录与认知呈正相关。结论：上述结果提示TMS可能通过BDNF信号通路调节小鼠海马神经元突触蛋白表达、影响突触超微结构、改善认知行为。本研究从海马突触重塑角度揭示TMS改善老龄脑认知能力的作用,从突触形态、突触神经递质传递能效及突触信号转导通路的变化等多层次阐明磁刺激影响可塑性的机制,明确TMS对神经网络重建和再生的作用。
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突触可塑性与神经病理性疼痛
神经病理性疼痛是一种以自发性疼痛,痛觉过敏和痛觉超敏为特征的慢性疼痛,发病机制复杂,临床疗效不佳.外周异位冲动长期持续兴奋所触发的神经元活动可特异性地持续改变突触的结构和功能,这种神经活动依赖的突触结构和功能的变化称之为长时程突触可塑性,是神经病理性疼痛产生和维持的主要机制之一.因此,本文对近年来突触可塑性在神经病理性疼痛机制中的研究进展进行综述.
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亚精胺在神经系统的调节和保护功能
亚精胺是一种天然多胺,在神经系统中具有调控突触可塑性、拮抗氧化应激、促进自噬的作用.该文就亚精胺神经调节和神经保护功能做一综述,旨在为探究亚精胺神经调节和保护功能的具体调控机制提供参考.
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长链非编码RNA在中枢神经系统中的研究进展
长链非编码RNA(long non-coding RNA,lncRNA)是一类长度为200 nt至100 kb、缺乏显著开放阅读框(ORF)的非编码RNA(ncRNA).据估计,人类基因组大约含有7000～23 000条lncRNA.研究证实,lncRNA与生物进化、胚胎发育、物质代谢以及肿瘤发生等都有着密切的联系.在中枢神经系统的研究中,lncRNA参与了神经元分化、脑发育、突触可塑性以及神经退行性疾病及肿瘤的发生、发展.因此,对中枢神经系统中lncRNA功能和作用机制的深入研究将丰富我们对脑发育、功能和疾病的认识,同时也可为某些治疗药物的设计与研发提供新思路.
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糖尿病胃轻瘫大鼠胃窦PSD95和Synapsin-Ⅰ的表达和意义
目的:研究在糖尿病进程中突触后致密蛋白95(PSD95),突触蛋白-Ⅰ(synapsin-Ⅰ)及其磷酸化状态P-Synapsin-Ⅰ在胃窦的表达变化和作用,探讨肠神经系统(ENS)的可塑性.方法:将SD♂大鼠随机分为糖尿病组(n=32)和对照组(n=15).应用Real一time PCR、Western blot方法检测胃窦组织中PSD95,Synapsin-Ⅰ,P-synapsin-Ⅰ在糖尿病进程2,4,8,12wk时表达的变化.结果:从4 wk开始糖尿病大鼠组的PSD95,synapsin-Ⅰ mRNA表达相比同期对照组显著下降(t:2.92,3.15,4.21;t=3.01,3.74,4.53,均P<0.01);且随着病程进展逐渐降低(P<0.05).从4 w k开始糖尿病大鼠组的PSD95和P-Synapsin-Ⅰ蛋白表达比同期对照组均显著下降(t=2.87,2.95,3.37;t=2.97,3.11,3.23,均P<0.01);且随着病程进展逐渐降低(P<0.05).结论:在糖尿病的进程中,胃窦PsD95,synapsin-Ⅰ和P-synapsin-Ⅰ的表达降低可能与糖尿病胃轻瘫的发生有关,为胃轻瘫的治疗提供了新的前景.
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新生大鼠缺氧缺血性脑损伤后海马结构突触素的表达及治疗
突触素(synaptophysine,SYP)作为突触囊泡的一种特异性标志蛋白,存在于神经终末的突触前成分内,与突触可塑性关系密切.为此,本实验以SYP的免疫组织化学反应的强度为指标,对缺氧缺血性脑损伤(HIBD)后大鼠海马结构的SYP分布情况进行了研究,以探讨HIBD对海马突触可塑性的影响以及尼莫通干预治疗的效果.
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小胶质细胞活化对突触可塑性的影响及与血管性痴呆关系的研究进展
血管性痴呆(vascular dementia,VD)是指因多次卒中或长期慢性脑缺血等脑血管因素导致的以认知障碍为主要特征的脑功能衰退综合征,表现为记忆力减退、失语、失认、失用、执行功能减退等[1].脑缺血一再灌注和长期慢性脑灌注不足导致的神经元迟发性坏死和突触损伤是VD发病的主要原因.众多研究表明,炎性反应是导致脑缺血一再灌注损伤发生发展的重要因素之一.小胶质细胞的活化是中枢神经系统损伤所导致炎性反应巾的关键因素.
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可卡因-苯丙胺调节转录肽对缺血-再灌注模型小鼠皮质突触可塑性的影响
目的 观察可卡因-苯丙胺调节转录肽(CART)对缺血-再灌注(I/R)小鼠皮质突触可塑性的影响.方法 选用10~12周龄的健康雄性清洁级昆明小鼠288只,按照随机数字表法完全随机分为I/R组(81只)、I/R+CART组(81只)和假手术组(63只)、假手术+CART组(63只).建立大脑中动脉阻塞(MCAO)2 h再灌注模型.I/R+CART组于再灌注前经尾静脉注射CART(0.5μg,200μl),假手术+CART组予以等剂量CART;每24小时重复给药1次.在实现再灌注后不同时间点(24 h、72 h和7 d)采用2,3,5-氯化三苯基四氮唑染色检测I/R组和I/R+CART组脑梗死体积;采用透射电镜观察各组不同时间点突触超微结构变化,并对突触形态学参数进行定量分析;采用Western Blot法观察再灌注72 h皮质梗死周围区突触后致密物95(PSD-95)蛋白表达水平.结果 (1)与假手术组比较,I/R组小鼠造模后24、72 h和7 d皮质切片中突触数量明显减少[(3.37±0.38)个/μm2比(7.04±0.55)个/μm2,(2.89±0.22)个/μm2比(6.89±0.04)个/μm2,(3.25±0.18)个/μm2比(6.78±0.42)个/μm2;均P<0.05],PSD密度明显下降[(24.4±2.8)nm比(47.3±6.1)nm,(23.8±3.7)nm比(46.5±7.5)nm,(24.6±2.2)nm比(48.1±5.1)nm;均P<0.05],突触间隙宽度增大[(25.2±2.1)nm比(21.5±1.6)nm,(25.2±1.4)nm比(21.3±1.0)nm,(23.7±2.6)nm比(21.6±1.6)nm;均P<0.05];再灌注后72 h时间点PSD-95蛋白表达水平下降(P<0.05);(2)与I/R组比较,I/R+CART组小鼠I/R后24、72 h和7 d脑梗死体积缩小[分别为(29.0±1.9)%比(36.3±1.4)%,(38.1±1.4)%比(47.6±2.7)%,(36.0±2.8)%比(42.5±2.0)%;均P<0.05];再灌注后72 h时间点突触数量[(4.32±0.35)个/μm2]明显增多(P<0.05),PSD-95蛋白表达水平增加(P<0.05);再灌注后24、72 h和7 d各时间点PSD密度[分别为(33.8±3.4)、(34.2±4.6)、(38.2±4.0)nm]增厚(均P<0.05);而各时间点突触间隙宽度差异无统计学意义(均P>0.05).结论 CART可缩小I/R小鼠脑梗死体积,改善缺血损伤后小鼠脑皮质神经细胞突触可塑性.
关键词： 可卡因-苯丙胺调节转录肽 再灌注损伤 皮质 突触可塑性 -
左旋多巴诱发异动症大鼠纹状体区P38及GAP-43表达的变化
目的观察帕金森病(Parkinson disease, PD)大鼠经慢性间断性左旋多巴(levodopa,L-dopa)治疗后纹状体区域突触功能的变化. 方法 6-羟多巴胺 (6-OHDA)脑立体定位注射制备偏侧PD大鼠模型,复方L-dopa甲酯治疗4周[按体重20 mg/(kg*d),分2次进行腹腔注射]建立异动症(levodopa induced dyskinesias,LID)大鼠模型,采用免疫组化方法检测PD组和LID组纹状体内突触素(synaptophysin,P38)及生长相关蛋白(growth-associated protein, GAP-43)的表达. 结果 PD大鼠损毁侧P38免疫反应阳性颗粒的数密度[(0.002 1±0.000 5)个/μm2]和面密度(0.045±0.01)均明显高于健侧[分别为(0.015 0±0.000 6)个/μm2, (0.027±0.009)](P＜0.01),GAP-43阳性颗粒面密度(0.015±0.000 3)高于健侧(0.01±0.000 27)(P＜0.05);LID大鼠经L-dopa治疗后两者表达进一步增多,与PD组大鼠损毁侧相比差异有显著性(均P＜0.05).结论慢性L-dopa治疗进一步促进了PD大鼠纹状体区域P38及GAP-43的高表达,可能涉及皮质纹状体病理性长时程增强的突触前机制,提示皮质-纹状体环路的突触可塑性与LID发生密切相关.
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慢性吗啡处理大鼠伏隔核、海马CA1区神经元突触界面结构改变
为探讨慢性吗啡处理导致的神经元突触可塑性改变,采用透射电镜技术测量慢性吗啡处理大鼠伏隔核及海马CA1区神经元突触界面结构参数,并与对照组进行比较.
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细胞型朊蛋白对睡眠和认知功能的影响及其调节机制
细胞型朊蛋白(cellular prion protein,PrPC)是一种细胞膜糖蛋白,广泛存在于人和动物的正常组织与细胞中,在神经元中的表达量高.它是正常细胞基因编码的产物,约含40％的α螺旋结构,而仅含少量β折叠结构,对蛋白酶敏感,通常不致病.PrPC的生理功能尚未阐明,但已有研究提示其与信号转导、金属离子转运、睡眠、学习和记忆、突触可塑性、神经保护、细胞增殖和分化等均有关联.我们就PrPc对于睡眠和认知功能的影响及其调节机制研究现状进行综述.
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谷氨酸的释放与其兴奋性毒性对耳蜗的作用
谷氨酸是内耳毛细胞与传入神经树突之间主要的神经递质,在介导突触兴奋性活动和突触可塑性方面起着重要作用.但是谷氨酸同时也是一种潜在的神经毒性物质,可对耳蜗产生毒害作用.本文就谷氨酸在耳蜗的来源、影响耳蜗内谷氨酸浓度的因素、作用机制及对抗谷氨酸毒性的药物作一综述.
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突触可塑性与面神经损伤后中枢神经功能重组
面神经是周围神经系统易受损的神经之一.周围神经损伤后,受伤轴突再生或者邻近未受损轴突发出侧支支配相应靶器官以代偿部分功能.但由于受到空间限制,侧支支配有很大局限性.而且有学者发现神经再生支配靶器官与功能恢复虽然关系密切,但并不是完全一致,损伤神经相应的靶器官只要有20%～30%神经纤维再支配,即可实现大部分功能的恢复.
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多巴胺在视觉发育中的作用
视觉系统的发育是一个复杂的过程,包括视皮层神经元突触可塑性和各种相关信号分子的表达以及不同神经递质的参与.多巴胺作为哺乳动物脑内一种重要的儿茶酚胺类神经递质,参与信号转导,与学习认知相关,并在运动、内分泌调节及脑老化方面有重要作用,同时与在神经元发育突触可塑性方面具有重要作用的长时程增强(LTP)有明确的相关性.本文综述其在视皮层发育中相关的研究进展,以期对弱视发病机制有进一步研究,同时能够更好地指导临床治疗.
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弱视的实验研究及临床治疗展望
弱视是一种儿童早期由于异常的视觉经历如斜视，屈光参差，视觉剥夺等导致的皮层性视觉损害，因而，只有理解了其发病的神经机制，才可能提出有效的治疗。一般观念认为弱视只有在儿童期治疗才有效，而成人的弱视基本无法治愈，但是近年来随着对弱视发病机制的分子生物学及神经电生理的研究，尤其是对视觉皮层发育可塑性的细胞间交流及细胞内分子信号通路的认识，拓展了人们对弱视病理的知识，因而也成功地通过恢复成年期的可塑性改善了成年弱视的视力。本文介绍了视觉发育可塑性的进展，就近年在增强成年可塑性途径如改变神经兴奋性与抑制性的平衡、细胞外基质、丰富环境及表观遗传学修饰等作了介绍，以其对弱视的病理机制，尤其对成人弱视的治疗有更深入的认识。
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钙/钙调素依赖性蛋白激酶Ⅱ在Alzheimer病发病及防治中的作用
钙/钙调素依赖性蛋白激酶Ⅱ(CaMKⅡ)广泛分布于中枢神经系统内,参与调节神经递质的合成释放、信号转导和突触可塑性的形成以及磷酸化蛋白等.本文综述了CaMKⅡ的生化特性及其在阿尔茨海默病(AD)发病及防治中的作用,并初步探讨了CaMKⅡ作为AD防治药物新靶点的研究思路.
关键词： 钙/钙调素依赖性蛋白激酶Ⅱ 阿尔茨海默病 学习记忆 突触可塑性
