非洲電魚Mormyrid小腦瓣膜部的神經(jīng)元環(huán)路及基本電學特征.pdf

1、本課題采用細胞內記錄和單細胞標記方法，先記錄非洲電魚Mormyrid電活動特征，再對其進行形態(tài)鑒定，以期明確該結構的局部神經(jīng)元功能環(huán)路和基本電學特征，為深入研究這一結構的功能意義和突觸活動可塑性奠定基礎。 實驗在離體的Mormyrid腦片進行，用全細胞膜片鉗紀錄神經(jīng)元電活動結束后經(jīng)同一電極向胞內注射生物素或神經(jīng)生物素來顯示單個細胞的形態(tài)；實驗還通過細胞外注射生物素化葡聚糖胺逆行標記平行纖維和顆粒細胞，用ABC法和熒光染色法顯示所

2、標記的神經(jīng)元和神經(jīng)纖維。 實驗中觀察到的瓣膜部的主要神經(jīng)元，包括Purkinje細胞，基底部傳出細胞，Ⅱ型傳出細胞，垂直細胞，星形細胞和Golgi細胞。這些細胞和平行纖維、攀纖維的形態(tài)和電生理特征如下： Purkinje細胞這類細胞的胞體約為5～15μm，位于胞體層。其樹突具有特征性的柵欄狀結構，呈水平分布，其胞體和樹突樹從吻側至尾側顯著減小(吻部164～269μm；尾部41～72μm)。樹突上滿布小棘，和平行纖維接觸，

3、形成突觸結構。軸突發(fā)自胞體，軸突及其分支均位于胞體層，也呈水平分布，在此平面上的分布范圍為129±40微米，投射范圍不超過皮質層。軸突的投射方向無選擇性。除了過往性和末梢終扣外，在軸突的起始段還分布有一些棘樣突起。瓣膜部的Purkinje細胞在胞內注射去極化電流時，可誘發(fā)動作電位。在電壓鉗狀態(tài)下記錄到兩種與該動作電位相關的電流：持續(xù)時間較短的內向電流和長時程內向電流；在電流鉗狀態(tài)下只顯示一種持續(xù)時間較長的動作電位。刺激平行纖維時，可在P

4、urkinje細胞誘發(fā)出隨刺激強度而逐漸增強的興奮性突觸后電位或電流，刺激攀纖維則能誘發(fā)出波幅較大的全或無式的興奮性突觸后電位或電流。 基底部傳出細胞這類細胞的胞體大，直徑約10～20μm，位于瓣膜嵴的基底部胞體層與顆粒層的交界面，并在瓣膜嵴的一側排列成行。它們的樹突光滑，有間斷性膨體，樹突樹在橫切面與水平切面的分布范圍分別為158±26μm和120±17μm；軸突較粗，無側枝，加入基底束后水平投射至瓣膜部以外。胞內注射去極化電

5、流時，能誘發(fā)出伴有后超極化的典型動作電位，刺激平行纖維可誘發(fā)興奮性突觸后電位或電流。Ⅱ型傳出細胞這類細胞的胞體(直徑10～15μm)散布于胞體層。它們的樹突同基底部傳出細胞相似，無棘，有膨體，在水平切面與橫切面上延伸。主要的形態(tài)特征是軸突有長而粗的傳出支和細而長短不一的局部側支。電生理學特性與基底部傳出細胞相似，胞內注射去極化電流可誘發(fā)出典型動作電位，平行纖維刺激可誘發(fā)興奮性突觸后電位。 星形細胞星形細胞的樹突同樣分布于分子層，

6、胞體(直徑6～8μm)位于深部分子層或胞體層，軸突在分子層與胞體層均有大量分支，部分分支在橫切面內走行，向瓣膜嵴的頂端或基底部投射。胞內注射去極化電流可誘發(fā)出典型的動作電位。 垂直細胞其樹突樹橫跨整個瓣膜嵴，軸突向下進入基底束。胞內注射去極化電流誘發(fā)典型動作電位。 Golgi細胞和Golgi樣細胞均有樹突在分子層呈縱行分布。Golgi細胞軸突分布于顆粒層；Golgi樣細胞軸突分支延伸至胞體層。兩種細胞的電生理反應相近，胞

7、內去極化均誘發(fā)短時程動作電位，刺激平行纖維誘發(fā)興奮性突觸后電位。 平行纖維顆粒細胞的軸突在橫切面上向上投射，在分子層內被稱為平行纖維，無分支，橫向貫穿整個分子層。平行纖維上有間隔較為規(guī)律的終扣，和Purkinje細胞、傳出細胞、星形細胞、以及Golgi細胞的樹突形成突觸聯(lián)系。分子層內的平行纖維互不交叉。顆粒細胞接受外周苔纖維的傳入。 攀纖維攀纖維起源于腦干腹側的下橄欖核，在瓣膜部水平分布于胞體層，其走向與平行纖維成直角，

8、末梢處的終扣呈簇狀分布，僅于Purkinje細胞的胞體和近端樹突形成突觸聯(lián)系。 小結：1．Purkinje細胞的樹突樹和軸突均呈水平分布，軸突投射方向無選擇性；2．Purkinje細胞樹突樹與胞體由吻側至尾側呈顯著減小趨勢；3．基底部傳出細胞和Ⅱ型傳出細胞均為投射細胞，但后者的軸突投射有局部分支；4．Golgi細胞的軸突位于顆粒層，而Golgi樣細胞的軸突則可分布在顆粒層、胞體層、甚至延伸至深部分子層。5．星形細胞的軸突分支廣泛