GABA及受體參與視覺發(fā)育可塑性關鍵期終止機制研究.pdf

1、目的：本研究采用視皮層腦片膜片鉗全細胞記錄技術，研究P3w-8w正常飼養(yǎng)、視皮層chABC處理以及雙眼形覺剝奪(BFD)大鼠視皮層Ⅳ層神經(jīng)元突觸后電流(PSCs)、GABAA受體介導的抑制性突觸后電流(IPSCs)特性以及突觸傳遞長時程增強(LTP)現(xiàn)象，并對以上各組大鼠視皮層Ⅳ層中間神經(jīng)元進行形態(tài)學研究，探討成年動物視皮層可塑性終止的細胞內(nèi)機制，以及參與這一過程的神經(jīng)遞質(zhì)及受體，為兒童眼病治療及成年后視功能損傷病人的康復提供理論基礎。

2、 方法：P3w-8wLong-Evans大鼠，分為正常飼養(yǎng)、視皮層chABC處理以及BFD組，分別制備新鮮視皮層腦片，利用腦片膜片鉗全細胞記錄技術，記錄視皮層Ⅳ層神經(jīng)元PSCs，利用CNQX(20μM)和AP-5(50μM)，分離GABAA-IPSCs，并采用低頻刺激伴隨突觸后去極化法誘發(fā)LTP。電生理記錄的同時，進行biocytin細胞內(nèi)標記，之后進行免疫組化染色。結(jié)合HE染色及電鏡技術，對以上各組大鼠視皮層Ⅳ層中間神經(jīng)元進行

3、形態(tài)學研究。 結(jié)果：1.P3w～P8w正常飼養(yǎng)大鼠視皮層Ⅳ層神經(jīng)元被動膜學特性及PSCs保持穩(wěn)定，各周齡無顯著差異；GABAA-IPSCs峰值、IPSCs/PSCs隨周齡增加而逐漸增大，下降時間逐漸變長，在出生后5、6周齡時達到高峰，之后保持成年穩(wěn)定的高水平；2.與正常飼養(yǎng)大鼠比較，chABC處理組大鼠視皮層Ⅳ層神經(jīng)元被動膜學特性及PSCs各項指標無顯著變化，但GABAA-IPSCs的峰值、IPSCs/PSCs以及下降時間顯著低

4、于同周齡正常飼養(yǎng)組；chABC酶處理組大鼠視皮層Ⅳ層LTP誘發(fā)率明顯降低，且LTP幅度明顯低于正常大鼠。3.BFD大鼠視皮層Ⅳ層神經(jīng)元PSCs峰值、10～90％下降時間(Decaytime)明顯下降，GABAA-IPSCs的峰值、IPSCs/PSCs以及下降時間都顯著低于同周齡正常飼養(yǎng)組，BFD組與chABC處理組同周齡間比較，以上各指標相差顯著。4.ChABC處理組大鼠視皮層Ⅳ層每平方毫米細胞記數(shù)、神經(jīng)元胞體大小、樹突數(shù)目以及超微結(jié)構(gòu)

5、與正常飼養(yǎng)大鼠無顯著差異，BFD大鼠視皮層神經(jīng)元形態(tài)幼稚，樹突分枝及樹突棘數(shù)量較少，突觸超微結(jié)構(gòu)發(fā)生明顯病理改變。 結(jié)論：1.視覺發(fā)育可塑性關鍵期末，正常大鼠視皮層神經(jīng)元GABAA-IPSCs呈年齡依賴性，在出生后5周齡達到高峰，之后保持成年穩(wěn)定的高水平。本實驗首次揭示了大鼠出生后發(fā)育期間視皮層GABAA受體功能變化曲線，將過去采用細胞外記錄方法對GAGA受體的研究工作深入到神經(jīng)元突觸水平和細胞膜上受體通道水平。2.視皮層Ⅳ層G

6、ABA神經(jīng)元以及抑制性回路的逐漸發(fā)育成熟，抑制了視皮層神經(jīng)元突觸可塑性，是導致視覺發(fā)育可塑性關鍵期終止的機制之一，成年動物視皮層GABAA受體的持續(xù)高表達，是成年動物視皮層突觸可塑性難以恢復的原因。3.我們率先發(fā)現(xiàn)CSPGs降解大鼠視皮層Ⅳ層神經(jīng)元PSCs無顯著變化，但GABAA介導的抑制性突觸傳遞功能降低，提示CSPGs對視皮層發(fā)育可塑性關鍵期終止的作用可能與抑制性神經(jīng)遞質(zhì)及其受體通路的發(fā)育成熟有關。4.CSPGs可能參與了視皮層LT

7、P過程，CSPGs對視皮層長時程可塑性具有重要意義。5.BFD大鼠視皮層神經(jīng)元抑制性突觸傳遞功能下降，證實了GABAA受體功能的視覺經(jīng)驗依賴性。6.BFD使大鼠視皮層PSCs反應峰值下降，復極化加快，證實形覺刺激對視皮層神經(jīng)元功能發(fā)育具有重要的意義。其受體通道動力學基礎，可能在于突觸后受體通道的失敏。7.BFD影響大鼠視皮層Ⅳ層中間神經(jīng)元形態(tài)學特性及超微結(jié)構(gòu)，是BFD影響大鼠視皮層神經(jīng)元PSCs的形態(tài)學基礎，提示形覺刺激對大鼠視皮層神經(jīng)