新生大鼠脊髓背角胶状质神经元形态学与电生理学特性研究

摘要

目的：
　　新生儿接受致痛性操作发生率高，会造成一系列近期和远期不良影响，而如今对于新生儿疼痛的评估及处理方面尚不完善，且其发病机制尚不明确。脊髓背角胶状质（substantiagelatinosa，SG）区是疼痛信息向中枢传递的第一个中继站，因此SG神经元在慢性疼痛的传递过程中非常重要，而对该神经元的形态学及电生理学认识仍无定论。为此，利用全细胞膜片钳和免疫组化技术，观察新生大鼠SG神经元的大体形态，并研究其电生理学特性，以期为新生儿疼痛的机制研究提供帮助。
　　方法：
　　选取7-10天新生SD大鼠，雌雄各半，予低温麻醉及心脏灌流后，以腰骶膨大为中心分离出腰1-骶3段脊髓，依次剥离硬脊膜、软脊膜及所附着的神经根。用振动切片机切取300微米（μm）厚的脊髓纵切片，利用全细胞膜片钳技术，将电极内液中含有neurobiotin488的电极缓慢靠近SG神经元，破膜后形成全细胞封接，此时给予神经元一系列刺激，分别记录其被动膜特性（包括静息膜电位、膜电容、膜电阻）和主动膜特性（动作电位，包括放电模式、阈值、幅度、半宽度）；同时neurobiotin488缓慢渗入神经元，保持钳制状态至少10分钟（min），随后将脊髓组织固定、脱水，并于共聚焦显微镜下观察其大体形态。
　　新生大鼠SG神经元（n=129）根据其大体形态，可分别纳入以下五个组别：岛神经元（isletneurons）、中央神经元（centralneurons）、放射状神经元（radialneurons）、垂直神经元（verticalneurons）和不能分类神经元（unclassifiedneurons）；另外，根据其放电模式，可分别纳入以下七个组别：强直放电（tonic-firing）、延迟放电（delayed-firing）、初始放电（initial-burst）、单个放电（single-spiking）、阶段放电（phasic-bursting）、首次间隔放电（gap-firing）、无放电（reluctant-firing）。
　　结果：
　　1.新生大鼠SG神经元大体形态可分为isletneurons、centralneurons、radialneurons、verticalneurons和unclassifiedneurons；
　　2.新生大鼠不同形态SG神经元的胞体直径和突触头尾背腹侧长度各异；
　　3.新生大鼠不同形态SG神经元的被动膜特性各异，包括静息膜电位（RMP）、膜电容（Cm）、膜电阻（Rm）；
　　4.新生大鼠不同形态SG神经元动作电位的阈值（threshold）、幅度（height）、半宽度（half-width）各异；
　　5.新生大鼠SG神经元的放电模式可分为tonic-firing、delayed-firing、initial-burst、single-spiking、phasic-bursting、gap-firing和reluctant-firing；
　　6.新生大鼠不同放电模式SG神经元主被动膜特性各异；
　　7.新生大鼠不同形态SG神经元中各放电模式所占比例不同；
　　8.新生大鼠不同放电模式SG神经元中各大体形态所占比例不同。
　　结论：
　　新生大鼠SG神经元的形态学分类及其主被动膜特性各有其特征性。我们的研究表明SG神经元形态学与电生理学之间存在一定联系，且同一形态SG神经元具有相似的电生理学特性。SG神经元的研究有可能为新生儿疼痛的机制研究提供理论依据。

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中英文缩略词表

第1章 引言

1.1 新生儿疼痛

1.2 脊髓背角胶状质神经元

第2章 材料与方法

2.1 实验材料

2.2 实验溶液配制

2.3 脊髓纵切片制备

2.4 电极制备

2.5 电生理记录

2.6 统计学分析

第3章 结果

3.1 新生大鼠脊髓背角SG神经元的形态学特性

3.2 新生大鼠脊髓背角不同形态SG神经元的电生理学特性

3.3 新生大鼠脊髓背角SG神经元的放电模式

3.4 新生大鼠脊髓背角SG神经元的电生理学特性

3.5 新生大鼠脊髓背角SG神经元形态学与电生理学的关系

第4章 讨论

4.1 新生大鼠脊髓背角SG神经元的形态学特性

4.2 新生大鼠脊髓背角SG神经元的放电模式

4.3 新生大鼠脊髓背角不同形态SG神经元的主被动膜特性

4.4 新生大鼠脊髓背角不同放电模式SG神经元的主被动膜特性

4.5 新生大鼠脊髓背角SG神经元形态学与电生理学的关系

4.6 研究局限之处及尚待解决的问题

4.7 小结

第5章 结论与展望

5.1 结论

5.2 进一步研究方向

致谢

参考文献

攻读学位期间的研究成果

综述:脊髓背角胶状质神经元形态与电生理学特性的研究进展