出生早期大脑皮层兴奋性神经元间的缝隙连接对于皮层发育的影响

摘要

在发育期间的大脑皮层中，兴奋性神经元由位于脑室区(ventricularzone，VZ)和下脑室区(subventricularzone，SVZ)的干细胞分裂产生，沿着干细胞的纤维迁移到皮层，由同一个干细胞经过不断的不对称分裂产生的兴奋性神经元称之为姐妹兴奋性神经元，它们会形成柱状结构。我们实验室近期的研究表明:在小鼠出生后第一周的姐妹兴奋性神经元之间存在着很高的缝隙链接，也称之为电突触，而非姐妹兴奋性神经元之间的电突触连接概率就很低，在第一周之后，电突触联系比例慢慢降低，取而代之的是兴奋性姐妹神经元之间的化学突触，这些电突触在维持姐妹兴奋性神经元之间的功能相似性方面有重要作用，但是对于这些慢慢消失的电突触在神经元的发育、皮层网络甚至是个体行为方面的影响，我们还不清楚。
　　在本研究中，我们采用CreER-Loxp转基因技术特异性地在出生早期（出生后第一天开始）敲除兴奋性神经元之间的缝隙链接蛋白Cx26，然后结合免疫组织化学、单细胞逆转录PCR、免疫印迹反应、全细胞膜片钳记录、大规模钙成像、高尔基染色等多种技术手段，深入细致地研究了缝隙链接蛋白缺失后兴奋性神经元的电生理、形态学特征以及神经网络水平的变化。结果显示:敲除缝隙链接蛋白使得兴奋性神经元的树突结构变得简单、树突棘密度降低、兴奋性神经元的微小兴奋性突触后电流（miniature excitotary postsynaptic current，mEPSC）和微小抑制性突触后电流(miniature inhibitory postsynaptic current，mIPSC)频率降低。我们的发现表明:出生早期兴奋性神经元内存在的缝隙链接对于神经元的发育和成熟有重要作用。

目录

英文缩略词表

摘要

第一节 引言

第二节 材料和方法

一、实验动物

二、实验材料

(一)主要实验仪器和器材

(二)主要试剂和药品

三、实验方法

(一)基因型鉴定

(二)免疫印迹反应

(三)单细胞逆转录PCR

(四)免疫组织化学

(五)Tamoxifen皮下注射

(六)高尔基染色

(七)全细胞记录(whole-cell patch clamp recording)

(八)大规模钙成像

四、统计分析

第三节 实验结果

一、在出生后小鼠大脑皮层、海马和嗅球内connexin26和connexin43的表达量变化趋势

二、在出生后第一周内，兴奋性神经元内不同缝隙链接蛋白mRNA的单细胞逆转录PCR检测

三、Emx1-CreER小鼠特异性地诱导在兴奋性神经元的基因重组

四、出生早期，敲除姐妹兴奋性神经元之间的缝隙连接蛋白connexin26

五、缝隙连接蛋白connexin26的缺失影响兴奋性神经元的树突结构

六、缝隙连接蛋白connexin26的缺失影响兴奋性神经元的突触功能

第四节 讨论

第五节 结论

参考文献

硕士学习期间的工作和参加的学术会议

致谢

声明