光刺激對海馬神經(jīng)元突起生長的效應(yīng)及機(jī)制.pdf

1、生物體對光有著極高的敏感性。光對植物生長的作用及機(jī)制已有廣泛而且深入的了解，但對動物細(xì)胞，特別是神經(jīng)細(xì)胞來說，有關(guān)方面的知識甚少。近年來研究發(fā)現(xiàn)表明生物光子可能在神經(jīng)細(xì)胞的信息傳遞方面扮演一個重要的角色。在本研究中，我們使用不同波長(620 nm紅光、520 nm綠光和465 nm藍(lán)光)和不同強(qiáng)度[低(～0.01 mw/cm2)，中(～0.1 mw/cm2)，高(～1 mw/cm2)]的LED光刺激來研究對原代培養(yǎng)的海馬神經(jīng)元突起生長的

2、效應(yīng)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)不同波長和強(qiáng)度的光對神經(jīng)元最長一根突起長度，神經(jīng)元突起總長度，神經(jīng)元分支點(diǎn)的數(shù)目，神經(jīng)元從胞體發(fā)出的總的突起數(shù)目產(chǎn)生不同的影響。低照度下紅光和藍(lán)光刺激對神經(jīng)元突起生長有一定的促進(jìn)作用，但對從神經(jīng)元胞體發(fā)出的突起數(shù)目有抑制作用；在中等光照強(qiáng)度下，紅光對神經(jīng)元突起的生長是有促進(jìn)作用的；在高照度光刺激下，綠光對神經(jīng)突起的生長有不良作用，而藍(lán)光可導(dǎo)致大量神經(jīng)細(xì)胞死亡，但紅光仍然表現(xiàn)對神經(jīng)元突起生長有促進(jìn)作用。
　　為了進(jìn)一步

3、探究光對神經(jīng)元突起生長效應(yīng)的機(jī)制，通過使用免疫組織化學(xué)染色(包括免疫熒光)的方法,我們研究了神經(jīng)視蛋白(opsin5，作為視蛋白家族成員之一，光敏感的G蛋白偶聯(lián)受體)在培養(yǎng)的海馬神經(jīng)元上的表達(dá)以及在大鼠中樞神經(jīng)系統(tǒng)和人腦部分腦區(qū)的分布。結(jié)果發(fā)現(xiàn) opsin5的免疫反應(yīng)產(chǎn)物在大鼠中樞神經(jīng)系統(tǒng)分布具有如下幾個特點(diǎn)：(1)分布廣泛，大腦皮質(zhì)、間腦、中腦、腦橋、小腦、延髓和脊髓都有不同程度的分布；(2)免疫反應(yīng)產(chǎn)物主要定位在神經(jīng)元，膠質(zhì)細(xì)胞非常

4、少；(3)在神經(jīng)元胞內(nèi)定位有些在胞膜上，有些在核周邊，有些在胞漿內(nèi)，或兼有；(4)白質(zhì)分布很少。opsin5在人腦的視皮層、額葉皮層和海馬的分布與大鼠相關(guān)腦區(qū)的分布和細(xì)胞內(nèi)定位相比較有明顯的類似性。此外,opsin5的免疫熒光信號在原代培養(yǎng)的海馬神經(jīng)元的胞體和突起都有分布。
　　這些結(jié)果表明光刺激對神經(jīng)元突起生長的影響取決于作用的波長和強(qiáng)度，低能量的光刺激對神經(jīng)元突起的生長發(fā)育有促進(jìn)作用，而高能量的光刺激主要起抑制作用。此外，op