αCaMKII-F89G小鼠島葉錐體細(xì)胞電生理特性的研究.pdf

1、島葉(Insula)是大腦半球的五大腦葉之一，又稱第5腦葉，屬于邊緣系統(tǒng)的一部分。大量研究表明，島葉是多種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)整合的腦區(qū)，在內(nèi)臟感覺、內(nèi)臟運(yùn)動(dòng)、注意力、痛覺、情感、語言等多方面具有重要作用。鈣/鈣調(diào)蛋白依賴性蛋白激酶II（Calcium/Calmodulin-dependent Protein Kinase-II，CaMKII）是一種多功能絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶，分布于外周和中樞神經(jīng)元內(nèi)，在不同腦區(qū)的學(xué)習(xí)與記憶和突觸可塑性中發(fā)揮著重

2、要作用。CaMKII主要有四種亞型：α、β、γ和δ，前腦中主要為α亞型，是突觸后致密蛋白（Postsynaptic density,PSD）的主要成份。aCaMKII通過改變突觸后NMDA和AMPA受體的磷酸化水平，進(jìn)而改變其在突觸后膜上數(shù)量，調(diào)節(jié)突觸傳遞效率。研究表明，αCaMKII在島葉皮層(Insular Cortex，IC)也大量表達(dá)，但其在島葉突觸傳遞中的作用卻未見任何研究報(bào)道。為了探究αCaMKII上調(diào)是否影響島葉基本電生理

3、特性和突觸傳遞？我們利用前腦過量表達(dá)αCaMKIl的αCaMKII-F89G轉(zhuǎn)基因小鼠，研究了前腦過量表達(dá)αCaMKII對(duì)小鼠島葉皮層基本電生理特性及突觸傳遞的影響，并分析了可能的作用機(jī)制。
　　 1．αCaMKII-F89G小鼠島葉皮層錐體細(xì)胞(Pyramidal cell)的基本電生理分析
　　 為研究αCaMKII過量表達(dá)對(duì)島葉皮層錐體細(xì)胞基本電生理特性的影響，采用腦片膜片鉗技術(shù)，分別測(cè)定了αCaMKII-F89G

4、轉(zhuǎn)基因小鼠和野生型小鼠島葉皮層錐體細(xì)胞的靜息膜電位(Resting Membrane Potential，Vm)，膜時(shí)間常數(shù)(Membrane Time Constant，Tm)，放電特性(Action Potentials，APs)和電流電壓曲線(Current Voltage Curve，l-V Curve)。結(jié)果顯示三者均無顯著性差異。提示：αCaMKII過量表達(dá)沒有改變島葉皮層錐體細(xì)胞的基本電生理特性。
　　 2．αCa

5、MKⅡ-F89G小鼠島葉皮層基本突觸傳遞分析
　　 為研究αCaMKII過量表達(dá)對(duì)島葉皮層基本突觸傳遞的影響，采用腦片膜片鉗方法，測(cè)定比較了野生型和αCaMKII-F89G轉(zhuǎn)基因小鼠島葉錐體細(xì)胞自發(fā)興奮性突觸后電流(Spontaneous Excitatory Postsynaptic Currents，sEPSCs)，微小興奮性突觸后電流(Miniature Excitatory Postsynaptic Currents，m

6、EPSCs)和雙脈沖易化曲線(Paired Pulse Facilitation，PPF)。采用腦片場(chǎng)電位記錄方法，測(cè)定比較了野生型和αCaMKII-F89G轉(zhuǎn)基因小鼠島葉皮層刺激一反應(yīng)曲線(Input-Output Curve，I/O Curve)。結(jié)果顯示αCaMKII-F89G轉(zhuǎn)基因小鼠的sEPSCs和mEPSCs幅度高于野生型小鼠，頻率無變化。PPF曲線兩者無差異，但I(xiàn)/O曲線出現(xiàn)顯著差異，轉(zhuǎn)基因型高于野生型。提示：αCaMKI

7、I在島葉腦區(qū)過量表達(dá)可能通過提高突觸后膜上AMPA和（或）NMDA受體活性的途徑，增強(qiáng)了突觸傳遞效率。
　　 3．αCaMKII-F89G小鼠島葉皮層突觸可塑性分析
　　 采用腦片膜片鉗方法，測(cè)定比較了以強(qiáng)直方式誘導(dǎo)野生型和αCaMKII-F89G轉(zhuǎn)基因小鼠島葉錐體細(xì)胞誘發(fā)興奮性突觸后電流(Evoked Excitatory PostsynapticCurrents，eEPSCs)產(chǎn)生的長(zhǎng)時(shí)程增強(qiáng)(Long-term P

8、otentiation，LTP)，兩者間無顯著性差異。采用腦片場(chǎng)電位方法，測(cè)定比較了以低頻刺激誘導(dǎo)野生型和轉(zhuǎn)基因小鼠島葉皮層場(chǎng)興奮性突觸后電位(Field Excitatory Postsynaptic Potential，fEPSP)產(chǎn)生的長(zhǎng)時(shí)程抑制（Long-term Depression，LTD），轉(zhuǎn)基因型LTD幅度低于野生型。提示：αCaMKII在島葉腦區(qū)過量表達(dá)可能沒有參與島葉皮層LTP形成的調(diào)控，但卻損傷了島葉皮層LTD的形