單眼阿托品化對視覺發(fā)育關(guān)鍵期大鼠視覺功能及視皮層mEPSCs的影響.pdf

1、背景：
　　弱視是引起兒童單眼視力受損的常見原因之一，其發(fā)病率約為1.3～3.6％。目前，治療弱視的常見方法有光學(xué)矯正、遮蓋治療、阿托品壓抑療法等，其中用阿托品壓抑療法因家長和患兒易接受、執(zhí)行情況良好等優(yōu)點(diǎn)而廣泛應(yīng)用于治療輕中度弱視。但是，弱視兒童在視覺發(fā)育關(guān)鍵期內(nèi)持續(xù)使用阿托品治療，而不進(jìn)行定期隨診，反而可能造成正常眼視功能損害進(jìn)而形成弱視。因此研究單眼阿托品化對視覺發(fā)育的影響有助于理解弱視發(fā)生的機(jī)制，為預(yù)防長期應(yīng)用阿托品治療弱

2、視所引起的視覺損害提供理論依據(jù)。
　　視覺系統(tǒng)與其他神經(jīng)系統(tǒng)一樣，其功能的發(fā)揮依賴于正常的突觸發(fā)育與傳遞。在發(fā)育過程中，由于突觸數(shù)量或突觸效能的調(diào)整，神經(jīng)元整個回路的組成及功能可發(fā)生相應(yīng)變化，即產(chǎn)生突觸可塑性。突觸可塑性可在相對較短的時間內(nèi)改變神經(jīng)元的活動，但是神經(jīng)元整體興奮性卻在長時間內(nèi)保持穩(wěn)定。然而隨著研究的進(jìn)一步深入，發(fā)現(xiàn)突觸自身穩(wěn)態(tài)具有可塑性，可限制神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)過于興奮而產(chǎn)生的長時程增強(qiáng)（long-term potentiat

3、ion,LTP）或神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)過于抑制而產(chǎn)生的長時程抑制（long-term depression,LTD）。研究發(fā)現(xiàn)體內(nèi)和體外均有興奮性量子振幅的改變，阻斷突觸活動會誘導(dǎo)中央突觸及神經(jīng)肌接頭的遞質(zhì)釋放率增加。突觸前效能的改變常伴隨著突觸后受體的募集，這說明在突觸效能的自身穩(wěn)態(tài)適應(yīng)中，突觸前與突觸后組分有一個功能性協(xié)調(diào)，而微小興奮性突觸后電流（miniature excitatory postsynaptic currents，mEPSCs

4、）則是衡量突觸自身穩(wěn)態(tài)可塑性改變的有效指標(biāo)。近年，有研究發(fā)現(xiàn)，暗飼養(yǎng)、單眼形覺剝奪等異常視覺環(huán)境可對視覺發(fā)育關(guān)鍵期內(nèi)大鼠初級視皮層Ⅱ/Ⅲ層錐體神經(jīng)元α-氨基-3-羧基-5-甲基異惡唑-4-丙酸（α-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazole propionic acid,AMPA）受體介導(dǎo)的mEPSCs造成改變，從而影響突觸自身穩(wěn)態(tài)可塑性，提示突觸自身穩(wěn)態(tài)的可塑性改變是弱視發(fā)生的潛在機(jī)制。那么長期使用阿托品

5、壓抑療法是否會引起視皮層突觸自身穩(wěn)態(tài)可塑性的改變，進(jìn)而導(dǎo)致視功能損害及弱視的形成？本研究應(yīng)用阿托品對視覺發(fā)育關(guān)鍵期內(nèi)大鼠單眼進(jìn)行處理，觀察其對大鼠視皮層功能的影響，并重點(diǎn)觀察阿托品化對視皮層突觸自身穩(wěn)態(tài)可塑性的影響。
　　目的：
　　1.觀察單眼阿托品化對視覺發(fā)育關(guān)鍵期內(nèi)大鼠視皮層功能的影響。
　　2.觀察單眼阿托品化對視覺發(fā)育關(guān)鍵期內(nèi)大鼠視皮層Ⅱ/Ⅲ層錐體神經(jīng)元AMPA受體介導(dǎo)的mEPSCs的變化，探討異常視覺經(jīng)驗(yàn)對

6、視皮層突觸自身穩(wěn)態(tài)可塑性的影響，并從視皮層神經(jīng)元突觸自身穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)的角度探討長期使用阿托品壓抑療法所引起視功能損害和弱視發(fā)生的細(xì)胞生物學(xué)基礎(chǔ)。
　　實(shí)驗(yàn)方法：
　　1.出生14 d健康SD大鼠隨機(jī)分為實(shí)驗(yàn)組與對照組，實(shí)驗(yàn)組：1%硫酸阿托品眼用凝膠點(diǎn)左眼，右眼生理鹽水點(diǎn)眼；給予對照組大鼠生理鹽水點(diǎn)左眼，3/d。在點(diǎn)藥后的0d、7d、14d、21d、28d分別行閃光視覺誘發(fā)點(diǎn)位檢查及視網(wǎng)膜檢影法測量屈光度。
　　2.在點(diǎn)藥后

7、28d，從實(shí)驗(yàn)組和對照組中各隨機(jī)選取3只大鼠，檢測c-fos mRNA的表達(dá)；后在實(shí)驗(yàn)組與對照組中再各隨機(jī)選取3只大鼠，放入暗室兩天后給予2h正常環(huán)境飼養(yǎng)光線刺激，再次檢測c-fos mRNA的表達(dá)。
　　3.出生14d健康SD大鼠隨機(jī)分為實(shí)驗(yàn)組與對照組，實(shí)驗(yàn)組：1%硫酸阿托品眼用凝膠點(diǎn)左眼，右眼生理鹽水點(diǎn)眼；對照組大鼠給予生理鹽水點(diǎn)左眼，3/d。取點(diǎn)藥后的0d、7d、14d、21d、28d大鼠腦片，應(yīng)用紅外輔助腦片膜片鉗記錄系統(tǒng)

8、記錄單眼阿托品化后各組mEPSCs的變化。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果：
　　1.實(shí)驗(yàn)組點(diǎn)藥后14d，兩眼屈光度相差3.90D（P<0.05），實(shí)驗(yàn)組大鼠左眼F-VEP的P1波在點(diǎn)藥后21d峰時值延長至88.90+1.889ms，與右眼相比差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05），提示單眼阿托品化可引起大鼠產(chǎn)生屈光參差。
　　2.點(diǎn)藥后28d，實(shí)驗(yàn)組大鼠左側(cè)視皮層17區(qū)c-fos mRNA表達(dá)較右側(cè)視皮層高，但無顯著性差異；但在放入暗室2d

9、后再給予2h光線刺激，實(shí)驗(yàn)組大鼠左側(cè)視皮層中c-fos mRNA表達(dá)為右側(cè)視皮層的5倍，有顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P<0.01），提示單眼阿托品化會導(dǎo)致相對應(yīng)視皮層對光刺激的反應(yīng)性降低，視皮層功能受損。
　　3.實(shí)驗(yàn)組右側(cè)視皮層5組mEPSC幅值隨單眼阿托品化時間的延長分別為（21.16±1.75）pA、（22.51±2.24）pA、（23.78±4.02）pA、（24.08±2.21）pA、（24.14±2.03）pA，隨發(fā)育逐漸升高（

10、F=9.79，P<0.05），用藥后0d組與21d組差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。實(shí)驗(yàn)組右側(cè)視皮層5組視皮層神經(jīng)元mEPSC頻率隨單眼阿托品化時間的延長分別為（0.47±0.09）Hz、（0.41±0.18）Hz、（0.43±0.22）Hz、（0.39±0.20）Hz、（0.37±0.24）Hz，隨發(fā)育逐漸降低（F=6.79，P<0.05），用藥后0d組與21d組相比，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.01）。而實(shí)驗(yàn)組右側(cè)視皮層的5組上升時

11、間常數(shù)和下降時間常數(shù)與實(shí)驗(yàn)組左側(cè)視皮層及對照組左側(cè)視皮層相比，差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）。提示單眼阿托品化所致的對應(yīng)視皮層Ⅱ/Ⅲ層錐體神經(jīng)元突觸自身穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)作用上調(diào)是長期阿托品壓抑引起視功能損害和弱視發(fā)生的潛在機(jī)制。
　　結(jié)論：
　　1.在視覺發(fā)育關(guān)鍵期內(nèi)大鼠的單眼阿托品化可形成屈光參差，造成視皮層正常發(fā)育發(fā)育受損，視傳導(dǎo)延遲，對視覺刺激反應(yīng)性降低。
　　2.大鼠初級視皮層神經(jīng)元突觸活動水平降低，突觸自身穩(wěn)態(tài)作