VGLUT1在大鼠Vme神經(jīng)元內(nèi)的表達(dá)及三叉神經(jīng)本體覺傳導(dǎo)通路的形態(tài)學(xué)研究.pdf

1、三叉神經(jīng)本體覺對于維持下頜運動的協(xié)調(diào)至為關(guān)鍵。研究三叉本體覺信息調(diào)控運動的直接和間接反射環(huán)路，以及向小腦或大腦傳導(dǎo)的通路具有重要意義。然而，有關(guān)三叉神經(jīng)本體覺的傳導(dǎo)通路和局部反射環(huán)路，到目前為止仍不清楚?？诿娌勘倔w覺初級傳入神經(jīng)元位于三叉神經(jīng)中腦核(mesencephalictrigeminalnucleus,Vme)，在過去的30年，本教研室對大鼠Vme向丘腦的傳導(dǎo)通路進(jìn)行了大量的研究，發(fā)現(xiàn)傳遞口面部本體感覺信息的中樞通路為存在于Vm

2、e和丘腦腹后內(nèi)側(cè)核(ventralposteromedialnucleus,VPM)之間的分別由三級(“三級通路”)和四級(“四級通路”)神經(jīng)元組成的兩條平行通路。其中組成“三級通路”的核團(tuán)依次為Vme、三叉神經(jīng)感覺主核背內(nèi)側(cè)部(Vpdm)和丘腦VPM；組成“四級通路”的核團(tuán)依次為Vme、三叉神經(jīng)脊束核吻側(cè)亞核背內(nèi)側(cè)部及其鄰接的外側(cè)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)(Vodm-LRF)、“帶狀區(qū)”[包括三叉上核的尾外側(cè)部(Vsup-CL)、Vpdm、三叉神經(jīng)運動

3、核腹側(cè)部(AVM)和位于上橄欖核背側(cè)部(ADO)]以及丘腦VPM。但由于方法學(xué)的限制，“四級通路”一直未被廣泛認(rèn)可。 近年來已經(jīng)證明的囊泡膜谷氨酸轉(zhuǎn)運體有三種亞型，分別被命名為VGLUT1、VGLUT2和VGLUT3。VGLUT1和VGLUT2已被作為谷氨酸能神經(jīng)元特異的標(biāo)識物。在脊髓和延髓背角內(nèi)，VGLUT1在所有的有髓初級傳入纖維的終末內(nèi)均表達(dá)。 CTb可以較好地跨節(jié)追蹤粗的有髓初級傳入纖維的中樞突(CA)和其終末。

4、 為了進(jìn)一步證明大鼠三叉神經(jīng)本體覺傳導(dǎo)通路和局部反射環(huán)路，以及VGLUT1在Vme神經(jīng)元內(nèi)的表達(dá)，本論文綜合應(yīng)用CTb跨節(jié)追蹤、逆行追蹤、免疫組織化學(xué)、免疫熒光組織化學(xué)多重標(biāo)記、原位分子雜交和雙重免疫電鏡標(biāo)記等方法對Vme神經(jīng)元的投射部位、VGLUT1在Vme神經(jīng)元的胞體和終末內(nèi)的表達(dá)，Vme到Vmo的直接和間接反射環(huán)路，以及向小腦和丘腦的本體覺傳導(dǎo)通路進(jìn)行了系統(tǒng)研究。本論文包括以下幾個方面的內(nèi)容： 1.VGLUT1在新

5、生和成年大鼠Vme神經(jīng)元的胞體和終末內(nèi)的表達(dá)本研究綜合應(yīng)用免疫組織化學(xué)、束路追蹤、免疫熒光組織化學(xué)、原位分子雜交和免疫電鏡相結(jié)合的方法，對生后發(fā)育和成年大鼠Vme神經(jīng)元的胞體和終末內(nèi)VGLUT1的表達(dá)情況進(jìn)行了研究。結(jié)果如下： (1)在新生(P0)大鼠所有的Vme神經(jīng)元的胞體內(nèi)均可觀察到VGLUT1的表達(dá)，至生后3天(P3)，VGLUT1的表達(dá)漸增強(qiáng)，但P3之后，隨著發(fā)育VGLUT1的表達(dá)又逐漸下降，至P12之后，在Vme神經(jīng)元

6、的胞體內(nèi)未檢測到VGLUT1免疫陽性產(chǎn)物，只在陰性胞體周圍觀察到大量的VGLUT1免疫陽性終末。 (2)新生和成年大鼠咬肌肌梭內(nèi)的初級傳入纖維(Vme神經(jīng)元的周圍突)均呈VGLUT1免疫陽性，免疫染色強(qiáng)度隨發(fā)育而逐漸增強(qiáng)。至成年，VGLUT1免疫陽性纖維在咬肌縱切面上呈螺旋形環(huán)繞在梭內(nèi)肌纖維的中央?yún)^(qū)。 (3)在成年和生后幼年大鼠的Vmo內(nèi)，均可觀察到大量的VGLUT1和VGLUT2免疫陽性終末。向咬肌神經(jīng)注入CTb(跨節(jié)

7、標(biāo)記Vme神經(jīng)元的CA和逆行標(biāo)記Vmo神經(jīng)元)后，CTb標(biāo)記的CA終末主要分布于Vmo背外側(cè)部的閉口肌區(qū)，既包括支配咬肌的神經(jīng)元區(qū)，也包括支配其它閉口肌的神經(jīng)元區(qū)。激光共聚焦顯微鏡下觀察到幾乎全部CTb標(biāo)記的終末均呈VGLUT1免疫陽性，且有諸多的CTb/VGLUT1雙標(biāo)終末與CTb逆標(biāo)的Vmo神經(jīng)元的胞體或樹突形成緊密接觸。進(jìn)一步在電鏡下可觀察到一些VGLUT1/CTb雙標(biāo)終末與CTb逆標(biāo)的Vmo神經(jīng)元的胞體或樹突形成非對稱性突觸。

8、 (4)應(yīng)用地高辛標(biāo)記的原位分子雜交法在新生和成年大鼠的Vme神經(jīng)元內(nèi)均檢測到較強(qiáng)的VGLUT1mRNA的表達(dá)。 以上結(jié)果提示：(1)從來自Vme神經(jīng)元的咬肌終末向Vmo神經(jīng)元傳遞口面部本體覺信息的直接反射環(huán)路中，谷氨酸發(fā)揮著十分重要的作用；(2)在不同發(fā)育階段，Vme神經(jīng)元的胞體和終末內(nèi)，VGLUT1有消長變化。 2.大鼠Vme向丘腦投射通路的束路追蹤研究本研究采用CTb跨節(jié)追蹤結(jié)合VGLUT1免疫熒光標(biāo)記的方法

9、，對Vme神經(jīng)元的中樞突(CA)投射部位進(jìn)行了研究，并在此基礎(chǔ)上采用CTb跨節(jié)追蹤和FG或TMR逆行追蹤相結(jié)合的方法對Vme至丘腦的間接投射通路(包括“三級通路”和“四級通路”)進(jìn)行了研究。結(jié)果如下： (1)CTb注入咬肌神經(jīng)后，可觀察到CTb/VGluT1雙標(biāo)終末主要分布于包括Vsup在內(nèi)的腦干網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)和Vmo；其次在Vpdm，Vodm，孤束核和舌下神經(jīng)核。在腦干網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)內(nèi)，CTb標(biāo)記終末在吻尾方向上分布極為復(fù)雜。根據(jù)其分布模

10、式從吻側(cè)向尾側(cè)可分為4段。第1段：是Vme神經(jīng)元CA最主要的的投射區(qū)，密集CTb標(biāo)記終末分布于Vme尾段平面的Vsup和面神經(jīng)根平面Vpdm內(nèi)側(cè)的小細(xì)胞網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)(PCRt)內(nèi)，向腹側(cè)與Vmo內(nèi)的中等密度的CTb標(biāo)記終末或PCRt內(nèi)的稀疏標(biāo)記終末連成一片，向外側(cè)則是分布在Vsup-CL和Vpdm內(nèi)稀疏的CTb標(biāo)記終末。 第2段：CTb標(biāo)記終末稀疏分布于Vodm吻段的PCRt內(nèi)，并向腹內(nèi)側(cè)一直延伸至面神經(jīng)核周區(qū)； 第3段：C

11、Tb標(biāo)記終末分布于Vodm中段至Vidm吻段內(nèi)側(cè)的PCRt內(nèi)，其背側(cè)出現(xiàn)一個較小的條形或啞鈴形密集標(biāo)記終末帶，腹側(cè)則呈是較廣的稀疏終末分布區(qū)； 第4段：CTb標(biāo)記終末稀疏地分布于中尾段Vidm內(nèi)側(cè)的PCRt和三叉神經(jīng)脊束核尾側(cè)亞核(Vc)內(nèi)側(cè)的延髓背側(cè)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)(dorsalmedullaryreticularformation,MdD)內(nèi)。 (2)FG注入一側(cè)ADO和AVM、CTb注入同側(cè)咬肌神經(jīng)后，可觀察到FG逆標(biāo)神經(jīng)

12、元主要分布于同側(cè)中尾段Vodm和Vidm吻段內(nèi)、緊鄰網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)內(nèi)的條形或啞鈴形密集的CTb標(biāo)記終末區(qū)的外側(cè)部，此區(qū)內(nèi)雖然也有極少數(shù)的CTb標(biāo)記終末散在分布于FG逆標(biāo)神經(jīng)元之間，但二者的主要分布區(qū)域并不重疊。 (3)TMR注入一側(cè)丘腦VPM、CTb注入對側(cè)咬肌神經(jīng)后，可觀察到TMR逆標(biāo)神經(jīng)元和稀疏分布的CTb標(biāo)記終末在CTb注射同側(cè)的Vsup-CL和Vpdm內(nèi)相重疊。在激光共聚焦顯微鏡下可見部分CTb/VGLUT1雙標(biāo)終末與TMR逆

13、標(biāo)神經(jīng)元的胞體或樹突形成緊密接觸，但值得注意的是，同時可見VGLUT1單標(biāo)終末與該TMR逆標(biāo)神經(jīng)元的胞體或樹突形成緊密接觸。 以上結(jié)果提示：(1)Vme神經(jīng)元的CA廣泛地分布于腦干網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)內(nèi)；(2)口面部本體覺信息可能與口面部觸壓覺信息在Vsup-CL和Vpdm內(nèi)進(jìn)行匯聚，然后再將匯聚整合后的信息傳向丘腦。 3.大鼠Vme神經(jīng)元CA與向Vmo或小腦投射神經(jīng)元的聯(lián)系本研究應(yīng)用CTb跨節(jié)追蹤結(jié)合四甲基羅達(dá)明(TMR)逆行追蹤

14、的方法對Vme神經(jīng)元CA與向Vmo或小腦投射神經(jīng)元之間的聯(lián)系進(jìn)行了研究。結(jié)果如下： (1)CTb注入一側(cè)咬肌神經(jīng)、TMR注入對側(cè)Vmo后，可觀察到CTb跨節(jié)標(biāo)記的纖維終末和TMR逆標(biāo)神經(jīng)元的分布相重疊的部位主要有兩個區(qū)域：一個位于Vsup及與Vsup相續(xù)的PCRt內(nèi)，另一個位于Vodm和Vidm內(nèi)側(cè)的廣泛的PCRt內(nèi)。在第一個區(qū)域內(nèi)可觀察到TMR逆標(biāo)神經(jīng)元為梭形，集中地分布于密集的CTb標(biāo)記終末之間；而在第二個區(qū)域內(nèi)可觀察到TM

15、R逆標(biāo)神經(jīng)元為多極形，稀疏的分散在CTb標(biāo)記終末區(qū)。在激光共聚焦顯微鏡下可見上述區(qū)域內(nèi)部分CTb標(biāo)記終末與其中的一些TMR逆標(biāo)神經(jīng)元的胞體或樹突形成密切接觸。 (2)CTb注入一側(cè)咬肌神經(jīng)、TMR注入同側(cè)小腦后，CTb跨節(jié)標(biāo)記的纖維終末在Vodm中段至Vidm吻段內(nèi)側(cè)的PCRt的背側(cè)形成一個較小的條形或啞鈴形密集標(biāo)記終末帶，其間聚集了一些TMR逆標(biāo)神經(jīng)元，大量的CTb標(biāo)記終末緊緊地圍繞在TMR逆標(biāo)神經(jīng)元的胞體和樹突周圍。在激光共