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淺析杏仁核腦片場電位的記錄及其應用

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淺析杏仁核腦片場電位的記錄及其應用
摘要: 目的: 探討基底外側杏仁核(BLA)離體腦片場電位的記錄及其應用. 方法: 製備杏仁核腦片,在腦片上記錄場電位,觀察其藥理學特性並引導杏仁核的長時程增強(LTP). 結果: 在腦片保持良好活性及記錄系統噪音幅度小於0.01 mV的前提下,應用國產微電極放大器及記錄系統即可記錄到穩定可靠的杏仁核場電位,大小約爲海馬CA1場電位的1/10;在灌流液中加入α?氨基羥甲基惡唑丙酸(AMPAR)受體拮抗劑氰基?2?硝基喹啉?2,3?二酮(CNQX)10 μmol/L和N?甲基?D?天冬氨酸(NMDAR)受體阻斷劑D,L?2?氨基?5磷酸基戊酸(APV)100 μmol/L後,場電位幾乎完全被阻斷. 應用兩串高頻刺激(間隔10 min)刺激外囊,在BLA可引導LTP. 結論: 杏仁核腦片可記錄到穩定可靠的場電位,適用於研究杏仁核的突觸可塑性等功能及探討杏仁核在神經疾病中的作用及其機制.

關鍵詞: 杏仁核;場電位;長時程增強

0引言
杏仁核與學習記憶、情緒、情感密切相關[1],而且參與精神分裂症、抑鬱、癲癇和創傷後應激障礙等多種神經系統疾病的病理過程[2-3]. 然而杏仁核深藏於大腦深部,被複雜精細的神經結構包繞[4],很難直接探測到杏仁核神經元的`活動. 腦片是研究杏仁核功能比較理想的標本. 腦片上記錄神經細胞的活動方式主要有膜片鉗、傳統的細胞內和場電位記錄,前兩者對儀器設備要求較高,而場電位記錄對設備要求相對簡單,並可以反映神經細胞的功能狀態,易於推廣. 我們採用國內的設備系統,製備杏仁核腦片,在腦片上記錄場電位,觀察其藥理學特性並引導杏仁核的長時程增強(long?term potentiation,LTP),以探討杏仁核場電位的記錄及其應用.
1材料和方法
1.1材料健康SD大鼠24只,雄性,體質量200~250 g(福建醫科大學實驗動物中心),所有動物均在12 h光照/黑暗週期環境中飼養,自由攝食及飲水. D,L?2?氨基?5磷酸基戊酸(APV), 氰基?2?硝基喹啉?2,3?二酮(CNQX),穀氨酸(美國Sigma公司);微電極放大器,RM 6240數據採集系統(成都儀器廠),其餘化學產品均爲國產分析純.
1.2方法
1.2.1杏仁核腦片製備將SD大鼠以氟烷麻醉後斷頭,迅速取腦,放置在低於4℃的冰冷人工腦脊液中並進行修塊. 人工腦脊液中各種離子成分及其濃度(mmol/L)爲:NaCl 124,KCl 3.0,CaCl2 1.5,MgCl2 1.5,NaH2PO3 1.25,NaHCO3 25,葡萄糖11. 人工腦脊液始終充以950 mL/L O2和50 mL/L CO2,pH7.2~7.4. 用振動切片機把含有杏仁核或海馬的大腦部分切成腦片(橫切面),厚度500 μm. 腦片實驗記錄前在常溫人工腦脊液中孵育至少1 h.
1.2.2杏仁核腦片場電位記錄將腦片移至介面型記錄槽(自制),透過尼龍網與槽內人工腦脊液接觸,以1~2 mL/min持續灌流腦片,腦脊液溫度控制在(30±1)℃,用950 mL/L O2和50 mL/L CO2混合氣體彌散在腦片周圍. 在解剖顯微鏡下將雙極不鏽鋼刺激電極置於外囊,記錄微電極置於基底外側杏仁核(basolateral amygdale, BLA)區,其尖端置於腦片表面下約200 μm處. 刺激電極與記錄部位之間的距離約爲2 mm. 微電極內充灌3 mol/L NaCl溶液,阻抗爲2~5 MΩ. 場電位經微電極放大器放大後,輸出信號用數據採集系統RM6240進行信號的記錄、分析和處理. 場電位記錄基線穩定20 min後纔開始下一步的實驗. 場電位的斜率用平均基礎值標準化. 常規刺激的單相方波信號由RM6240的程控刺激器產生. 刺激方波的波寬爲0.1 ms,頻率爲0.1 Hz,並調整刺激強度使突觸反應等於最大突觸電位的一半. LTP的引導應用兩串頻率爲100 Hz的高頻刺激,每串持續1 s,串間隔爲10 min. 記錄海馬場電位時刺激電極放置於海馬(cornu ammonis 1, CA1)區的Schafer側支通路上,記錄電極位於海馬CA1區.
1.2.3藥物加入實驗過程中應用的藥物均加入到灌流腦片的人工腦脊液中.
統計學處理:採用SPSS10.0統計分析軟件進行數據錄入和整理,實驗數據用x±s表示,組間採用方差分析. P