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基于全长转录组分析探讨熊果酸抗癫痫和神经保护的机制
编辑人员丨1天前
基于转录组分析探讨熊果酸(ursolic acid,UA)抗癫痫和改善癫痫诱导的GABAergic神经元损伤的可能机制.选取对照组(NC组)、癫痫组(SE组)及癫痫UA给药组(UA组)大鼠的海马组织进行全长转录组测序;测序数据利用GO(gene ontology,GO)、KEGG(kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG)及PPI(protein-protein interaction networks,PPI)对差异基因(differential genes,DEGs)进行分析;利用RT-qPCR验证海马组织中关键差异基因的表达量;最后在原代神经元上构建体外癫痫模型,采用RT-qPCR对差异基因的表达量进行验证,并利用免疫荧光、Western blot进一步检测神经元上GABAA受体γ2亚基(GABRG2)的表达量.两两样本表达量相关性热图及DEGs聚类分析结果显示:SE组距离NC组最远,UA治疗后,总体向正常组偏移.SE组与UA组对比,共筛选出 220个差异基因,其中 143个基因上调,77个基因下调.GO富集分析显示:在一级分类中涉及生物过程、细胞成分和分子功能 3个过程.KEGG通路富集分析表明,DEGs涉及cAMP信号通路、钙信号通路等 36条生物学通路.PPI分析表明DEGs与GABA及炎症关系密切.RT-qPCR结果表明UA处理增加了海马组织中GABA受体相关基因(Gng4)、GABA合成相关基因(Camk2a、Vgf和Npy)、炎症相关基因(Timp1和Spp1)的表达量,降低了GABA合成相关基因(Nptx2)、cAMP相关通路基因(Gnas)的表达量;并进一步证实UA处理增加了神经元上Gng4、Camk2a的表达量,降低了Gnas的表达量.免疫荧光与Western blot结果显示,与SE组相比,UA给药后原代神经元上GABRG2的表达量增加.本研究丰富了UA抗癫痫的转录组数据,也为深入研究UA抗癫痫和神经保护奠定理论基础.
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编辑人员丨1天前
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桃叶珊瑚苷改善孕期艾司氯胺酮暴露诱发子代小鼠注意缺陷多动障碍的机制:缰核GABA能神经元
编辑人员丨1天前
目的:评价桃叶珊瑚苷改善孕期艾司氯胺酮暴露诱发子代小鼠注意缺陷多动障碍(ADHD)的机制与缰核GABA能神经元的关系。方法:SPF级健康C57BL/6野生型孕鼠,于孕中晚期腹腔注射艾司氯胺酮建立子代小鼠ADHD模型。取艾司氯胺酮暴露孕鼠的子代小鼠24只,于出生后14 d时,采用随机数字表法分为2组( n=12):ADHD+生理盐水组(AN组)和ADHD+桃叶珊瑚苷组(AA组)。取非艾司氯胺酮暴露孕鼠的子代小鼠24只,于出生后14 d时,采用随机数字表法分为2组( n=12):对照+生理盐水组(CN组)和对照+桃叶珊瑚苷组(CA组)。CA组和AA组腹腔注射桃叶珊瑚苷40 mg/kg,1次/d,连续7 d;CN组和AN组以等容量生理盐水替代。出生后14 d时,于缰核区置入16通道微丝阵列电极,记录小鼠在埋珠实验中掩埋珠子时缰核兴奋性神经元/抑制性神经元数量比值。于出生后21 d(腹腔给药结束后)时,行O形高架迷宫实验和埋珠实验分别评估子代小鼠冲动及刻板样行为,随后采用免疫荧光法检测缰核谷氨酸脱羧酶2(GAD2)的表达。 结果:与CN组比较,AN组缰核兴奋性神经元/抑制性神经元数量比值升高,GAD2表达下调,开放臂停留时间延长,进入开放臂次数和掩埋珠子数量增多( P<0.05),CA组上述指标差异无统计学意义( P>0.05);与AN组比较,AA组缰核兴奋性神经元/抑制性神经元数量比值降低,GAD2表达上调,开放臂停留时间缩短,进入开放臂次数和掩埋珠子数量减少( P<0.05)。 结论:桃叶珊瑚苷改善孕期艾司氯胺酮暴露诱发子代小鼠ADHD的机制,可能与增加缰核GABA能神经元数量有关。
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编辑人员丨1天前
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内侧前额叶皮层不同类型神经元在全身麻醉机制中的研究进展
编辑人员丨1天前
全身麻醉是指麻醉药通过呼吸道吸入、静脉或肌肉注射进入体内,产生中枢神经系统的暂时抑制,临床主要表现为意识消失、无痛、遗忘和肌肉松弛等。其中全身麻醉药导致意识消失的机制一直是研究的难点,也是全球亟待解决的科学问题之一,但其具体作用机制至今仍未阐明 [1]。意识的产生依赖于皮层网络的存在。Lee等 [2]研究表明,丙泊酚、氯胺酮和七氟烷3种以不同受体为作用靶点的全身麻醉药,应用于外科手术患者致意识消失后,均能选择性地抑制额叶到顶叶的功能连接,而不影响顶叶到额叶的功能连接,认为破坏额叶到顶叶的功能连接可能是麻醉致意识消失的一个共同通路。可见,额叶皮层(prefrontal cortex,PFC)环路在全身麻醉药致意识消失过程中扮演着重要的角色。而有研究者利用功能性近红外光谱技术监测PFC脱氧血红蛋白含量的变化发现,在麻醉诱导和苏醒过程中伴随其功能的改变,进而对PFC进行更深入分析发现只有内侧前额叶皮层(medial prefrontal cortex,mPFC)存在显著差异 [3]。本课题组前期研究进一步证实:改变mPFC γ-氨基丁酸A型(gamma aminobutyric acid type A,GABA A)受体的活性,能够影响全身麻醉药丙泊酚致大鼠翻正反射消失和恢复的时间 [4]。因此mPFC可能是全身麻醉药致意识改变的重要靶点。本综述将阐述mPFC的解剖基础以及不同类型神经元在全身麻醉药致意识改变过程中的最新研究,期望能有利于深入认识mPFC在全身麻醉药致意识改变中发挥的重要作用,为全身麻醉机制研究提供新的研究思路。
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编辑人员丨1天前
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外侧隔核的功能及其机制研究进展
编辑人员丨1天前
外侧隔核(lateral septum, LS)位于胼胝体与内侧隔核(medial septum, MS)之间,主要由γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid, GABA)能神经元组成。LS作为边缘系统的重要枢纽接受海马的传入,向下丘脑发出广泛的神经纤维投射,参与情绪、社会和动机等行为调控。文章围绕LS的解剖与功能异质性,系统综述了不同神经元亚型及其相关神经环路在焦虑、恐惧、运动、攻击、进食、记忆、睡眠和麻醉中的调控作用,以期为进一步认识LS的病理和生理功能提供参考。
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编辑人员丨1天前
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特异性抑制海马CA1区GABA能神经元NLRP3表达对小鼠TBI后认知障碍的改善作用研究
编辑人员丨1天前
目的:探讨海马CA1区γ-氨基丁酸(GABA)能神经元NOD样受体热蛋白结构域相关蛋白3( NLRP3)基因敲除对小鼠创伤性颅脑损伤(TBI)后认知障碍的改善作用。 方法:将48只清洁级健康雄性NLRP3 flox/flox小鼠按随机数字表法分为假手术+对照病毒组(SV组)、假手术+GABA能神经元 NLRP3基因特异性敲除组(SG组)、TBI+对照病毒组(TV组)及TBI+GABA能神经元 NLRP3基因特异性敲除组(TG组),每组12只。其中,TV组、TG组小鼠采用自由落体法构建TBI模型,SV组、SG组小鼠仅行头皮剪开及开骨窗等外科操作、不予打击,SG组、TG组小鼠于TBI造模前21 d于海马CA1区注射腺病毒制备GABA能神经元 NLRP3基因特异性敲除模型,SV组、TV组小鼠仅于海马CA1区注射空载病毒作为对照。TBI造模后第30、31天应用新物体识别实验评价各组小鼠的认知功能,第32~36天应用Morris水迷宫实验评估各组小鼠的学习及记忆功能,第31天应用在体电生理记录小鼠在新物体识别实验中探索新物体时海马CA1区场电位。上述实验结束后,处死小鼠并取材,采用免疫荧光染色检测各组小鼠海马CA1区微管相关蛋白2(MAP2)、谷氨酸脱羧酶67(GAD67)、突触后密度蛋白95(PSD95)的荧光强度,以及焦亡相关炎性因子白细胞介素-18(IL-18)/GAD67双阳性神经元占总GAD67阳性神经元的百分比。 结果:与SV组、SG组比较,TV组、TG组小鼠的新物体识别指数明显下降,水迷宫实验中实验阶段的穿越平台次数明显下降、训练阶段第3、4天的逃避潜伏期明显上升,海马CA1区θ、γ振荡功率在探索新物体时明显下降,海马CA1区MAP2、GAD67、PSD95的荧光强度明显减弱,IL-18/GAD67双阳性神经元百分比明显上升,差异均有统计学意义( P<0.05)。与TV组比较,TG组小鼠的新物体识别指数明显上升,水迷宫实验中实验阶段的穿越平台次数明显上升、训练阶段第3、4天的逃避潜伏期明显下降,海马CA1区θ、γ振荡功率在探索新物体时明显上升,海马CA1区MAP2、GAD67、PSD95的荧光强度明显增强,IL-18/GAD67双阳性神经元百分比明显下降,差异均有统计学意义( P<0.05)。 结论:海马CA1区GABA能神经元 NLRP3基因敲除能够改善小鼠TBI后的认知障碍,其机制可能与抑制GABA能神经元焦亡相关。
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编辑人员丨1天前
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Ca 2+/CaMKⅡ介导的GABA AR-NMDAR相互作用与耳鸣的关系
编辑人员丨1天前
耳鸣严重影响患者的生活质量,目前认为其产生机制与听觉通路信号改变所引起的神经元可塑性变化有关,其中可能涉及神经元兴奋性和抑制性传导失衡。A型γ-氨基丁酸受体(γ-aminobutyric acid a receptor,GABA AR)和N-甲基-D天冬氨酸受体(N-methyl-D-aspartic acid receptor,NMDAR)是重要的神经元抑制性和兴奋性受体,NMDAR功能亢进和GABA AR功能抑制可能是耳鸣发生中的关键性事件。钙/钙调蛋白激酶Ⅱ(Ca 2+/calmodulin-dependent protein kinaseⅡ,Ca 2+/CaMKⅡ)是一种丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶,介导NMDAR和GABA AR的磷酸化及其相互作用,在神经突触受体活性调节过程中发挥重要作用,并可能参与耳鸣的发生发展过程。本文就Ca 2+/CaMKⅡ介导NMDAR与GABA AR的相互作用及其与耳鸣的关系展开综述,并结合临床试验介绍相关耳鸣治疗最新研究成果,以期为临床耳鸣的治疗提供新的作用靶点和干预思路。
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编辑人员丨1天前
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七氟醚对发育期大脑认知功能的影响及其机制研究进展
编辑人员丨1天前
七氟醚作为常用的吸入性全麻药被广泛应用于儿科手术中。研究发现,七氟醚暴露可能对发育期大脑的神经元造成损伤,并且随着麻醉时间的延长和吸入浓度的增加,甚至可能造成大脑后期发育异常及认知功能障碍。文章就发育期大脑七氟醚暴露引起认知功能障碍的相关机制及其治疗策略进行综述,总结了七氟醚暴露对认知功能的持久影响,从γ-氨基丁酸A型(gamma-aminobutyric acid A, GABA A)受体、NMDA受体、细胞凋亡、内质网应激(endoplasmic reticulum stress, ERS)、突触可塑性及表观遗传修饰等几方面分析了认知功能障碍的可能机制,指出了缓解七氟醚暴露引起的长期认知障碍的有效防治策略。
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编辑人员丨1天前
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酒精诱导基底外侧杏仁核神经损害引发焦虑的机制进展
编辑人员丨1天前
酒精滥用是一个严重的公共健康和生物医学安全问题,可引发多种神经精神疾病。近年来,大量研究表明酒精可诱导基底外侧杏仁核(basolateral amygdala,BLA)的神经元结构和功能紊乱。酒精暴露和酒精戒断后会通过BLA谷氨酸能神经元和抑制性γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid,GABA)能中间神经元的改变引起焦虑和恐惧等负性情绪。谷氨酸能神经元负责兴奋性递质谷氨酸的释放,而GABA能中间神经元则提供反馈抑制,抑制BLA功能,消除负性情绪。酒精的摄入可导致谷氨酸能-GABA能神经网络失衡,改变神经元的兴奋性,进而导致焦虑和恐惧的产生。酒精干扰BLA内的促肾上腺皮质激素释放因子(corticotropin-releasing factor,CRF)系统,增加CRF的释放量,进一步刺激焦虑情绪的产生。另外,酒精还影响BLA相关神经回路,如BLA→前额叶皮质、BLA→伏隔核和BLA→终纹床核等通路,从而影响焦虑样行为。本综述讨论了BLA内神经信号及其环路在酒精诱导负性情绪中的作用进展,以期进一步阐明酒精暴露和戒断后引发焦虑情绪的神经生物学机制,为今后临床治疗提供理论依据。
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编辑人员丨1天前
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终纹床核GABA能神经元在小鼠异氟烷全麻-觉醒中的作用
编辑人员丨1天前
目的:探讨终纹床核(BNST)GABA能神经元在小鼠异氟烷全麻-觉醒中的作用。方法:健康雄性Vgat-Cre转基因小鼠23只,8~10周龄,体质量约22 g。免疫荧光染色实验:取8只小鼠,采用随机数字表法分为2组( n=4):氧气组和异氟烷组。氧气组吸入1.0 L/min氧气2 h,异氟烷组吸入1.4%异氟烷+1.0 L/min氧气2 h,随后处死小鼠,取脑组织,用免疫荧光染色法测定c-Fos阳性表达及其与GABA能神经元的共标率。光遗传学实验:取15只小鼠,采用随机数字表法分为3组( n=5):对照组(CON组)、光遗传兴奋组(CHR2组)和光遗传抑制组(eNpHR组),分别于BNST脑区注射rAAV-Ef1a-DIO-mCherry、rAAV-Ef1a-DIO-CHR2-mCherry和rAAV-Ef1a-DIO-eNpHR3.0-mCherry病毒。待病毒表达3周后,小鼠吸入1.0%异氟烷+1.0 L/min氧气,同时检测皮层脑电,当小鼠进入稳定麻醉状态时,采用光遗传方法调控BNST脑区GABA能神经元活力,记录光刺激前2 min与刺激2 min时皮层脑电爆发性抑制率(BSR)。 结果:与氧气组相比,异氟烷组BNST脑区c-Fos与GABA神经元共标率降低( P<0.05),c-Fos阳性神经元减少。与CON组或光刺激前相比,CHR2组光刺激时BSR降低( P<0.001),eNpHR组BSR差异无统计学意义( P>0.05)。 结论:BNST脑区GABA能神经元活力降低可能参与异氟烷麻醉小鼠意识消失过程,BNST脑区GABA能神经元活力升高促进麻醉向觉醒转换。
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编辑人员丨1天前
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颅脑冲击伤后非致命性淹溺大鼠认知功能变化
编辑人员丨1天前
目的:探讨颅脑冲击伤(bTBI)后非致命性淹溺大鼠认知功能变化。方法:80只SD大鼠按随机数字表法分为正常组、冲击伤组、淹溺组和冲击伤+淹溺组,每组20只。正常组不做任何处理;冲击伤组采用BST-Ⅰ型生物激波管(4.0 MPa驱动段压力)构建bTBI模型;淹溺组水面上1 m处自由落下(水温18 ℃、水深30 cm),待游泳力竭后捞出;冲击伤+淹溺组通过生物激波管致伤后,即刻同法淹溺。伤后3 d,采用高架十字迷宫试验和Morris水迷宫试验评估大鼠神经行为学变化;尼氏染色观察海马组织CA1、CA3区神经元病理学变化并统计其存活数量;ELISA法检测海马组织神经递质谷氨酸、γ-氨基丁酸(GABA)、甘氨酸和内质网应激(ERS)相关蛋白葡萄糖调节蛋白(GRP78)、半胱氨酸蛋白水解酶(caspase)-12水平;Western blot检测海马凋亡相关蛋白B淋巴细胞瘤-2(Bcl-2)、B淋巴细胞瘤-2相关X蛋白(Bax)和caspase-3的表达,并计算Bcl-2/Bax比率。结果:高架十字迷宫试验显示,伤后3 d冲击伤+淹溺组开臂进入次数百分比和探索行为次数低于正常组和冲击伤组( P<0.05或0.01),与淹溺组差异无统计学意义( P均>0.05),且淹溺组探索行为次数低于冲击伤组( P<0.05)。Morris水迷宫试验显示,冲击伤+淹溺组在定位航行试验第3,4天寻靶潜伏时间高于正常组,空间探索试验穿越靶区次数和靶象限游泳时间百分比低于正常组( P<0.05或0.01);而冲击伤组、淹溺组和正常组差异无统计学意义( P均>0.05)。尼氏染色显示,伤后3 d正常组海马CA1、CA3区神经元排列整齐、尼氏体清晰,其他组均出现不同程度损伤,与正常组相比,其他各组海马CA1、CA3区神经元数目呈不同程度减少,其中冲击伤+淹溺组神经元数目最少,低于冲击伤组和淹溺组( P<0.05或0.01)。ELISA法检测显示,伤后3 d冲击伤+淹溺组海马谷氨酸水平高于其他各组,且冲击伤组和淹溺组高于正常组( P<0.05或0.01);冲击伤+淹溺组甘氨酸水平低于正常组( P<0.05),冲击伤组、淹溺组和正常组差异无统计学意义( P均>0.05);各组GABA水平差异无统计学意义( P均>0.05)。此外,冲击伤组、淹溺组和冲击伤+淹溺组GRP78表达高于正常组( P<0.05或0.01),但三组间差异无统计学意义( P均>0.05);淹溺组和冲击伤+淹溺组caspase-12表达高于正常组( P<0.05或0.01),但两组间差异无统计学意义( P>0.05),而与冲击伤组相比,冲击伤+淹溺组表达显著升高( P<0.05)。Western blot结果显示,伤后3 d冲击伤+淹溺组Bcl-2表达低于其他各组,且冲击伤组和淹溺组低于正常组,淹溺组低于冲击伤组( P<0.05或0.01);冲击伤+淹溺组Bax表达高于其他各组,且淹溺组高于正常组( P<0.05或0.01),冲击伤组和淹溺组差异无统计学意义( P>0.05);冲击伤+淹溺组Bcl-2/Bax比率低于其他各组,且冲击伤组和淹溺组低于正常组,淹溺组低于冲击伤组( P<0.05或0.01)。淹溺组、冲击伤+淹溺组caspase-3表达高于正常组和冲击伤组( P<0.05或0.01),冲击伤+淹溺组和淹溺组差异无统计学意义( P>0.05)。 结论:非致命性淹溺可加重bTBI大鼠海马神经元损伤,引起记忆、情绪等认知功能障碍,其机制可能涉及海马组织神经递质谷氨酸和甘氨酸失衡引起细胞稳态破坏,并在损伤早期通过ERS激活下游促凋亡途径,诱导海马神经元凋亡。
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编辑人员丨1天前
