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针刺对单眼剥夺大鼠视皮层突触结构可塑性的调节机制研究
目的:揭示和探讨敏感期内针刺对单眼剥夺(MD)大鼠视皮层结构可塑性的调节作用和机制.方法:将60只SD大鼠随机分为5组,每组12只.其中,空白组不予任何处理;模型组和敏感早、中、末期针刺组采用单侧眼睑缝合的方法复制MD模型后,模型组不予任何治疗,各针刺组分别在造模后第3、12和21天开始针刺治疗.每组治疗结束后进行图形视觉诱发电位(P-VEP)和视皮层17区神经元的形态学检测.结果:与空白组比较,模型组大鼠P100波幅值显著降低(P＜0.01),潜伏期明显延迟(P＜0.01);而各针刺组P100波幅值明显升高(P＜0.01,P＜0.05),潜伏期明显提前(P＜0.01,P＜0.05),较模型组均有显著改善;且敏感早期针刺对P-VEP波形的影响大于敏感中期和敏感晚期针刺.模型组大鼠视皮层17区神经元突触结构出现明显病理损伤,表现为突触结构不清晰,突触间隙消失,髓鞘板层结构松解,细胞间出现局灶状溶解区及髓鞘样改变.而各针刺组大鼠损伤的突触结构均有不同程度修复,其中,早期针刺的修复作用优于中期和晚期针刺.模型组大鼠视皮层17区突触活性区长度明显缩短(P＜0.01),而各针刺组突触活性区长度均不同程度延长(P＜0.01).结论:单眼剥夺后大鼠视皮层17区神经元出现电生理及突触超微结构异常改变,表明敏感期内视皮层存在结构和功能可塑性变化;针刺干预能显著调节视觉功能的可塑性变化,并且疗效与治疗时机密切相关.
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针刺对单眼剥夺弱视大鼠视皮层17区神经元异常时空模式的干预研究
目的:初步揭示针刺对视皮层可塑性变化的电生理调节机制.方法:14 d龄Wistar大鼠50只,随机分为空白组、模型组、敏感早期、敏感中期和敏感末期针刺组,每组10只.除空白组外,余组采用缝合上下眼睑的方法复制单眼剥夺弱视大鼠模型.造模后,空白组和模型组每天抓取,不予其他干预;各针刺组均选取双侧“睛明”“攒竹”“光明”“风池”,分别于模型复制后的第3d、12 d、21 d开始针刺干预,每次留针10 min,每日针刺1次,共9d.干预结束后采用在体多通道神经信号技术(M-NEMEA)检测各组大鼠视皮层17区神经元放电波的幅值和功率谱密度.结果:与空白组相比,模型组大鼠视皮层17区放电神经元减少,波幅明显降低(P＜0.05);敏感早期、中期针刺组大鼠放电神经元增多,波幅较模型组均显著升高(均P＜0.05);敏感早期针刺组神经元放电波幅值高于敏感中期针刺组和敏感末期针刺组(均P＜0.05),敏感中期针刺组神经元放电波幅值高于敏感末期针刺组(P＜0.05).在120 s采集时域内,空白组功率谱密度主要集中在一105～-100 dB,模型组功率谱密度区间较空白组增大,主要分布在一132～一124 dB;各针刺组功率谱密度区间较模型组缩小,敏感早期针刺组功率谱密度主要分布在-115～-110 dB,敏感中期针刺组主要分布于-120～-115 dB,敏感末期针刺组主要分布于-129～-122 dB.结论:单眼剥夺后大鼠视皮层17区神经元出现时空模式异常改变,而针刺对神经元时空模式改变有明显的调节作用,表明敏感期内视皮层神经元存在发育可塑性,早期治疗是取得疗效的关键.
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弱视的实验研究及临床治疗展望
弱视是一种儿童早期由于异常的视觉经历如斜视，屈光参差，视觉剥夺等导致的皮层性视觉损害，因而，只有理解了其发病的神经机制，才可能提出有效的治疗。一般观念认为弱视只有在儿童期治疗才有效，而成人的弱视基本无法治愈，但是近年来随着对弱视发病机制的分子生物学及神经电生理的研究，尤其是对视觉皮层发育可塑性的细胞间交流及细胞内分子信号通路的认识，拓展了人们对弱视病理的知识，因而也成功地通过恢复成年期的可塑性改善了成年弱视的视力。本文介绍了视觉发育可塑性的进展，就近年在增强成年可塑性途径如改变神经兴奋性与抑制性的平衡、细胞外基质、丰富环境及表观遗传学修饰等作了介绍，以其对弱视的病理机制，尤其对成人弱视的治疗有更深入的认识。
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单眼剥夺大鼠反缝治疗前后背外侧膝状体nNOS的免疫组织化学研究
目的 通过神经型一氧化氮合酶(nNOS)在单眼形觉剥夺大鼠背外侧膝状体(dLGN)反缝治疗前后的免疫组织化学表达变化,探讨关键期内剥夺性弱视治疗前后dLGN神经元功能状态的改变.方法 14日龄健康雄性远交群大鼠(Sprague Dawley,SD)接受左眼眼睑缝合手术造成剥夺性弱视模型,术后2周打开左眼并行对侧眼(右眼)眼睑缝合进行遮盖治疗.应用SABC免疫组织化学方法 检测各组大鼠脑组织dLGN切片nNOS阳性神经元在治疗前后的表达.结果 同年龄段的剥夺组较正常对照组nNOS免疫阳性细胞密度明显降低(P＜0.01).治疗组较同龄剥夺组nNOS阳性神经元密度增加(P＜0.01),与同龄正常组相比还有差异(P＜0.05).结论 反缝治疗对nNOS在dLGN的表达产生影响,从细胞水平验证了敏感期内遮盖治疗对剥夺性弱视视中枢神经元功能状态的恢复作用,一氧化氮(Nitric Oxide,NO)可能在dLGN水平参与了这一过程.
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单眼形觉剥夺触发视皮层兴奋与抑制平衡突触缩放调节机制的研究进展
突触缩放是稳态可塑性研究中常用的形式，神经系统活动水平全局性的降低（如单眼形觉剥夺）可触发突触缩放机制。稳态可塑性对于维持神经元活动在正常范围内波动是必不可少的，它可以调控由于突触强度增强或减弱引起的过高或过低的神经网络活动水平。大脑皮层的兴奋性与抑制性平衡是维持正常脑功能的前提，而失衡则会诱发癫痫、帕金森及抑郁症等多种神经疾病。抑制性突触的可塑性，在兴奋性与抑制性平衡中扮演着关键角色。业内既往的研究，多数集中在新皮层和海马区的突触缩放稳态的可塑性方面，而对于视皮层区域的研究报导尚少。本文就单眼形觉剥夺触发的视皮层兴奋与抑制平衡稳态突触缩放调节机制的研究进展进行综述。
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神经生长因子对单眼剥夺大鼠外侧膝状体nNOS表达的影响
目的 观察单眼剥夺大鼠神经生长因子(nerve growth factor, NGF)治疗前后外侧膝状体背核(dorsal lateral geniculate nucleus, dLGN)神经型一氧化氮合酶(neuronal nitric oxide synthase, nNOS)阳性神经元表达的改变.方法 健康雄性SD大鼠,随机分为正常组(N)、单眼剥夺组(MD)、单眼剥夺脑室内注射NGF组(MD+NGF)和注射生理盐水组(MD+NS),每组随机分为2个亚组.剥夺自14 d龄开始,分别于28、42 d龄处死,脑室注射分别于14、28 d龄开始.采用SABC免疫组织化学染色法观察dLGN nNOS阳性神经元的表达.结果 nNOS阳性神经元在 dLGN散在分布,单眼剥夺和年龄增长可致其阳性神经元数密度降低.N组及MD+NGF组分别与MD组和MD+NS组比较差异均有统计学意义(P<0.05).42 d龄处死大鼠dLGN阳性神经元数密度N组与其他3组比较差异有统计学意义(P<0.05).4组42 d龄与28 d龄比较,dLGN阳性神经元数密度均有显著下降(P<0.05).结论 视觉发育具有可塑性,弱视治疗具有时效性.在视觉发育敏感期内,外源性提供NGF,可以促进dLGN nNOS增多,从而拮抗剥夺效应.
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一氧化氮与视觉
一氧化氮作为一类新发现的神经递质,它在视觉发育及视信息的形成、整合和传递中起重要作用.本文综述了一氧化氮的生物学作用和一氧化氮合成酶;一氧化氮合成酶在视觉系统的分布及一氧化氮在其中的作用;单眼剥夺对视觉系统一氧化氮合成酶的影响.资料表明NO与弱视发病关系密切.
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单侧视觉剥夺后鸽脑两侧视盖基因的差异表达
目的探讨单侧视觉剥夺后鸽子两侧视盖基因的差异表达情况。方法建立单眼剥夺动物模型，抽提、纯化左右视盖mRNA，利用SSH方法建立左侧视盖差异表达文库，对其中EST进行克隆、测序，反Northern杂交去除假阳性。结果共筛选得到12个差异表达片段，经同源性检索，其中11个未发现有高同源性的基因，提示可能为新的EST；另一差异片段与CGI－31蛋白有85％的同源性。结论视觉相关脑区差异表达序列的分析可能为视觉形成的分子机制或视觉通路的分子构筑提供有益的线索。
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针刺特定穴位对单眼剥夺大鼠闪光视诱发电位的影响
目的:采用单眼剥夺大鼠模型作为低视力模型,探讨针刺特定穴对其闪光视诱发电位的影响.方法:将14日龄大鼠36只分为3组:正常发育组、剥夺对照组和剥夺针刺组.两剥夺组大鼠缝合其单侧眼睑31d后,建立单眼视觉剥夺大鼠模型,其中剥夺针刺组用电针刺激大鼠双侧的太阳穴、臂臑穴,检测3组大鼠不同时期的F-VEP,观察其变化.结果:发现针刺太阳穴、臂臑穴对单眼剥夺大鼠的F-VEP有一定改善.结论:针刺特定穴位后单眼剥夺大鼠的F-VEP的各值都有不同程度的改善,可以认为针刺对视力障碍的功能康复有一定客观的作用,但其作用机制有待做进一步研究.
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单眼剥夺弱视大鼠闪光视诱发电位的观察
单眼视觉剥夺性弱视是一个成熟的动物模型,自Hu-ble和Wiesel在上世纪60年代创立该模型以来,它就成为视觉发育和可塑性研究的经典模型.但关于单眼视觉剥夺弱视大鼠的视觉诱发电位(visual evoked potential,VEP)研究极少,因此我们在视觉发育关键期[1]后对单眼视觉剥夺性弱视大鼠进行了VEP观察.
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视觉剥夺对幼猫图形视觉诱发电位的影响
目的:探讨视觉剥夺对幼猫视功能发育的影响.方法:以棋盘格刺激产生的图形视觉诱发电位(P-VEP)为指标,记录正常、单眼剥夺、反缝和延期剥夺幼猫的P-VEP波幅和潜伏期的变化,并进行比较.结果:①正常幼猫在14～16w时具有稳定的PVEP波型、振幅及潜伏期.②单眼剥夺后幼猫剥夺眼的PVEP波幅下降(P＜0.01),潜伏期延长(P＜0.05)且不稳定.③反缝后原先剥夺眼(inirially deprived eye,IDE)驱动的PVEP波幅升高(P＜0.05),原先剥夺眼(IDE)和反缝眼(reverse sutured eye,RSE)趋于接近,并表现出竞争机制.④延期剥夺眼PVEP波幅及潜伏期无明显改变.结论:单眼剥夺可导致幼猫空间及时间频率的敏感性出现严重损害;反缝则能逆转这种损害,并表现出竞争机制;延期剥夺则不会导致这种损害.
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重复性眶周交流电刺激对单眼剥夺小鼠视皮层眼优势移动的影响
目的：观察单眼剥夺小鼠视皮层对重复性眶周交流电刺激（ rPACS）的反应，探讨rPACS对弱视小鼠眼优势移动的影响。方法将30只小鼠分为正常组、模型组、电刺激组，每组各10只。模型组、电刺激组采用单眼剥夺法建立单眼（右眼）弱视模型。造模后电刺激组右眼行rPACS 3 d；模型组及正常组不行rPACS。测定各组双眼图形视觉诱发电位（ PVEP）、双眼PVEP信号P100波的振幅和潜伏期，计算对侧眼振幅／同侧眼振幅（ C／I）值。结果模型组右眼PVEP P100波振幅低于电刺激组及正常组，亦低于左眼（ P均＜0．05）；右眼PVEP P100波潜伏期长于电刺激组及正常组，亦长于左眼（P均＜0．05）；右眼C／I低于电刺激组及正常组（P均＜0．01）。结论单眼剥夺后可使视觉发育敏感期内的眼优势柱从剥夺眼转移至对侧眼，rPACS可使眼优势柱从对侧眼转移回剥夺眼。
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剥夺性弱视大鼠视中枢NO与NOS变化及bFGF对其表达的影响
目的研究不同培养条件下剥夺性弱视大鼠视中枢中一氧化氮(NO)及一氧化氮合酶(NOS)的变化,从而探讨NO在弱视形成过程中的作用并讨论碱性成纤维细胞因子(bFGF)对其表达的影响.方法14d大鼠30只随机分为3组,每组10只,Ⅰ、Ⅱ组为实验组,缝合其单侧眼睑30d,造成剥夺性弱视模型,Ⅲ组为正常对照组,同等条件下饲养30d后,3个组均切取外侧膝状体,Ⅰ组用bFGF培养液培养,Ⅱ、Ⅲ组用普通对照培养液培养,1周后取材作NO及NOS生化指标的测定.结果与Ⅲ组相比,单眼剥夺后,Ⅰ、Ⅱ组大鼠剥夺眼对侧外侧膝状体的NOS量显著降低(P＜0.01),且Ⅰ组比Ⅱ组更低(P＜0.01).结论生后早期单眼剥夺可造成大鼠外侧膝状体中NO及NOS含量的降低,bFGF有清除氧自由基的作用,可降低体外培养的外侧膝状体中NO及NOS的含量.
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神经生长因子对单眼剥夺大鼠视觉中枢nNOS表达的影响
目的 观察单眼剥夺(monocular deprivation,MD)大鼠神经生长因子(nerve growth factor,NGF)治疗前后视中枢神经型一氧化氮合酶(neuronal nitric oxide synthase,nNOS)阳性神经元表达的改变.方法 健康雄性SD大鼠,随机分为正常组(N组)、MD组、MD脑室内注射NGF组(MD+NGF组)和MD脑室内注射生理盐水组(MD+NS组).剥夺自14 d龄开始,每组随机分为2个亚组,分别于28 d、42 d龄处死,MD+NGF组和MD+Ns组中的2个亚组分别于14 d、28 d龄开始行脑室内注射β-NGF或NS.采用免疫组织化学染色法观察视中枢nNOS阳性神经元的表达.结果 nNOS阳性神经元在视皮层V1区Ⅱ～Ⅵ层和外侧膝状体背核散在分布.28 d龄时,MD组V1区nNOS阳性神经元数密度(除Ⅳ层外)、胞体截面积和树突总长度分别为(1.47±1.14)mm-2、(201.84±37.00)μm2、(423.86±105.86)μm,较N组明显减少,差异有统计学意义(P<0.05);MD+NGF组上述表达较MD组及MD+NS组明显增强,差异有统计学意义(P<0.05),与N组比较差异无统计学意义(P>0.05).42 d龄时,MD组V1区胞体截面积减小、外侧膝状体背核nNOS阳性神经元数密度降低,与N组比较差异有统计学意义(P<0.05);MD+NGF组上述表达与MD组及MD+NS组比较,差异无统计学意义(P>0.05).结论 视觉发育具有可塑性,NO是影响视觉发育的一个环节.在视觉发育敏感期内,外源性提供NGF,可以促进视觉中枢nNOS增多,从而拮抗剥夺效应.
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P物质在单眼剥夺性弱视猫外侧膝状体中的表达
目的检测SP在单眼剥夺弱视猫LGN中的表达,并探讨其在弱视发病中的意义.方法采用免疫组化APA法,对7例正常猫和8例单眼剥夺弱视猫LGN SP免疫阳性神经元及神经纤维进行定位并定量研究其变化.结果在单眼剥夺猫剥夺侧LGN的A1层SP表达显著下降(P＜0.05).结论单眼剥夺可造成剥夺侧LGN剥夺眼相应输入层次的SP表达下降,从而促进弱视的发生发展.
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P物质在单眼剥夺性弱视猫视皮层中的表达
目的检测P物质(SP)在单眼剥夺弱视猫视皮层中的表达,并探讨其在弱视发病中的意义.方法采用免疫组化APA法,对7例正常猫和8例单眼剥夺弱视猫视皮层17区 SP免疫阳性神经元及神经纤维进行定位并定量研究其变化.结果在单眼剥夺猫剥夺侧视皮层17区SP表达显著下降(P＜0.05).结论单眼剥夺可造成剥夺侧17区剥夺眼相应输入层次的SP表达下降,从而促进弱视的发生发展.
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VIP在剥夺性弱视猫视皮层17区的定位及作用
目的检测VIP在单眼剥夺性弱视猫视皮层17区的表达并探讨其在弱视发病中的意义.方法采用免疫组化APA法对7例正常猫和8例单眼剥夺性弱视猫视皮层17区免疫阳性神经元及神经纤维进行定位,并定量研究其变化.结果在单眼剥夺猫剥夺侧17区的4层VIP表达显著下降(P＜0.05).结论单眼剥夺可造成剥夺侧视皮层17区剥夺眼相应输入层次的VIP表达下降,从而促进弱视的发生发展.
关键词： 血管活性肠肽(VIP) 弱视 视皮层 单眼剥夺 猫 -
AMPK-SIRT1通路介导的热量限制对成年单眼剥夺弱视小鼠视皮层可塑性的再激活作用
目的 探讨热量限制对成年单眼剥夺(MD)弱视小鼠视皮层可塑性的调节作用及对弱视治疗的促进作用,并探讨其可能的分子机制.方法 采用随机数字表法将50只清洁级健康新生昆明小鼠随机分为正常对照组(n=14)、MD+自由进食组(n=18)和MD+热量限制组(n=18).选取MD+自由进食组和MD+热量限制组小鼠建立MD弱视模型,分别以自由进食和热量限制的方式进行饲养.检测各组小鼠视敏度和闪光视觉诱发电位(F-VEP),透射电子显微镜下观察视皮层神经元突触超微结构,Western blot法检测视皮层中磷酸化腺苷酸激活蛋白激酶α(p-AMPKα)、沉默信息调节因子1(SIRT1)蛋白的表达. 结果 从第1周开始,MD+热量限制组小鼠体质量增加的百分比明显低于MD+自由进食组.与MD+自由进食组比较,MD+热量限制组小鼠视敏度明显恢复,F-VEP示P100波潜伏期缩短、振幅增加,差异均有统计学意义(均P＜0.05).与正常对照组相比,MD+自由进食组小鼠视皮层神经元突触间隙明显增宽,差异有统计学意义(P＜0.05);MD+热量限制组视皮层神经元突触间隙明显窄于MD+自由进食组,差异有统计学意义(P＜0.05).MD+自由进食组视皮层神经元突触后致密物厚度明显薄于正常对照组和MD+热量限制组,差异均有统计学意义(均P＜0.05).Western blot检测结果显示,正常对照组、MD+热量限制组和MD+自由进食组p-AMPKα蛋白表达水平分别为0.89±0.03、0.94±0.02和0.74±0.02,SIRT1蛋白的表达水平分别为0.97±0.11、0.95±0.14和0.58±0.13,差异均有统计学意义(F=14.57,P=0.00;F=23.91,P=0.00),其中MD+热量限制组较MD+自由进食组小鼠视皮层中p-AMPKα及SIRT1蛋白的表达显著升高,差异均有统计学意义(均P＜0.05). 结论 热量限制能重塑成年MD小鼠视皮层神经元突触的超微结构,重新激活视皮层结构可塑性,改善其视觉功能,其机制可能与激活AMPK-SIRT1通路有关.
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小鼠视皮层发育过程中常规蛋白激酶Cγ亚型的动态表达及单眼剥夺对其表达的影响
背景 弱视的发生与中枢神经系统可塑性变化有关,我们先前的研究发现synapsin参与视皮层的突触可塑性过程,而神经元特异性蛋白——常规蛋白激酶C γ亚型(cPKC-γ)可能是synapsin的上游激酶之一,其在视觉发育可塑性中是否发挥或如何发挥作用尚未明确. 目的 观察随着小鼠发育其视皮层中cPKC-γ表达水平的动态变化以及异常视觉经验对cPKC-γ表达水平的影响. 方法 选取清洁级C57BL/6小鼠36只,分别于出生后(P)7、14、21、28、35、42 d各选6只小鼠,取其两侧视皮层用于研究正常小鼠随鼠龄增加视皮层中cPKC-γ表达水平的变化.另外选取清洁级C57BL/6小鼠24只以随机数字表法随机分为发育期组和成年期组,每组12只.发育期组取6只P14小鼠行右眼上下睑缝合术以制备单眼剥夺(MD)模型,其余6只小鼠不进行干预作为对照,至P28取小鼠左右两侧视皮层;成年期组取6只P60小鼠以同样方法制备MD模型,其余6只不作干预作为对照,至P74取小鼠两侧视皮层.采用Western bolt法检测小鼠两侧视皮层内cPKC-γ蛋白的表达变化.结果 正常P7小鼠可见左右侧视皮层中cPKC-γ蛋白的微弱表达,表达量的相对值分别为(39.74±11.22)％和(40.78±10.37)％,随鼠龄增加cPKC-γ蛋白的表达量逐渐增加;P21小鼠左右侧视皮层中cPKC-γ蛋白的表达量达峰值,分别为(138.68-±15.73)％和(138.47±23.48)％,此后随鼠龄增加cPKC-γ蛋白的表达量逐渐减少并稳定.不同鼠龄正常小鼠视皮层中cPKC-γ表达量的总体比较差异有统计学意义(F鼠龄=57.174,P=0.000),各组小鼠左侧与右侧视皮层中cPKC-γ蛋白表达量的总体比较差异无统计学意义(F左右=0.059,P=0.809).发育期组MD小鼠与成年期组MD小鼠间左右侧视皮层中cPKC-γ表达量的总体比较差异无统计学意义(F鼠龄=1.798,P=0.159),各组MD小鼠与正常对照小鼠间左右侧视皮层中cPKC-γ蛋白的表达量总体比较差异无统计学意义(F分组=0.104,P=0.749). 结论 正常小鼠视皮层中cPKC-γ表达量的变化趋势与视觉发育可塑性关键期相一致;MD对小鼠视皮层中cPKC-γ蛋白表达量无明显影响,但是否对cPKC-γ蛋白的活性产生影响仍需进一步研究.
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单眼形觉剥夺大鼠反缝治疗前后视皮层nNOS的表达
目的 探讨关键期内剥夺性弱视治疗前后视皮层神经元功能状态的改变,论证NO在视觉发育可塑性及剥夺性弱视发病机制中的作用.方法 2周龄健康雄性SD大鼠接受左眼睑缝合术造成剥夺性弱视模型,术后2周打开左眼并行对侧眼眼睑缝合遮盖治疗.应用SABC免疫组织化学法检测各组大鼠脑组织视皮层17区切片nNOS阳性神经元在反缝治疗前后的表达;应用Td 2000真彩色细胞图像分析系统进行视皮层17区nNOS阳性神经元胞体截面积和树突总长度测量.结果 反缝治疗前(术后2周)单纯剥夺组较同龄正常对照组视皮层17区nNOS免疫阳性细胞密度(Ⅳ层除外)明显降低(P＜0.05);胞体截面积和树突总长度明显减少(P＜0.01).治疗后(术后4周)除剥夺组视皮层17区胞体截面积较同龄正常对照组减少外(P＜0.05),其余各层nNOS阳性神经元密度、胞体截面积和树突总长度比较差异均无统计学意义(P＞0.05).结论 nNOS在大鼠视觉中枢的表达具有时空特异性,说明NO在敏感期的早期及中期参与视皮层的可塑性变化,在敏感期后期,NO可能通过其他机制影响视皮层的可塑性发育.
