胡须输入信息缺失诱导嗅觉功能上调的跨感觉模式可塑性及其细胞机理研究

【摘要】：目的：为了研究跨感觉模式可塑性的细胞机理，我们建立了胡须输入信息缺失诱导嗅觉功能上调的动物模型，分析胡须剥夺后嗅皮层GABA能神经元和锥体神经元群集发放动作电位编码能力的可塑性变化。 方法：1.小鼠胡须输入信息的剥夺：将FVB-Tg（Gad GFP）4570Swn/J小鼠右侧嘴角部全部触须修剪至小于1mm，每48小时修剪一次，从出生后12天开始持续到出生后19天；2.在上述处理7天以后，应用T迷宫实验检测小鼠嗅觉功能变化，实验中小鼠移动到食物一侧的成功率作为鉴别其嗅觉功能上调的指标；3.膜片钳电生理实验：小鼠胡须传入剥夺一周以后，迅速分离大脑并做包含嗅皮层的矢状切片(400μm)，然后将脑片放置于氧合的人工脑脊液(ASCF)中，25C下孵育1-2小时后转移至灌流槽，在31C下对脑片进行灌流；采用IR-DIC光学显微镜(NikonE600FN)荧光显微镜定位大脑嗅觉皮层绿色荧光蛋白标记的GABA能神经元和锥体神经元；运用Axoclamp-200B放大器全细胞记录方法记录大脑嗅觉皮层GABA能神经元和锥体神经元的内在特性，包括阈电位(threshold potentials,Vts)和绝对不应期(absolute refractory periods,ARP)，信号输入Clampex软件获取群集发放的动作电位间距(inter-spike interval,ISI)，使用Clampfit软件进行数据分析。 结果：1.胡须传入被剥夺的小鼠对食物位置选择成功率高于正常小鼠；2.应用膜片钳电生理方法，发现与正常组相比，剥夺组嗅皮层GABA能神经元群集发放动作电位的发放容量显著降低，动作电位间距ISI延长(P0.05)，神经元内在特性表现为绝对不应期延长(P0.05)和阈电位(Vts)升高(P0.05)；锥体神经元群集发放动作电位的发放容量显著增加，动作电位间距ISI缩短(P0.05)，神经元内在特性表现为绝对不应期缩短(P0.05)和阈电位(Vts)降低(P0.01)。 结论：1.胡须剥夺后小鼠嗅觉功能增强；2.研究发现胡须传入损伤后，嗅皮层GABA能神经元功能下调；锥体神经元功能上调。在胡须输入信息缺失诱导嗅觉功能上调的跨感觉模式可塑性过程中，嗅皮层神经网络的兴奋性增强可能导致了嗅觉敏感性的增加。