腹外侧视前核甘丙肽能神经元经GalR1抑制结节乳头体核组胺能神经元促慢波睡眠

论文摘要

睡眠觉醒“flip-flop”转换模型提出腹外侧视前核（ventrolateral preoptic nucleus,VLPO）和结节乳头体核（tuberomammillary nucleus,TMN）相互抑制实现睡眠觉醒转换。VLPO中80%神经元表达γ氨基丁酸（gamma-aminobutyric acid,GABA）和甘丙肽（galanin,GAL）。前期研究主要关注VLPO GABA能神经元抑制TMN组胺（histamine,HA）能神经元产生促眠作用,但VLPO GAL能神经元是否也参与抑制TMN HA能神经元而发挥促眠作用,是否存在VLPO GAL能神经元向TMN HA能神经元投射通路以及何种GAL受体（GalR）在该通路中发挥睡眠觉醒调节有待明确。本研究首先利用脑电（electroencephalogram,EEG）和肌电（electromyogram,EMG）记录确定觉醒（wakefulness,W）、慢波睡眠（slow wave sleep,SWS）和异相睡眠（paradoxical sleep,PS）时相,应用快速傅里叶转换（fast Fourier transform,FFT）解析EEG各频段（delta:0.5-4 Hz,theta:4.5-8.5 Hz,alpha:9-14 Hz,beta:14.5-30 Hz）的能谱,研究GAL（0.1,0.25和0.5 nmol）中枢作用对大鼠活动期（20:00-08:00 h）睡眠觉醒时相、结构和EEG各频段能谱的调节作用,利用即刻早基因c-Fos功能标记GAL中枢作用引起活动增加和减少的神经元分布,利用免疫荧光双标记关键调控神经元GalR分布类型。其次依据上述结果应用免疫组化标记VLPO中GAL能神经元分布特征而明确病毒示踪剂的注射位点,随后应用腺相关病毒（AAV）顺向和逆向标记技术结合免疫荧光标记解析VLPO GAL能神经元向TMN HA能神经元的投射通路。最后通过双侧TMN核团微注射GAL和GalR1激动剂,联合注射非选择性GalRs拮抗剂或GalR2拮抗剂以期阐明GAL通过何受体参与睡眠觉醒调控。采用腹腔注射组胺3型受体（H3R）拮抗剂ciproxifan（CIP）使TMN HA能神经元去抑制建立大鼠觉醒模型,研究TMN注射GalR1激动剂能否抑制HA释放引起的觉醒。结果:GAL（0.1-0.5 nmol）中枢作用,与生理盐水（Sal）组比较,引起剂量依赖性的睡眠潜伏期缩短,SWS增加伴有EEG delta（0.5-4 Hz）波活动增强,W减少伴有EEG beta（14.5-30 Hz）波活动减弱。GAL 0.25和0.5 nmol分别引起6小时SWS量增加9.4%（P<0.01）和20.5%（P<0.001）,GAL 0.25 nmol增加SWS主要通过增加片段持续时间（2.63±0.23 min vs.2.34±0.19 min,P<0.05）,而GAL0.5 nmol则增加SWS片段的发生次数（79.13±7.92 vs.71.36±4.83,P<0.01）和平均持续时间（2.62±0.28 min vs.2.34±0.19 min,P<0.05）。GAL 0.25与0.5 nmol引起6小时W量分别减少12.4%（P<0.01）和22.3%（P<0.001）,主要通过减少W片段平均持续时间。非选择性GalRs拮抗剂M40（2 nmol）完全抑制GAL（0.5nmol）引起的SWS增加。GAL中枢作用引起VLPO Fos免疫反应（immunoreactive,ir）神经元数量增加166.4%（57.8±3.6 vs.21.3±2.3,P<0.01）,TMN Fos-ir神经元减少65.1%（20.2±3.0 vs.56.8±4.5,P<0.01）,免疫荧光双标记显示TMN HA能神经元中表达Fos的百分比降低77.2%（P<0.01）,72.8±3.0%HA能神经元共表达GalR1。免疫组化标记显示VLPO 82.8±2.3%为GAL能神经元。应用AAV顺向和逆向神经束路追踪结合免疫荧光双标记发现VLPO注射顺向标记AAV在同侧TMN HA能神经元有密集标记终末纤维,TMN注射逆向标记rAAV（retro）后在同侧VLPO发现标记神经元共表达GAL。双侧TMN注射GalR1激动剂M617（0.25 nmol/side）引起SWS潜伏期减少和12小时SWS量增加,W量减少。M617引起的SWS增加可被M40（1 nmol/side）完全抑制。双侧TMN注射GAL（0.25 nmol/side）的促SWS作用可被M40抑制但不能被选择性GalR2拮抗剂M871（0.25 nmol/side）抑制。腹腔注射CIP（1 mg/kg）引起W增加伴随EEG beta波活动增强,SWS减少,双侧TMN注射M671抑制CIP引起的觉醒和EEG beta波活动增强。结论:GAL中枢作用引起SWS增加,W减少,引起VLPO活动神经元增多,TMN HA能活动神经元减少。多数HA能神经元表达GalR1。VLPO的GAL能神经元投射TMN HA能神经元。GAL经GalR1作用TMN抑制HA释放引起的W。上述结果提示VLPO GAL能神经元向TMN投射经GalR1抑制TMN HA能神经元促慢波睡眠。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 前言
•   1.下丘脑前部腹外侧视前核（VLPO）-下丘脑后部结节乳头体核（TMN）睡眠觉醒转换调节模型
•   2.VLPO与睡眠调节
•     2.1 GAL及其受体的结构、功能和中枢分布
•     2.2 GAL与睡眠调节
•   3.TMN与觉醒调节
• 第一章 甘丙肽中枢注射对睡眠觉醒时相调节作用及活动神经元分布
•   立题依据
•   第一节 甘丙肽中枢注射对睡眠觉醒各时相的调节作用
•     材料方法
•       1.材料
•     1.1 主要仪器
•     1.2 主要试剂
•     1.3 动物饲养环境
•       2.方法
•     2.1 动物分组
•     2.2 侧脑室注射导管植入
•     2.3 EEG/EMG记录电极植入
•     2.4 EEG/EMG记录和睡眠觉醒时相解析
•     2.5 给药方案
•     2.6 统计学分析
•     结果
•       1.甘丙肽中枢作用引起大鼠慢波睡眠及EEG delta波活动增加
•       2.GAL受体拮抗剂抑制GAL促慢波睡眠作用
•   第二节 甘丙肽中枢作用引起活动神经元的分布
•     材料方法
•       1.材料
•     1.1 主要仪器
•     1.2 主要试剂
•     1.3 动物饲养环境
•       2.方法
•     2.1 动物分组
•     2.2 侧脑室注射导管植入
•     2.3 试剂配制
•     2.4 免疫组化
•     2.5 数据分析
•     结果
•       1.GAL中枢注射引起VLPO活动神经元增多,TMN活动神经元减少
•       2.GAL中枢注射引起TMN HA能神经元表达Fos减少
•       3.TMN多数HA能神经元载有GalR1受体
•   讨论
•     1.GAL中枢作用促进慢波睡眠
•     2.GAL通过抑制TMN HA能神经元活动促慢波睡眠
•   结论
• 第二章 VLPO GAL能神经元向TMN HA能神经元投射通路
•   立题依据
•   第一节 VLPO中GAL能神经元分布
•     材料方法
•       1.材料
•     1.1 主要仪器
•     1.2 主要试剂
•     1.3 动物饲养环境
•       2.方法
•     2.1 侧脑室注射导管植入
•     2.3 试剂配制
•     2.4 免疫组化
•     2.5 细胞计数
•     结果
•       GAL-ir神经元在VLPO分布
•   第二节 VLPO GAL能神经元向TMN HA能神经元的投射
•     材料方法
•       1.材料
•     1.1 主要仪器
•     1.2 主要试剂
•       2.方法
•     2.1 顺向束路示踪VLPO投射到TMN HA能神经元
•     2.2 逆向束路示踪VLPO投射TMN为GAL能神经元
•     结果
•       1.VLPO向TMN HA能神经元的投射
•       2.VLPO GAL能神经元向TMN HA能神经元的投射
•   讨论
•   结论
• 第三章 甘丙肽经GalR1作用TMN组胺能神经元促慢波睡眠
•   立题依据
•   第一节 GAL经GalR1作用TMN促慢波睡眠
•     材料方法
•       1.材料
•     1.1 主要仪器
•     1.2 主要试剂
•     1.3 动物饲养环境
•       2.方法
•     2.1 动物分组
•     2.2 TMN注射导管植入
•     2.3 EEG/EMG记录电极植入
•     2.4 EEG/EMG记录和睡眠觉醒时相解析
•     2.5 给药方案
•     2.6 统计学分析
•     结果
•       1.GalR1激动剂M617作用TMN促慢波睡眠
•       2.GalR2不参与GAL作用TMN引起的促慢波睡眠
•   第二节 GalR1激动剂M617作用TMN抑制HA释放引起觉醒
•     材料与方法
•       1.材料
•     1.1 主要仪器
•     1.2 主要试剂
•     1.3 动物饲养环境
•       2.方法
•     2.1 动物分组
•     2.2 TMN注射导管及EEG/EMG记录电极植入手术
•     2.3 EEG/EMG记录和睡眠觉醒时相解析
•     2.4 给药方案
•     2.5 统计学分析
•     结果
•   讨论
•   结论
• 不足与展望
• 参考文献
• 附录综述 甘丙肽及其受体对睡眠觉醒周期的调控
•   参考文献
• 缩略词表
• 在学期间科研成果及奖励
•   一、已发表论文
•   二、待发表论文
•   三、实用新型专利
•   四、会议摘要
•   五、获得奖励
•   六、参与课题项目
• 致谢

文章来源

类型: 博士论文

作者: 崔光富

导师: 侯一平,邵玉峰

关键词: 甘丙肽,甘丙肽型受体,慢波睡眠,睡眠觉醒时相,腹外侧视前核,结节乳头体核,组胺

来源: 兰州大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 生物学

单位: 兰州大学

分类号: Q421

DOI: 10.27204/d.cnki.glzhu.2019.000079

总页数: 112

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