小鼠背側(cè)紋狀體到丘腦網(wǎng)狀核神經(jīng)環(huán)路研究.pdf

1、丘腦網(wǎng)狀核(Thalamic Reticular Nucleus，TRN)是起源于腹側(cè)丘腦且位于小鼠皮層和丘腦之間的核團(tuán)，主要由GABA能的PV神經(jīng)元組成?，F(xiàn)已知TRN分別接受來(lái)自丘腦和皮層，蒼白球外部，腦干等的谷氨酸能，GABA能和膽堿能投射。同時(shí)丘腦網(wǎng)狀核在調(diào)控睡眠，選擇注意力，警覺(jué)方面起著重要作用。對(duì)TRN細(xì)胞和環(huán)路水平的研究指出TRN在不同的意識(shí)狀態(tài)中扮演了重要角色，研究TRN的神經(jīng)環(huán)路對(duì)于揭示TRN的復(fù)雜功能是非常必要的。

2、r>　　紋狀體是基底神經(jīng)節(jié)的主要輸入核團(tuán)之一，其功能受損而致的神經(jīng)系統(tǒng)疾病表明了紋狀體在基底神經(jīng)節(jié)中的重要性。研究紋狀體的環(huán)路基礎(chǔ)和各項(xiàng)生理機(jī)能能夠有效解釋紋狀體在維持健康和導(dǎo)致疾病中所起的作用。
　　小鼠紋狀體在解剖結(jié)構(gòu)上可分為背側(cè)和腹側(cè)兩部分。小鼠紋狀體由兩大類(lèi)神經(jīng)元組成:能夠向外投射的中型多棘神經(jīng)元(Medium Spiny Neuron，MSN)以及在紋狀體內(nèi)部投射的中間神經(jīng)元。我們發(fā)現(xiàn)在解剖結(jié)構(gòu)上，背側(cè)紋狀體和小鼠丘腦網(wǎng)

3、狀核背側(cè)距離很近，中間由內(nèi)囊相隔，在小鼠腦袋的矢狀切片上可以看出，TRN位于紋狀體投射到黑質(zhì)網(wǎng)狀部(Substantia nigra pars reticulata，SNr)等下游核團(tuán)的路徑上，同時(shí)TRN是聯(lián)系皮層和丘腦的核團(tuán)并接受來(lái)自皮層和丘腦的投射，這同紋狀體與皮層和丘腦的關(guān)系類(lèi)似?；谶@些現(xiàn)象，我們對(duì)紋狀體與TRN間是否存在直接聯(lián)系很感興趣，通過(guò)查閱相關(guān)資料，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)相關(guān)研究報(bào)道。于是我們想利用新興的逆向追蹤技術(shù)及順向病毒標(biāo)記技術(shù)

4、并結(jié)合電生理，光遺傳和行為學(xué)方法來(lái)回答該問(wèn)題。通過(guò)在TRN背側(cè)注射射逆向追蹤病毒，發(fā)現(xiàn)在背側(cè)紋狀體中存在投射到TRN背側(cè)Parvalbumin(PV)神經(jīng)元的中型多棘神經(jīng)元。然后使用Dlx5/6-Cre小鼠和A2A-Cre小鼠，結(jié)合病毒標(biāo)記及電生理方法來(lái)順向驗(yàn)證逆向追蹤病毒的結(jié)果。Dlx5/6-Cre小鼠注射病毒后，在TRN背側(cè)區(qū)存在被病毒標(biāo)記的投射纖維，但纖維總量比較少且投射區(qū)域較小;在注射病毒的A2A-Cre小鼠中，TRN背側(cè)區(qū)域沒(méi)

5、有發(fā)現(xiàn)投射纖維，我們初步推測(cè)投射到TRN的紋狀體神經(jīng)元是直接投射路徑的MSN。進(jìn)一步使用注射病毒的Dlx5/6-Cre小鼠進(jìn)行電生理實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證該投射，但TRN區(qū)域給予局部的光刺激后沒(méi)有誘發(fā)出TRN內(nèi)PV神經(jīng)元的相應(yīng)電生理活動(dòng)。電生理結(jié)果未能驗(yàn)證之前的結(jié)果，我們推測(cè)主要原因如下: Dlx5/6-Cre不只在紋狀體MSN表達(dá)CRE重組酶，為了避免注射病毒感染背側(cè)紋狀體以外的神經(jīng)元，選取的注射位點(diǎn)比較靠前同時(shí)使用的是感染效率相對(duì)較低的5型AAV

6、，病毒注射量也相對(duì)較少(200nl)。這樣被標(biāo)記的到的神經(jīng)元總量有限，投射到TRN背的纖維也相對(duì)較少，在電生理水平驗(yàn)證難度比較大。另外我們?cè)陔娚韺?shí)驗(yàn)中采用的是冠狀切片，這與紋狀體投射纖維的走向是垂直的，很可能因?yàn)檫@樣的切片方式將大量纖維切斷使得光激活投射纖維時(shí)難以誘發(fā)顯著反應(yīng)。后續(xù)實(shí)驗(yàn)中將選用只在紋狀體直接投射路徑神經(jīng)元中表達(dá)CRE酶的特異性更強(qiáng)的D1-Cre小鼠，同時(shí)選擇病毒感染效率更高的8型AAV載體進(jìn)行病毒注射，保證在不感染其他