一、神经肽Orexins的研究进展(论文文献综述)
张果,郭施琪,王慧莹,李亚东,蒋慧敏,余可,丁雪莹,刘为佳,许举平,薛颖喻,杨哲,王健,周海波,景键[1](2022)在《基于模式动物海兔的神经肽及受体研究》文中研究表明神经肽广泛存在于动物的中枢神经系统和内分泌系统中,并作为细胞间信息传导的信号分子,在许多生理过程(如行为控制、体温调控、能量平衡、昼夜节律等)中起着重要的调控作用.本文主要关注在中枢神经系统中,控制特定行为的神经环路中的神经元所释放的神经肽及其功能.由于脊椎动物的神经环路比较复杂,在特定的系统中研究清楚所有或大部分的神经肽种类及其功能具有很大的挑战性,因此神经科学家采用诸多无脊椎动物作为模式动物,用来发现新颖的神经肽及其受体,并研究这些神经肽和受体的功能.本文概述了神经肽的基本特征、作用方式及生理功能的研究方法,并着重对具有实验优势的软体动物——海兔的神经肽研究进展进行了综述.强调了神经肽/受体信号系统的多样性及其研究的挑战性.相信这些研究成果对包括哺乳动物在内的脊椎动物的神经肽功能和机制研究起到指导或借鉴作用.
乔启城[2](2021)在《下丘脑orexin-脑桥尾侧网状核和背外侧被盖底核神经通路调控肌张力的功能及机制研究》文中研究表明下丘脑orexin神经肽系统是睡眠/觉醒周期的重要调控者,其缺陷也导致多种形式的运动障碍。运动功能由神经系统中众多运动结构协调控制完成,大量的研究已经表明,orexin能神经系统对这些运动结构均有直接的纤维投射,提示orexin能神经系统可以通过对它们直接的作用参与运动调控,然而具体的神经通路机制及功能,以及相关的生理意义及其与orexin缺陷导致的运动障碍发病机制之间的关系,都还很不清楚。已有研究表明,在orexin全基因敲除动物的脑桥中导入orexin基因,可以显着改善orexin缺失导致的疾病症状,包括其运动障碍症状。该结果提示脑桥可能是orexin调控运动功能的重要靶点。脑桥中存在一系列参与运动控制的功能核团,包括脑桥尾侧网状核(caudal pontine reticular nucleus,PnC)以及背外侧被盖底核(sublaterodorsal tegmental nucleus,SLD)等。PnC中的兴奋性网状脊髓神经元在觉醒期促进躯体肌张力升高,是此时机体维持姿势的核心因素之一;SLD则与快速眼动睡眠(Rapid eye movement,REM)时正常的肌张力迟缓(muscle atonia)现象密切相关。有意思的是,在orexin缺陷的人或动物不仅存在觉醒期肌张力突然缺失而导致的猝倒(cataplexy)运动障碍,其REM睡眠期的肌张力迟缓状态也受到严重损害,常表现出REM期肌张力异常亢进而致梦境运动行为,被称为快速眼动睡眠行为障碍(rapid eye movement behavior disorder,RBD)。本课题组及其他多个研究者先前的工作也已发现,orexin能神经纤维投射到达PnC和SLD,且orexin确可影响这些脑区的神经元活动,提示orexin能神经系统可能通过这些脑区,对肌张力有复杂的调控模式,因此需要在整体行为背景中,分别对orexin能神经系统投射到PnC和SLD的神经通路的形态和活动特征、相关细胞/分子层面机制、以及具体生理功能意义,展开深入研究。本课题首先关注了下丘脑投射到PnC的orexin能神经通路,并首先采用神经束路示踪明确其形态学特征;在此基础上联合采用电生理学、光纤钙成像、运动行为学、光/化学遗传学以及微透析等技术手段,详细解析了这些神经通路对肌张力调控效应以及功能意义。此外在课题组其他研究也已明确下丘脑-SLD orexin能神经通路形态和活动特征的基础上,对下丘脑orexin-SLD神经通路调控肌张力的功能意义也进行了探索。主要结果如下:1.下丘脑orexin-PnC神经通路的构筑特征及生理学作用(1)特异性投射至PnC的orexin能神经元弥散分布于下丘脑外侧区为明确下丘脑-PnC的orexin能神经通路形态学特征,我们首先采用逆行束路追踪技术,通过在单侧PnC中微量注射CTB Alexa Fluor?555,标记了投射至PnC的神经元。同时,我们也在同一侧的前庭外侧核(lateral vestibular nucleus,LVN)注射CTB Alexa Fluor?488,同步标记投射至LVN的神经元。逆行追踪标记神经元后,通过免疫组织化学染色技术可特异标记其中的orexin能神经元,结果显示确有orexin神经元直接投射至PnC区域,且并未发现这部分orexin能神经元有特异性聚集表达的区域,而是较为弥散地平均分布。为进一步定量分析这些投射至PnC的orexin能神经元的分布特征,我们沿纵轴方向,由尾端至头端覆盖orexin能神经元所定位的下丘脑区域,等间距(200μm)地收取4个冠状切面进行了统计分析。结果显示整体的orexin能神经元,在从尾端至头端的4个位面中的计数数量分别为59.5±5.5、70.5±14.1、144.0±32.9、144.3±42.5(n=4),而同样的每一切面中,特异性投射到PnC的orexin能神经元数量分别为9±3、11.3±2.0、20.8±2.4、18.8±5.3(n=4),表明这些orexin能神经元与整体orexin能神经元在纵轴方向的分布趋势较为一致。分析特异性投射到PnC的orexin能神经元占比则表明,在CTB注射位点同侧有17.7±7.8%的orexin神经元投射到PnC,而在注射位点对侧这一比例则为12.3±4.3%,统计分析未发现orexin能神经元对PnC进行投射的同/对侧比例有明显差异(n=4,P>0.05)。为进一步确定投射到PnC的orexin能神经元的特异性,我们用投射到LVN(另一脑干肌张力调控中枢)的orexin神经元进行了对比分析。结果表明,在4只双位点逆行束路追踪的小鼠下丘脑,我们计数到6.8±0.9%的orexin能神经元投射到LVN(n=4),且它们也在下丘脑弥散地平均分布,而同时计数到14.4±1.0%的orexin能神经元投射到了PnC(n=4),更为有意思的是,这两部分orexin能神经元几乎不存在重叠,同时投射到这两个脑区被双标的orexin神经元占比仅为1.7±0.3%(n=4),提示投射到PnC的这部分orexin能神经元很可能构成具备独特功能的亚群。(2)Orexin能纤维末梢和受体广泛分布于PnC区域在对PnC区域进行免疫组织化学荧光染色后,我们也仔细分析了该脑区中orexin能神经纤维形态特征,结果显示在PnC中orexin能神经纤维呈曲张体样分布;相应的orexin受体也在PnC神经元上丰富表达。进一步研究发现表达orexin能受体的神经元大部分为谷氨酸能神经元,而且细胞直径均大于35μm。(3)光遗传学激活PnC中orexin能纤维末梢引起PnC神经元兴奋性反应为了分析orexin-PnC通路的活动是否会对PnC神经元产生影响,我们利用离体膜片钳结合转基因杂交动物orexin-Cre:Ai27D小鼠开展了脑片膜片钳实验。Orexin-Cre:Ai27D小鼠由orexin-Cre小鼠和Cre酶依赖表达Ch R2-td Tomato融合蛋白的报告小鼠杂交而来,前期免疫组织化学荧光染色已证实出生8-14天后,该小鼠orexin能神经元已经大量表达Ch R2-td Tomato融合蛋白。因此在脑片膜片钳实验中,我们通过在荧光显微镜下观察到PnC脑区有td Tomato荧光显示的orexin能纤维末梢情况下,通过蓝光照射(473 nm,20 Hz,5 ms pulses,5 s)对其进行激活后,观察钳制的PnC神经元上膜电位反应,结果发现可引起一个去极化反应,表明orexin-PnC神经通路的活动确能影响PnC神经元的活动。2.下丘脑orexin-PnC神经通路的肌张力调控效应(1)光遗传学激活PnC中orexin能神经纤维末梢促进运动调控功能在解析了orexin-PnC神经通路特征的基础上,我们通过光遗传学方法表达Ch R2并特异性激活这一通路研究其对肌张力的在体调控作用。我们在动物进行加速rota-rod运动行为(4-40 rpm,180 s)测试过程中,通过随机选取重复试验,在动物执行运动行为时进行PnC区域orexin能神经元纤维末梢的光遗传学激活(473 nm,20 Hz),并与对照重复试验时动物的运动时长进行比较发现,orexin-PnC通路的激活显着增长了动物在加速rota-rod运动中的掉落时间(对照:106.90±14.41 s,蓝光照射:125.49±7.49 s,n=6,P<0.05),表明该通路的激活促进了PnC介导的运动调控功能。(2)下丘脑orexin-PnC神经通路促进运动调控的在体活动基础为明确orexin-PnC神经通路促进运动调控的功能是否在正常在体情况下发生,我们通过光纤钙荧光信号记录,首先观察了特异投射至PnC的orexin能神经元(orexinPnC)在动物进行加速rota-rod运动时的活动情况。结果显示,在加速rota-rod运动一开始后,orexinPnC神经元的钙荧光信号即快速、大幅度上升,并在动物整个运动期维持在较高的水平(运动开始前500 ms平均钙信号水平:0.54±0.12%,运动起始阶段峰值钙信号水平:6.52±1.24%,PCtrl vs Peak<0.01,运动持续期间平均信号水平:2.86±0.38%,PCtrl vs Lasting<0.01)(n=5),且常在基线水平上出现钙信号峰。该结果表明orexin-PnC神经通路促进运动调控的功能很可能在正常加速rota-rod运动时即可发生。(3)光遗传学抑制下丘脑-PnC orexin能神经通路在体活动降低了肌张力调控随后通过光遗传学方法表达Arch T并特异性抑制这一通路的结果显示,加速rota-rod运动中通过589 nm黄光持续抑制这一通路确实降低了动物的掉落时间(无光照:49.95±5.07 s,黄光照射:42.58±9.33 s,n=6,P<0.05),表明orexin-PnC神经通路的内源性活动确可促进运动调控功能。进一步的爪抓力测试表明,光遗传学抑制orexin-PnC神经通路的内源性活动是通过降低PnC介导的肌张力控制(无光照:125.49±7.49 gf,黄光照射:106.90±14.41 gf,n=6,P<0.05),实现对运动调控的影响。3.下丘脑orexin-PnC神经通路促进肌张力的功能意义(1)正性情绪增强下丘脑orexin-PnC神经通路在调控肌张力过程中的活动为明确orexin-PnC神经通路活动促进肌张力的功能意义,我们进一步对其在体活动进行了观察。通过光纤钙荧光信号成像技术,我们首先发现orexinPnC神经元的钙荧光信号在动物被巧克力诱发的正性情绪时,会显着升高(进食前500 ms信号均值:3.29±1.13%,进食时500 ms信号均值:9.67±2.47%,n=4,P=0.022)。这一现象提示,orexinPnC神经元很可能接受正性情绪调控,并将其整合到调控肌张力时的活动中。我们随后通过建立正性情绪与运动功能之间的操作式条件反射对这一可能性进行了直接验证,结果显示,在动物建立好红光环境下平衡木(balance beam)运动与巧克力奖励相关的操作式条件反射后,此环境的平衡木运动中orexinPnC神经元确实表现出更强水平的钙荧光信号增长(无红光环境:100±32.21%,红光环境:124.56±40.19%,n=4,P=0.023)。考虑到orexin缺陷导致的肌张力突然消失的猝倒症状常由正性情绪诱发,这一结果强烈提示了orexin-PnC神经通路在正性情绪下运动过程中的活动对于此时的肌张力调控有重要意义,缺失就可能导致猝倒症发生。(2)Orexin-KO动物PnC中长时程微透析orexin可减少猝倒发作通过微透析给药方法,为orexin-KO模型小鼠的PnC长时程补入orexin后,长时间观察了在正性情绪诱发物存在的情况下对行为影响,EEG-EMG监测结果则显示,基因敲除小鼠的猝倒样发作频率显着减少(orexin:0.23±0.11次/h,ACSF:0.87±0.3次/h,n=6,P<0.01),发作的持续时间也明显降低(orexin:20.1±10.6 s/h,ACSF:86.2±21.2 s/h,n=6,P<0.01),表明局限于PnC中的orexin补充即可挽救猝倒症。4.下丘脑orexin-SLD神经通路调控肌张力的功能意义(1)下丘脑orexin-SLD神经通路对肌张力的下调功能特定影响REM睡眠稳定本部分实验在课题组先前其他研究工作的基础上,首先观察了orexin-SLD神经通路对SLD介导肌张力控制功能的可能影响。结果发现通过神经药理学方法观察orexin对SLD调控的行为学效应。对于每次抓杆中的最大肌张力(maximal force,MF)进行了分析发现orexin可显着抑制大鼠的MF(saline:159.2±10.0 gf,orexin:131.8±13.7gf,P<0.05;n=6),阻断剂TCS对大鼠肌张力无显着影响(saline:159.2±10.0 gf,TCS:177.3±14.4 gf,n=6,P>0.05)。大鼠抓杆时间,orexin与TCS均无显着差异(saline:1.61±0.14s,orexin:1.49±0.14 s,P=0.179;saline:1.61±0.14 s,TCS:1.65±0.14 s,P=0.685)(n=6)。进一步发现orexin不引起睡眠/觉醒状态的转换,但可促进REM睡眠。与对照组REM睡眠总时长11.7±2.6%相比显着增加(3μM orexin-A:14.1±3.0%,P=0.319;30μM orexin-A:21.2±5.0%,P=0.0468)而阻断剂TCS可以抑制REM睡眠总时长减少到(9.4±2.5%,P=0.0304)(n=6)。统计REM持续时间(saline:36.9±5.6 s,3μM orexin-A:45.1±7.7 s,30μM orexin-A:56.5±8.3 s,TCS 3μM:29.8±5.2 s,Psaline vs 3μM orexin-A=0.175,Psaline vs 30μM orexin-A<0.05,Psaline vs TCS 3μM<0.01)(n=6),我们发现,orexin-A可显着增加单次REM睡眠时长,阻断剂TCS则可以缩短REM睡眠时长。(2)长时程抑制下丘脑orexin-SLD神经通路诱发RBD肌张力控制障碍为进一步验证结果,我们通过化学遗传学方法长时程抑制下丘脑orexin-SLD神经通路。首先通过离体膜片钳验证CNO可以抑制表达h M4D的orexin神经元活动。EEG-EMG分析发现特异性抑制投射到SLD的orexin神经元,可降低EEG theta功率(溶剂组:409.3±52.3μV2,CNO:372.9±55.6μV2,n=8,P<0.05)但不影响其频率分布,对照病毒EEG theta功率无变化(溶剂组:340.9±113.3μV2,CNO:324.9±99.2μV2,n=5,P=0.518)。分析肌张力变化,发现NREM-REM肌张力下降幅度减弱(溶剂组:93.4±1.6%,CNO:99.0±1.5%,n=8,P<0.01);对照病毒转换前后肌张力比值无变化(溶剂组:0.93±0.03,CNO:0.94±0.02,n=5,P=0.376)。提示下丘脑orexin-SLD神经通路抑制诱发类似RBD肌张力控制障碍综上所述,本课题证明了下丘脑存在orexin-PnC神经通路,并明确了其对肌张力调控的机制,效应以及功能意义,证明这一通路缺失可导致觉醒期猝倒。此外,我们也明确了REM期SLD调控肌张力的效应及机制,证实orexin缺失可诱发RBD肌张力控制障碍。这两条神经通路缺失导致的引发肌张力控制障碍与嗜睡-猝倒症发病有着密切关系,综上,我们的研究为临床诊断及治疗提供了新的理论依据。
庞钰洁[3](2021)在《下丘脑orexin神经元-蓝斑底核神经通路的活动特征及功能研究》文中研究指明睡眠和觉醒是维持人体生存所必须且反复交替的两种生理状态,涉及了复杂的神经机制。Kleitman团队在1953年第一次通过脑肌电以及眼肌电记录发现了REM睡眠,即出现与觉醒类似的活跃脑电并同时伴随着骨骼肌的强烈抑制。其与慢波睡眠的生理表现及神经机制截然不同,因此被确立为睡眠过程中一个具有典型特征的独立时相。值得注意的是下丘脑作为脑内重要且复杂的稳态中枢,富含着不同种类的神经元群整合体内外信号进而共同协调调控人体生理活动。其中的orexin神经元局限分布在外侧下丘脑区及穹窿周区,接收众多脑区的输入并向全脑发送广泛投射,与不同核团形成不同的神经环路发挥着其多样性的调节作用。在哺乳动物、两栖动物以及模式生物的下丘脑中都发现了具有类似分布的orexin神经元群,也说明了该神经元在动物的发育中具有高度保守性,扮演着至关重要的角色。鉴于orexin神经元发送大量投射至觉醒相关的单胺能核团,并且orexin能神经系统发生缺陷时主要导致嗜睡症状,因此以往的研究更多关注其作为觉醒肽在睡眠/觉醒周期中的调控作用。但在随后的研究中也发现orexin神经元能够直接投射到REM睡眠产生和维持的主要结构即脑桥被盖处的SLD核团,提示存在这样一条特定的下丘脑orexin神经元到脑干SLD核团的神经通路参与REM睡眠的复杂调控。值得注意的是,本课题组前期研究表明,调控REM睡眠的关键脑区SLD不仅有orexin能纤维的分布还存在orexin受体的表达,进一步采用光遗传学及化学遗传学技术均证明了下丘脑orexin能神经系统可以通过直接支配SLD进而参与调节REM睡眠脑肌电的稳定。不同于以往发现的orexin神经元在睡眠/觉醒调控中产生的促觉醒作用,本研究更进一步地关注这群特异性投射至SLD的orexin神经元在睡眠/觉醒周期中具有什么样的活动特征,从而参与了睡眠/觉醒的调控。这群特异性投射的orexin神经元是否形成了一个独特的亚群,而该神经元亚群具有什么样的功能意义,产生这样功能意义的具体神经环路机制又是什么,这些问题都有待详尽研究。综上所述,本文将从投射至SLD的orexin神经元群的活动特征和功能及神经环路机制等方面进行探索。利用CTB逆行示踪技术、神经元激活标记c-Fos免疫组化技术和光纤钙成像技术观察该神经元亚群在睡眠/觉醒期间的主要活动特征。然后采用一系列行为学手段来探索该特定通路的功能意义,进一步明确相关orexin能神经系统整体协调和调控睡眠/觉醒周期的联系。最后结合新型逆行/顺行病毒追踪技术,对与这些神经元存在直接神经联系的上下游脑区进行系统标定,初步研究该神经元亚群的神经环路机制。现将相关结果阐述如下:1.蓝斑底核投射的orexin神经元活动特征的研究(1)LH存在一群特异性支配SLD的orexin神经元本文首先研究了投射至SLD脑区的orexin神经元的数量及分布模式等是否具有其独特性。利用CTB逆行示踪剂追踪到有7.1±0.8%的orexin神经元投射到促REM睡眠核团SLD,并且有15.2±2.1%的orexin神经元投射到促觉醒核团LC。此外,通过统计分析发现分别投射到SLD和LC的orexin神经元仅有1.9±0.3%的重叠(n=6 rats,n=3902 orexin neurons)。上述结果表明确实存在一部分orexin神经元能够特异性投射至SLD,尽管SLD与LC相邻,但根据其下游投射靶点乃至功能的不同能够在下丘脑区域区分出不同的orexin神经元亚群。接下来为了进一步探究分别投射到SLD和LC的orexin神经元分布模式是否具有解剖位置上的特异性,根据大鼠立体定位脑图谱按照由尾端至头端的纵轴方向(AP:-2.30~-3.80 mm),在每隔200μm的6张冠状脑片上统计orexin神经元的分布数量及位置。结果发现投射到SLD的orexin神经元和投射到LC的orexin神经元与整体orexin神经元分布模式均一致,混杂分布于下丘脑中,且分布数量均是从尾端至头端由少逐渐增多再减少。上述结果提示在SLD区域以及LC区域逆行追踪所标记的orexin神经元在下丘脑中为散在分布,而非特异性分布于特定区域位置。(2)特异性支配SLD的orexin神经元亚群显示REM睡眠相关激活为了进一步明确特异性投射至SLD的orexin神经元亚群是否在睡眠/觉醒周期中具有某种活动特征进而为其下游投射靶点提供驱动力,我们对SLD区域注射CTB逆行示踪剂的大鼠进行72 h的REM睡眠剥夺。第一次REM睡眠出现的2.5 h后,立即对大鼠进行灌注,进行c-Fos免疫荧光染色。发现整体orexin神经元在睡眠剥夺组与对照组中的c-Fos表达量并无显着差异(control:7.1±1.3%,n=4 rats;RSD:6.0±0.6%,n=7 rats;P=0.435),而特异性投射至SLD的orexin神经元群在睡眠剥夺后的恢复期中c-Fos表达量显着增加(control:6.8±2.8%,n=4 rats;RSD:28.2±2.9%,n=7 rats;P=9.221×10-4)。这部分结果表明不同于整体orexin神经元的活动特点,特异性投射至SLD的orexin神经元群能够在丰富的REM睡眠中表现出更强的活性。(3)特异性支配SLD的orexin神经元亚群在REM睡眠期间钙信号增强为了更加精确地探索特异性投射至SLD的orexin神经元在自然生理状态下的睡眠/觉醒周期中的活动特点,在orexin-Cre转基因小鼠的SLD脑区定位注射逆行转染的病毒AAV-retro-Enf1α-DIO-GCa MP6s-WPRE-p A,使得特异性投射至SLD的orexin神经元标记上绿色荧光。采用光纤钙成像技术记录自由活动小鼠脑内这部分orexin神经元的钙信号强度变化,结果显示特异性投射至SLD的orexin神经元在REM睡眠期间具有明显的荧光变化(ΔF/F:0.46±0.05%),且显着高于NREM睡眠期间(ΔF/F:0.07±0.02%),而在觉醒期前荧光变化(ΔF/F:1.27±0.17%)呈现出增高的趋势(n=4 mice,one-way ANOVA;F(2,9)=36.146;P=0.5×10-4;post hoc LSD comparison test;P REM vs NREM=0.0236;P REM vs wakefulness=3.27×10-4;P NREM vs wakefulness=0.16×10-4)。上述结果再次明确,不同于以往所研究的仅在觉醒期间发生激活的orexin神经元,我们所关注的这群特异性投射至SLD的orexin神经元能够在整个REM睡眠过程中处于活跃状态。2.蓝斑底核投射的orexin神经元功能及环路特征的初步研究(1)特异性支配SLD的orexin神经元亚群调控REM睡眠稳定值得注意的是具有如此独特性的这部分orexin神经元在整体睡眠/觉醒调控中到底发挥了什么样的功能呢。我们接下来利用了光遗传学技术在单次REM睡眠中光抑制投射至SLD的orexin能纤维末梢,发现小鼠REM睡眠期间theta能量减少约7.4%(n=9mice,P=0.0325),并且平均REM睡眠片段时程显着缩短18.2%(n=9 mice,P=0.0363),而其肌电并未发生明显变化(n=9 mice,P=0.32)。进一步采用ta Casp3病毒特异性长时程损毁投射至SLD的orexin神经元亚群。结果发现,与对照组小鼠相比,ta Casp3组小鼠在REM睡眠期间肌电显着升高(ncontrol=11 mice,nta Casp3=8 mice,control:0.93±0.01,ta Casp3:1.04±0.01;two-sided unpaired t-test;P=0.09×10-4)。进一步小鼠采取24 h REM睡眠剥夺,与对照组小鼠相比,ta Casp3组小鼠在rebound期间出现间断的REM睡眠,主要表现在持续维持一段REM睡眠的能力明显减弱(ncontrol=10 mice,nta Casp3=10mice,wildtype:1.77±0.14;ta Casp3:1.34±0.11;two-sided unpaired t-test;P=0.028),并且出现REM睡眠片段数量增多的现象(wildtype:0.99±0.07;ta Casp3:1.38±0.17;two-sided unpaired t-test;P=0.047)。故长时间缺失此通路对REM睡眠稳态具有显着影响,会使得REM睡眠恢复能力有所减弱。综上所述,这部分实验结果表明SLD中的orexin能信号或特异性投射至SLD的orexin神经元的缺失均对REM睡眠的稳态调控具有明显影响,进一步明确了该条特异性通路能够稳定REM睡眠。(2)特异性支配SLD的orexin神经元亚群的下游投射靶点为进一步明确这群投射至SLD的orexin神经元亚群在睡眠/觉醒调控中是通过驱动哪些下游投射靶点进而发挥稳定REM睡眠的作用。故采用orexin-Cre转基因小鼠,在其SLD区域进行立体定位注射,将特异性投射至SLD的orexin神经元表达上红色荧光蛋白,通过荧光蛋白的免疫荧光染色和显微镜下的纤维成像,可系统分析其直接投射的下游靶点。结果发现该orexin神经元亚群仅仅只投射至SLD和与其相邻的LC,在其它REM睡眠相关脑区PNO、LDT以及觉醒相关脑区PVT均不发送纤维投射(n=2 mice)。该实验结果也与第一部分实验结果相呼应,更加明确了投射至SLD的orexin神经元亚群的独特性。(3)特异性支配SLD的orexin神经元亚群的上游全脑输入上述实验结果已表明特异性支配SLD的orexin神经元几乎是单位点投射的且在REM睡眠期具有特定的活动特征,为进一步研究具有如此独特性的orexin神经元亚群的神经环路基础。同样采用orexin-Cre转基因小鼠,首先在其SLD区域进行立体定位注射,标记出投射至SLD的orexin神经元亚群。再采用逆行病毒追踪技术追踪该神经元亚群的上游全脑输入,通过初步研究发现与整体orexin神经元的全脑输入分布相比,这群特异性投射至SLD的orexin神经元可能更多地接受了ZI和DMH脑区的输入(n=2mice)。综上所述,本研究发现下丘脑中有一部分orexin神经元是能够特异性投射至REM睡眠关键脑区SLD,可能接受来自其他脑区不同数量的输入,在REM睡眠期间激活下游投射靶区进而在睡眠/觉醒周期中发挥调控功能。此外,特异性抑制或损毁该orexin神经元亚群将会导致REM睡眠不稳定从而影响整体睡眠/觉醒稳态。故本研究揭示了下丘脑orexin神经元-脑干SLD通路调控REM睡眠的相关活动特点、功能意义及环路机制,为进一步明确相关orexin能神经系统整体协调和调控睡眠/觉醒整体稳态提供新的研究方向。
潘宜朋[4](2020)在《大鼠中央杏仁核orexins的电生理效应及其对情绪行为的调控》文中认为中央杏仁核(central amygdala,CeA)是杏仁核一个重要的输出核团。作为焦虑情绪的整合中枢以及调节情绪行为的核团,中央杏仁核在情绪的调控中发挥重要的作用。Orexins是下丘脑外侧区神经元分泌的一类神经肽。形态学研究已经证实中央杏仁核接受orexin能纤维支配,并且表达OX1受体。Orexins参与情绪调控。我们推测orexin-A可能通过调节中央杏仁核神经元自发放电而参与对情绪行为的调控。目的:选取雄性Wistar大鼠为本实验研究对象,选取药物orexin-A、orexin-B、SB-334867(OX1受体阻断剂)和TCS-OX2-29(OX2受体阻断剂),观察这些药物对大鼠中央杏仁核神经元自发放电频率和放电模式的影响,探究内源性orexins和外源性给予orexins对中央杏仁核神经元的电生理学效应。进一步采用行为学方法观察中央杏仁核orexins对大鼠焦虑情绪行为的影响。方法:利用在体多管微电极细胞外电生理记录方法,观察orexins对中央杏仁核单个神经元自发放电频率和放电模式的影响。行为学采用旷场和高架十字迷宫实验探究中央杏仁核微量注射orexins及其受体阻断剂对大鼠焦虑情绪的影响。结果:1.本实验所记录到的中央杏仁核神经元自发放电频率范围为0.31~8.79Hz,平均放电频率为2.95±0.16 Hz(n=159)。2.微压力注射0.01mmol/L orexin-A使记录到的31个中央杏仁核神经元中的18个神经元自发放电频率由2.38±0.45 Hz增加至4.40±0.67 Hz(t=-7.619,df=17,P<0.001),平均升高109.76±15.12%。Orexin-A的兴奋效应和生理盐水对照组相比显着升高(Z=-4.180,P=0.000)。Orexin-A增加中央杏仁核神经元放电频率的效应与神经元基础放电频率呈现负相关的关系(r=-0.508,P=0.031)。在另外13个中央杏仁核神经元,orexin-A的兴奋效应没有超过均数±2SD,认为无显着性差异。在18个对orexin-A有兴奋效应的中央杏仁核神经元中,8个神经元呈不规则放电,10个神经元呈簇状放电;在13个对orexin-A没有反应的中央杏仁核神经元中,6个神经元呈不规则放电,7个神经元呈簇状放电,统计结果显示orexin-A对中央杏仁核神经元的兴奋效应与神经元放电模式没有相关性(X2=0.009,P=0.606)。3.微压力注射SB-334867观察内源性orexins是否通过OX1受体调控中央杏仁核神经元自发放电。在记录到的33个中央杏仁核神经元,0.01mmol/L SB-334867使其中14个神经元自发放电频率由3.23±0.47 Hz降低至1.14±0.28 Hz(t=5.78,df=13,P<0.001),平均下降67.37±5.68%,SB-334867的降低效应与对照组相比有明显的统计学差异(Z=-3.970,P=0.000)。在另外19个神经元,SB-334867对其自发放电频率没有影响(变化小于均数±2SD)。4.微压力注射TCS-OX2-29观察内源性orexins是否通过OX2受体调控中央杏仁核神经元自发放电。TCS-OX2-29使神经元放电频率由3.27±0.61 Hz变化到3.26±0.61 Hz(t=0.175,df=14,P=0.864),平均降低2.23±4.97%(n=15),与生理盐水对照组比较,TCS-OX2-29的抑制效应无显着差异(Z=-0.439,P=0.660)。5.进一步采用orexin-A与受体阻断剂联合给药,观察orexin-A电生理效应的受体机制。首先记录了9个对orexin-A有兴奋反应的中央杏仁核神经元,单独给予orexin-A使中央杏仁核神经元放电频率由2.11±0.55 Hz升高至5.14±0.97 Hz,平均升高128.32±17.13%。待神经元放电完全恢复后,微压力注射orexin-A和SB-334867混合液,放电频率由2.45±0.59 Hz升高至2.76±0.61 Hz,平均升高17.68±3.68%,与单独给予orexin-A的兴奋效应相比明显降低(Z=-3.576,P=0.000)。6.在正常大鼠记录到的7个对orexin-A有反应的中央杏仁核神经元,单独给予orexin-A使中央杏仁核神经元放电频率从1.93±0.59 Hz升高至4.14±1.32 Hz,平均升高122.65±30.38%。待神经元放电恢复后,微压力注射orexin-A和TCS-OX2-29混合液,放电频率由2.02±0.64 Hz升高至4.97±1.59 Hz,平均升高133.80±26.38%,与单独给予orexin-A组相比无显着差异(Z=-0.575,P=0.565)。7.微压力注射orexin-B使所记录的23个中央杏仁核神经元放电频率由3.05±0.54 Hz改变至3.33±0.57 Hz(兴奋效应不超过均数±2SD)。Orexin-B平均升高放电频率14.19±4.78%,与生理盐水对照组比较无显着差异(Z=-0.274,P=0.784)。8.在行为学旷场实验中,双侧中央杏仁核微量注射orexin-A增加大鼠在旷场中央区停留时间,与生理盐水组相比显着增加(P<0.001)。联合给予SB-334867和orexin-A明显阻断orexin-A诱导的增加中央区停留时间的效应(P=0.015)。Orexin-A对大鼠运动总距离的影响与生理盐水组相比没有显着差异(P=0.172)。9.在高架十字迷宫实验中,中央杏仁核注射orexin-A显着增加大鼠进入开放臂的总时间,与生理盐水组相比具有统计学意义(P=0.007)。Orexin-A和SB-334867联合给药明显阻断orexin-A增加大鼠进入开放臂总时间的效应(P=0.006)。此外,orexin-A使大鼠进入开放臂的总次数较生理盐水组明显增加(P=0.036),而orexin-A对大鼠进入闭合臂的总次数没有明显影响(P=0.116)。结论:在体电生理实验显示,外源性orexin-A通过OX1受体使大部分中央杏仁核神经元兴奋。而且通过OX1受体,内源性orexin可调控中央杏仁核神经元自发放电。进一步行为学旷场实验和高架十字迷宫实验结果揭示orexin-A可改善大鼠焦虑样行为。因此,我们推测orexin-A通过调节中央杏仁核神经元自发放电参与情绪行为调控。本实验为进一步探究脑内orexins参与情绪调控提供了一定的实验依据和理论基础。
冯慧[5](2020)在《Orexin能信号系统对蓝斑底核和巨细胞网状核神经元网络的调控作用及行为学效应研究》文中研究指明Orexin是由位于外侧下丘脑区和穹隆周区的一类特定神经元产生的肽类神经递质,其神经纤维可投射至几乎整个中枢神经系统,如大脑皮层、下丘脑、边缘系统、脑干和脊髓等。Orexin前体蛋白可以裂解产生orexin-A和orexin-B,通过激活两种G蛋白偶联受体,即orexin-1型受体和orexin-2型受体,主要对下游靶区产生兴奋性调控作用并参与其介导的生理功能,如参与摄食调节、体温调节、内分泌调节、睡眠/觉醒功能及动机性行为等。因此揭示orexin神经投射参与形成的不同神经环路和各个下游靶区内orexin能信号系统发挥调节作用的神经机制对研究其在不同生理功能中的作用至关重要。鉴于orexin神经系统对觉醒相关脑区的大量投射,以往的研究更多的关注其在觉醒功能中的作用。但是也有文献指出orexin神经系统能够参与睡眠功能的调节。有研究报道,orexin神经系统能够直接投射到REM睡眠起始和维持的关键脑区蓝斑底核(sublaterodorsal tegmental nucleus,SLD)和巨细胞网状核(gigantocellular reticular nucleus,Gi),提示orexin神经系统可能通过直接调节SLD活动和Gi神经元活动参与REM睡眠的调控。我们课题组前期免疫荧光实验证明SLD脑区确实存在orexin纤维分布和orexin受体表达。此外,离体电生理实验结果揭示SLD脑区存在广泛的电突触联系,进一步研究结果表明orexin对SLD神经元网络放电活动存在复杂的调控作用,一方面orexin通过直接的突触后效应兴奋表达orexin受体的神经元,并通过电突触将这种兴奋效应传递到更广泛的区域;另一方面orexin通过增加电突触电导增强SLD神经元之间的电突触联系,从而导致兴奋效应在整个SLD网络中的广泛同步化。因此,orexin能够整合性地影响整个SLD神经元网络的放电活动,使其更广泛、高效、协调地兴奋。然而,在体情况下,SLD中的orexin能信号系统能否发挥上述调控作用,这种调控作用对大脑功能状态和REM睡眠有何贡献目前尚不清楚。另外,我们也在Gi脑区观察到了orexin纤维分布和orexin受体表达,并且orexin能够通过激活突触后膜上的orexin-1型和orexin-2型受体在Gi神经元上引起内向电流反应。同样地,orexin引起的上述兴奋效应对Gi神经元放电活动的具体影响及机制仍未可知。综上所述,本文首先采用在体多通道记录和神经药理学技术研究SLD中的orexin能信号系统对SLD神经元网络放电活动的调控效应以及对脑功能状态的影响,然后综合采用光遗传学和化学遗传学技术探讨SLD中orexin能信号系统对REM睡眠的调控作用和机制,另一方面,采用全细胞膜片钳记录技术结合神经药理学技术研究orexin调控Gi神经元活动的电生理效应及机制。现将相关结果阐述如下:1.Orexin能信号系统调节SLD神经元网络活动及脑功能状态的在体研究(1)Orexin通过对SLD神经元网络放电活动的影响增强海马LFP振荡活动本文首先研究orexin-A对SLD脑区神经元网络放电活动的调控作用。麻醉状态下,orexin-A显着增加了记录到的69.1%(67/97)的神经元的放电频率(n=67/97 units,P<0.01)。此外,通过分析SLD神经元对在±1 ms内的同步化放电情况来评估SLD网络中电突触的活动,结果显示30μM的orexin-A使存在电突触联系的SLD神经元对比例从8.4%上升到13.0%(n=215对),并且显着增强了88.0%的存在电突触联系的SLD神经元的同步化放电概率(n=56 units,P<0.01)。上述结果表明orexin-A能够兴奋记录到的大部分SLD神经元,并提高其兴奋时的同步化放电水平,进而导致SLD神经元网络的同步化兴奋。接下来为了进一步探究orexin对SLD神经元网络放电活动的调控效应有什么生理意义,我们采用同步记录海马局部场电位(local field potential,LFP)活动来反映SLD神经元网络的输出效率,体现脑功能状态的变化。结果发现麻醉状态下海马LFP活动呈1Hz左右的慢振荡,orexin-A增强了海马LFP慢振荡核心频段(0.3-2.5 Hz)的能量(n=5rats,P<0.05)。相位锁定分析结果显示,orexin-A显着增加了SLD神经元放电活动与海马LFP慢振荡之间的锁定强度(baseline:n=76/97 pairs,orexin:n=84/97 pairs,P<0.01)。上述结果提示orexin能信号通过引起SLD神经元网络同步化兴奋上调SLD神经元网络的输出效率,增强下游靶点海马网络活动,从而参与脑功能状态的调节。(2)Orexin引起的SLD神经元网络同步化程度的提高对调节脑功能状态至关重要为了进一步明确orexin引起的SLD神经元网络同步化兴奋与其输出效率之间的关系,我们采用CBX干扰SLD神经元网络的同步化放电水平,结果显示在CBX存在的情况下,电突触耦连SLD神经元之间的同步化放电概率减弱了47.7%(n=60 units,P<0.01),此外,CBX完全阻断了由orexin-A引起的电突触耦连SLD神经元同步化程度的提升(n=30 units,P=0.959),而不影响orexin-A引起的SLD神经元放电频率的增加(n=39/72 units,P<0.01)。上述结果表明CBX能够干扰SLD神经元网络的同步化程度,而不影响神经元的兴奋效应。观察此时海马LFP慢振荡发现其核心频段的能量相较于单独注射orexin-A显着降低(每组n=5 rats,P<0.05),并且CBX完全阻断了orexin-A引起的SLD神经元放电活动与海马LFP慢振荡之间的锁定强度的增加(baseline:n=40/72,orexin+CBX:n=55/72,P=0.488)。这部分结果表明,SLD神经元网络的输出效率依赖于orexin对SLD神经元网络同步化程度的调控,一旦其同步化程度下降,将直接影响到SLD神经元网络的输出效率,从而无法实现对脑功能状态的调节。2.Orexin能信号系统对SLD调控作用的行为学效应研究(1)NREM睡眠期间激活SLD脑区的orexin能纤维末梢能够活化脑功能状态并下调肌张力,但并不引起REM睡眠的转换为了进一步研究orexin对SLD神经元网络同步化兴奋的调控引起的脑功能状态的改变对SLD介导的REM睡眠的影响,首先采用离体膜片钳记录结合光遗传学技术,结果发现激活SLD的orexin能纤维末梢在所有记录的SLD神经元上均能引起一个明显的去极化反应(n=6 neurons for each group,P<0.05)。表明光遗传学激活SLD区域的orexin能纤维末梢能够直接兴奋SLD神经元,影响SLD神经元网络的输出效率。进一步采用光遗传学方法在双侧LH注射AAV-Ef1α-DIO-ChR2-mCherry,在双侧SLD脑区埋置光纤,并同步记录EEG-EMG信号变化。在体光遗传学激活结合脑肌电记录结果显示,在小鼠进入稳定的NREM睡眠后采用不同频率的光刺激,脑电全频段能量和肌电呈刺激频率依赖性的的下降(n=6 mice,EEG:P10Hz<0.05,P20Hz<0.01,EMG:P20Hz<0.01)。光刺激频率为20 Hz时,小鼠脑电全频段能量在给光后2.4 s出现下降(n=6 mice,P<0.01),而肌电在给光后约9 s出现下调(n=6 mice,P<0.01),与生理情况下NREM睡眠向REM睡眠的转换类似。分析脑电功率能谱图显示,theta组分显着增加(n=6 mice,P<0.05),但并没有引起明确而连续的theta节律,即没有转入REM睡眠。上述结果表明激活SLD的orexin能纤维末梢无法使NREM睡眠转入REM睡眠,但是确实能够激活脑功能状态,如增加theta成分占比以及引起肌张力的下调。(2)REM睡眠期间操纵SLD脑区的orexin能纤维末梢调节REM睡眠时长接下来进一步探究NREM睡眠期间的脑功能状态的激活和肌张力的下调能否贡献给生理状态的REM睡眠,我们在单次REM睡眠中光操纵SLD的orexin能纤维末梢,记录EEG-EMG信号变化和REM睡眠时长。结果显示激活SLD的orexin能纤维末梢后,theta/delta能量比增加10.5%(n=9 mice,P<0.05),并且显着增加12.1%的平均REM睡眠时长(n=9 mice,P<0.05)。相反,抑制SLD脑区的orexin能纤维末梢减少8.0%theta/delta能量比(n=9 mice,P<0.05),且显着减少了18.2%的平均REM睡眠时长(n=9 mice,P<0.05),激活和抑制均未观察到显着的EMGREM/NREM改变。光遗传学结果表明SLD中的orexin能信号系统能够提升SLD神经元网络的输出效率,并通过稳定脑功能状态的激活延长单次REM睡眠时长,有助于稳定REM睡眠。(3)化学遗传学抑制SLD脑区的orexin能信号系统导致REM睡眠不稳定我们接下来研究化学遗传学抑制SLD中的orexin能信号系统对REM睡眠的影响。在双侧SLD脑区注射AAV-retro-hSyn-DIO-h M4D(Gi)-mCherry抑制SLD中的orexin能信号。与注射vehicle相比,腹腔注射CNO显着减少了17.0%的REM睡眠总量(n=8 mice,P<0.01),而不影响觉醒时间百分比和NREM睡眠时间百分比。进一步分析发现REM睡眠总量的减少是由于平均单次REM睡眠时长减少导致的(n=8 mice,P<0.05)。另外,EMG-EEG分析结果显示,注射CNO后大部分REM睡眠片段中均出现严重且持续的肌张力迟缓障碍,并且NREM睡眠转入REM睡眠的生理性肌张力下降也被CNO阻断(n=8 mice,P<0.01)。同时,CNO注射还引起EEG活动theta/delta能量比显着减小(n=8 mice,P<0.05)。上述结果表明SLD中orexin能信号缺失会干扰脑功能状态的激活和肌张力下调,导致单次REM睡眠片段的不稳定,从而减少REM睡眠总量。3.Orexin对巨细胞网状核神经元活动的调控作用及机制研究(1)Orexin通过引起突触后去极化增强Gi神经元放电活动首先,我们在电流钳模式下研究orexin对Gi神经元放电活动的调控作用。我们发现,在电流钳模式下,Gi神经元具有自发放电,100 nM orexin-A(2 min)能够显着增强这些Gi神经元的放电活动频率(n=6 neurons,P<0.05)。此外,在灌流液中加入TTX(0.1μM),以阻断动作电位的产生和神经元间的突触传递活动观察到orexin-A可以在Gi神经元上诱导出去极化反应(n=6 neurons,P<0.01)。上述结果提示,orexin可以通过引起突触后去极化增强Gi神经元放电活动。(2)Orexin增加Gi神经元的持续性放电能力,而不影响其输入阻抗接下来,我们进一步研究了orexin-A对Gi神经元的兴奋效应是否伴随着神经元输入阻抗的变化。通过电流输入将测试的神经元膜电位钳制于-60 mV附近,并在加入orexin-A(100 nM)诱发出去极化效应的平台期后再将其膜电位水平钳制回baseline水平。在加入orexin-A前后,分别对测试的Gi神经元施加阶梯超极化刺激(step:-10 pA,duration:2 s)。通过绘制在上述测试中得到的电流-电压曲线(current-voltage relationship)变化,可以计算得出其斜率(slope),即为该神经元的输入阻抗。通过上述研究,我们发现,orexin对Gi神经元的输入阻抗并不存在显着影响。在这种情况下,我们进一步探讨了orexin-A对Gi神经元的放电活动模式是否存在直接的调控效应。在(2)中所述条件下,我们发现系列方波刺激(0-225 pA)可以在所有测试的Gi神经元上诱导出tonic的放电反应。有意思的是,通过绘制电流-放电频率曲线(current-frequency curve)后我们发现,orexin-A显着增强了相同电流(>100 pA)刺激在Gi神经元中所引起的放电活动频率(n=9 neurons,P<0.05)。该部分结果揭示,在相同去极化驱动力的条件下,orexin还可以直接增强Gi神经元的兴奋性。(3)Orexin通过缩短放电峰峰间距增强Gi神经元兴奋性最后,对orexin增强Gi神经元兴奋性的机制进行进一步研究。在加入orexin前后,通过分析相同电流刺激(225 pA)所诱发的放电活动的峰峰间距(inter-spike intervals),我们发现所有测试Gi神经元的诱发动作电位的峰峰间距均在2-s刺激的后半段到达平台期。统计分析后发现,orexin对诱发放电反应的初始阶段的峰峰间距并无显着影响,有意思的是,orexin显着缩短了平台期时Gi神经元放电的峰峰间距(n=9 neurons,P<0.05)。这部分数据表明,orexin能够通过缩短放电的峰峰间距增加Gi神经元的持续性放电活动。接下来,进一步对上述缩短的峰峰间距这一现象产生的电生理基础进行了分析。我们发现orexin对Gi神经元的动作电位放电阈值、放电幅度、波形宽度均无影响。此外,orexin不影响动作电位后超极化的幅度和时间间隔。上述结果提示,orexin缩短Gi神经元放电的峰峰间距并非通过对动作电位波形的影响来实现,而是反应了自前一个动作电位后超极化的波谷水平向后一个动作电位的阈值水平更快的去极化。综上所述,本研究发现SLD中的orexin能信号能够广泛兴奋SLD神经元,并提升神经元之间的同步化放电水平,引起SLD神经元网络的同步化兴奋,从而上调SLD神经元网络的输出效率,通过增强与下游靶点海马之间的联系激活脑功能状态。在自由活动动物上,SLD中的orexin能信号系统通过稳定脑功能状态的激活稳定单次REM睡眠时长,一旦其信号缺失将会引起脑功能状态不稳定和肌张力迟缓障碍,从而导致REM睡眠不稳定。本研究揭示了orexin能信号系统调控REM睡眠的直接通路及其机制,并为理解orexin信号缺失引起的REM睡眠疾病的发病机制提供新的研究方向。另外,本研究还发现orexin能够直接调控Gi神经元的放电活动,通过增强其兴奋性促进Gi神经元持续性放电。这部分结果揭示了orexin对Gi神经元的兴奋性调控作用,为今后探索Gi脑区orexin能信号系统的生理学效应和意义以及其在Gi介导的运动行为中的具体功能奠定基础。
叶城[6](2020)在《草鱼大脑和垂体中神经肽挖掘及速激肽功能鉴定》文中指出在脊椎动物中,大脑和垂体是机体内极其重要的器官。大脑可以通过合成与释放神经肽调节垂体激素的合成与分泌,进而参与机体生长、生殖、应激和免疫等生理过程的调控。与哺乳动物不同,鱼类的下丘脑-垂体轴缺失了门脉系统,因此调控垂体激素合成与分泌的上游神经肽变得更为庞大和复杂。基于此,本研究以草鱼(Ctenopharyngodon idellus)为研究对象,首先,通过组织切片技术分析草鱼不同大脑亚区及垂体的形态和显微结构,并结合生物信息学方法初步探究草鱼各脑区和垂体的功能及各脑区间的相互关系。接着,基于草鱼基因组数据库和草鱼大脑各亚区和垂体的转录组数据,挖掘草鱼大脑和垂体中的神经肽编码基因及其相关受体信息,并对它们在草鱼大脑不同亚区和垂体内的分布进行分析。最后,以挖掘出的速激肽家族的神经肽为切入点,分别研究了TAC3编码产物NKB和NKBRP以及TAC4编码产物HK1和HK2在草鱼垂体内的功能及其作用机制。主要研究结果如下:1、草鱼大脑和垂体的形态学和组织学H.E染色切片结果显示,草鱼大脑主要由6个亚区构成,包括嗅球、端脑、视顶盖、下丘脑、小脑和延脑。与软骨鱼类和哺乳类不同,草鱼大脑和垂体间无下丘脑-垂体门脉系统,下丘脑的神经元直接伸入并终止于前腺垂体内。通过分析草鱼不同脑区和垂体的转录组测序数据,本研究发现嗅球可能与生殖和免疫有关;端脑可能参与食欲和生殖的调控;视顶盖不仅在视觉系统中发挥重要功能,并可能涉及摄食行为的调控;下丘脑在摄食和生殖过程中扮演重要角色;延脑与听觉系统有关;垂体在能量代谢、器官发育和生殖过程中起关键作用。相关性分析结果显示,下丘脑和端脑不仅在结构上高度相关,其功能也存在重叠性,表明端脑和下丘脑可能是硬骨鱼类摄食和生殖的调控中心。2、结合草鱼基因组数据库和草鱼大脑各亚区及垂体的转录组数据,本研究系统地挖掘了来自23个家族共计91个神经肽前体编码基因,以及上述神经肽相对应的112个受体基因。基于RNA-seq数据,对上述基因在草鱼6个不同大脑亚区和垂体内的转录本表达水平进行分析。最后,结合已有研究和本研究的结果,对神经肽及其受体在草鱼大脑和垂体的主要合成区域和功能行使位置进行了预测。3、以草鱼垂体细胞为研究对象,转录组分析表明NKB能够诱导垂体内729个基因的差异表达,这些基因涉及了激素活性、食物摄入、信号转导和代谢等。体外细胞培养和RT-q PCR结果显示,NKB在草鱼垂体细胞中可以以时间和剂量依赖的方式诱导四种厌食肽(UTS1、CART、POMCb和NMB)m RNA的表达。受体选择性和受体后信号通路实验结果显示,NKB对草鱼垂体中UTS1、CART、POMCb和NMB表达的刺激作用均能由NK3R介导。这些反应激活了腺苷酸环化酶/蛋白激酶A(c AMP/PKA)通路、磷脂酶C/肌醇1,3,5-三磷酸/蛋白激酶C(PLC/IP3/PKC)通路和Ca2+/钙调蛋白/Ca M-依赖性蛋白激酶II(Ca2+/Ca M/Ca MK-II)通路。此外,腹腔注射NKBa能够显着诱导草鱼垂体内这四种厌食肽m RNA表达。此外,摄食实验结果显示,草鱼进食后下丘脑内的TAC3a和TAC3b m RNA表达显着提高。这些结果表明,NKB是一个饱感因子,它能够通过调节垂体中厌食肽的表达参与硬骨鱼类摄食调节。4、以草鱼为研究对象,本研究从草鱼大脑和垂体中克隆得到TAC4基因及其受体NK1Rb和NK3Ra1。序列分析显示草鱼TAC4能够编码HK1和HK2成熟肽。组织表达分析表明TAC4在下丘脑、嗅球和延脑中高表达,受体NK1Rb、NK3Ra2和NK3Rb等均在垂体中有较高的表达,预示TAC4在草鱼垂体中可能发挥重要功能。通过在HEK293T细胞膜上表达NKRs,HK2对6个NKRs均有较高的激活效率,其中对NK2R应是HK2的特异性受体;而HK1仅能微弱激活NK2R、NK3Ra2和NK3Rb。转录组测序和生物信息学分析结果显示,HK2能够诱导垂体细胞内1051个基因差异表达,这些基因主要涉及食欲的负调节、激素活性、受体配体结合和G蛋白偶联受体信号通路等。在草鱼垂体原代细胞中,HK2能够以时间依赖性和剂量依赖性的方式促进PRL、SLα、UTS1、NMB1、CART2和SN2 m RNA表达,而HK1对上述基因均无显着反应。为了解析HK1在草鱼垂体内的失活原因,本研究将含VFGLM基序的HK1修改为FFGLM基序的HK1突变体(HK1-M)。受体-配体反应表明,不同于HK1,HK1-M对6个NKRs展现了很高的激活效率。同时,HK1-M能够显着诱导草鱼垂体细胞内UTS1、PRL和SLαm RNA表达。此外,HK1和HK2共处理垂体细胞实验显示,HK1不能有效阻断HK2在垂体中的功能,表明HK1不是HK2的内源性拮抗剂。综上结果表明,HK2可以直接作用于草鱼垂体细胞,通过受体NKRs的介导,促进垂体内PRL、SLα、UTS1、CART2、NMB1和SN2的m RNA表达;而HK1因其FXGLM序列突变致使其功能丢失。综上所述,本研究建立了草鱼不同大脑亚区和垂体的解剖学和转录组数据库,对草鱼不同脑区以及垂体的结构和功能做出了初步分析,深入挖掘了草鱼大脑和垂体内的神经肽前体及其受体基因,并以速激肽家族为切入点,研究了TAC3编码产物和TAC4编码产物在垂体中的功能及作用机制。本研究有助于丰富我们对鱼类大脑不同亚区显微结构和功能的认识,为进一步深入研究鱼类神经肽的功能提供了基础。
胡令明[7](2020)在《男性酒依赖患者急性戒断期血浆Orexin-A浓度与戒断症状、心理渴求的相关性研究》文中提出目的:探讨急性戒断期男性酒依赖患者(研究组)的血浆orexin-A(OXA,食欲素A)浓度与普通健康成年男性人群(对照组)的差异,并分析血浆OXA水平变化与酒精戒断症状严重程度和心理渴求的关系。方法:自2017年7月至2019年8月收集在山东省精神卫生中心住院治疗且符合入组标准的60名酒依赖患者作为研究组,同时招募筛查与研究组年龄、性别、职业及受教育年限等一般人口学资料相匹配的60名健康成年男性志愿者作为对照组。使用密西根酒精依赖筛查量表(Michigan alcoholism screening teat,MAST)进行对照组的入组筛查,采用自编一般情况调查问卷收集两组人口学资料及入组前的酒精使用相关情况。对于研究组在入组当天(基线)和第14天测定血浆OXA浓度,以及总胆固醇(CHOD)、肌酸激酶(CK)、谷丙转氨酶(ALT)、谷草转氨酶(AST)、血糖、血钾生化指标;对于对照组仅在入组当天检测上述指标。研究组在入组当天和入组第14天使用修订版临床酒精戒断症状评定估量表中文版(clinic institute alcohol withdrawal syndrome scale,CIWA-Ar)及酒精心理渴求视觉模拟量表(visual analogus scale,VAS)评估工具评定急性酒精断期间戒断反应和心理渴求的严重程度,运用SPSS22.0统计软件进行统计学分析,探究OXA浓度与酒精戒断反应及心理渴求之间的关系。结果:1.在入组当天,研究组的血浆OXA浓度(302.50±46.77pg/mL)较对照组(54.42±8.60pg/mL)明显增高,差异具有统计学意义(t=40.41,P=0.00);同时,研究组与对照组之间CHOD、AST、ALT、CK、血糖及血钾浓度具有统计学差异(P均<0.05)。2.在入组当天,研究组轻度戒断者血浆OXA水平(281.96±39.49pg/mL)明显低于中度或重度戒断者(318.51±40.70pg/mL,315.60±53.95pg/mL),且具有显着的统计学差异(F=4.67,P=0.01);而中度与重戒断反应者之间血浆OXA水平并无明显统计学差异(P>0.05)。3.经过2周戒断治疗后,患者组血浆OXA浓度(282.29 ±49.69pg/mL)较入组当天明显降低,差异具有统计学意义(t=3.42,P=0.00);但仍高于对照组的血浆OXA浓度,差异具有统计学意义(t=34.78,P=0.00)。4.在入组当天,研究组血浆OXA水平与CIWA-ar评分、VAS得分呈正相关(r=0.34,P=0.00;r=0.47,P=0.00)。5.在急性戒断期研究组血浆OXA水平与CIWA-ar中焦虑、激越的评分呈正相关(r=0.29,P=0.01;r=0.22,P=0.03)。6.多元线性回归分析显示:入组当天患者血浆OXA浓度和肌酸激酶水平是急性酒精戒断反应的影响因素(t=2.85,P=0.01;t=2.65,P=0.01),血浆OXA浓度同时也是心理渴求的影响因素(t=3.64,P=0.00)。结论:急性酒精戒断期男性患者的血浆OXA浓度高于普通健康男性人群的。急性酒精戒断期男性患者的戒断反应严重程度、心理渴求程度与血浆OXA水平呈正相关。急性酒精戒断期血浆高OXA水平的酒依赖患者更容易出现比较严重的戒断反应和心理渴求。
张雪华[8](2019)在《DVC极后区微量注射Orexin-A对顺铂诱导大鼠厌食作用的影响及潜在机制研究》文中研究指明目的:顺铂是肿瘤化疗常用药,在多种化疗药物中具有重要地位,其治疗效果好,应用广泛,但在应用时常出现一系列副作用,如恶心呕吐,肾脏和肝脏损害,以及耳毒性等。Orexin-A又称为胖素,主要参与摄食、体重和能量平衡等调控。Orexin-A神经元在中枢分布比较局限,主要分布于下丘脑外侧区(Lateral hypothalamic area,LHA)和穹窿周区(Perifornical area,PeF),但这些神经元可发出纤维投射至参与摄食调控的下丘脑,也可与参与胃肠感觉和动力调控的迷走复合体(包括迷走背核、孤束核和极后区)有纤维联系。啮齿类动物中枢注射Orexin-A可显着促进其胃肠运动,增加摄食量和体重。LHA内Orexin神经元兴奋可激活迷走复合体(Dorsal vagal complex,DVC)极后区(Area Postrema,AP)神经元,进而促进胃肠运动和胰腺分泌。但关于Orexin-A在AP是否参与顺铂所致大鼠食欲减退影响未见报道。因此,本研究拟观察AP微量注射Orexin-A对顺铂诱导大鼠厌食或异食癖的影响及潜在机制,目的是为临床顺铂致恶心呕吐或食欲减退防治提供可信实验依据。方法:1.采用Real-time PCR方法,观察腹腔注射顺铂对AP Orexin-A mRNA表达的影响。选取30只大鼠随机分为3组(n=10),生理盐水对照组(NS组):腹腔注射(ip)NS 4 mL/kg;24 h顺铂注射组:腹腔注射顺铂4 m L/kg;48 h顺铂注射组:腹腔注射顺铂4 m L/kg。观察和比较顺铂对AP Orexin-A mRNA表达的影响。2.采用单细胞外放电记录,观察AP微量注射Orexin-A对顺铂诱导的胃牵张反应(Gastric distention sensitive neurons,GD)神经元放电活动的影响。本实验选取100只大鼠(腹腔注射NS大鼠40只,腹腔注射顺铂大鼠60只),采集GD神经元,通过多管微电极将药物喷洒于神经元上,记录单细胞外放电活动改变。当用药前后神经元放电频率增加/减少20%,即该神经元兴奋或抑制。3.喂食标准动物饲料或高岭土,观察AP微量注射Orexin-A对顺铂诱导大鼠摄食活动的改变,以及Ghrelin受体信号通路在该过程的调控。40只大鼠随机分为4组(n=10):(1)NSip+NSAP组:腹腔注射NS(4 m L/kg),AP注射NS 0.5μl;(2)顺铂ip+NSAP组:腹腔注射顺铂(4 mg/kg),AP注射NS 0.5μl;(3)顺铂ip+Orexin-AAP组:腹腔注射顺铂(4 mg/kg),AP注射Orexin-A(150 pmol/0.5μl);(4)顺铂ip+Orexin-AAP+[D-Lys-3]-GHRP-6AP组:腹腔注射顺铂(4 mg/kg),AP注射Orexin-A(150 pmol)和[D-Lys-3]-GHRP-6(30 nmol)混合液0.5μl。腹腔注射顺铂仅注射1次,AP注射药物连续5天,每天1次。4.采用ELISA检测方法,观察AP微量注射Orexin-A对顺铂ip大鼠脑脊液P物质的影响。40只大鼠随机分为4组(n=10):(1)NSip+NSAP组:腹腔注射NS(4mL/kg),AP注射NS;(2)顺铂ip+NSAP组:腹腔注射顺铂(4 mg/kg),AP注射NS;(3)顺铂ip+Orexin-AAP组:腹腔注射顺铂(4 mg/kg),AP注射orexin-A(150pmol);(4)顺铂ip+Orexin-AAP+[D-Lys-3]-GHRP-6AP组:腹腔注射顺铂(4 mg/kg),AP注射orexin-A(150 pmol)和[D-Lys-3]-GHRP-6(30 nmol)混合液。所有AP注射量均为0.5μl,实验结束后24 h收集大鼠脑脊液,检测脑脊液P物质含量。结果:1.Real time-PCR研究显示,与NS组相比,腹腔注射顺铂24 h或48 h后,AP Orexin-A mRNA表达显着减少(P<0.05);但24 h顺铂组与48 h顺铂组之间,AP Orexin-A mRNA表达无显着差异(P>0.05)。2.单细胞电生理研究显示,在40只NSip组大鼠AP共采集了120个自发放电神经元,其中有76个为胃牵张反应性神经元(GD-N,76/120,63.3%),包括36个胃牵张兴奋性神经元(GD-E)和40个胃牵张抑制性神经元(GD-I);在60只顺铂ip24h大鼠,DVC共采集了168个自发放电神经元,其中96个神经元为GD-N(96/168,57.1%),包括52个GD-E和44个GD-I。但NSip组和顺铂ip组大鼠间GD-E与GD-I神经元所占总采集的神经元的比率没有显着差异(P>0.05)。与NSip+NSAP组相比,顺铂ip+NSAP组大鼠GD-E神经元放电频率显着增加(P<0.05),而GD-I神经元放电频率显着降低(P<0.05);与NSip+NSAP组大鼠相比,腹腔注射NS,AP微量注射Orexin-A可显着抑制GD-E神经元的放电活动(P<0.05),但GD-I神经元放电频率显着增加(P<0.05);与顺铂ip+NSAP组相比,顺铂ip+Orexin-AAP大鼠GD-E神经元放电频率显着降低(P<0.05),而GD-I神经元放电频率显着增加(P<0.05)。且Orexin-A诱导的GD神经元兴奋/抑制作用可被AP预先注射Orexin-A受体拮抗剂SB-334867完全阻断(P<0.05)。提示,顺铂可改变GD-反应性神经元的电生理特性,AP Orexin-A可压抑顺铂诱导的神经元兴奋性改变。进一步统计学分析发现,Orexin-A对NSip或顺铂ip大鼠调控GD神经元兴奋/抑制的效应不同,即,与NSip+Orexin-AAP大鼠相比,顺铂ip大鼠AP注射Orexin-A,对GD-E神经元放电活动的抑制作用减弱(P<0.05),但对GD-I神经元放电兴奋作用增强(P<0.05)。3.ELISA研究结果显示,与NSip+NSDVC组相比,顺铂ip+NSDVC组大鼠脑脊液中P物质含量显着升高(P<0.05);与顺铂ip+NSAP组相比,若AP微量注射Orexin-A(顺铂ip+Orexin-AAP组),大鼠脑脊液P物质含量显着降低(P<0.05);与顺铂ip+Orexin-AAP组相比,AP注射Orexin-A+Ghrelin受体阻断剂[D-Lys-3]-GHRP-6混合液,大鼠脑脊液P物质含量显着升高(P<0.05),即Orexin-A降低P物质效应减弱。4.摄食研究结果显示,与NSip+NSAP组大鼠相比,腹腔注射顺铂24 h后,大鼠(顺铂ip+NSAP组)摄食量显着减少(P<0.05),顺铂诱导的该种厌食效应可持续5天(P<0.05),且1-5天(d)的累积摄食量降低40%。与顺铂ip+NSAP组相比,顺铂ip+Orexin-AAP组大鼠摄食量显着增加(P<0.05)。提示,Orexin-A可改善顺铂诱导的厌食效应。若AP内注射Orexin-A+Ghrelin受体拮抗剂[D-Lys-3]-GHRP-6混合液,可部分减弱Orexin-A抵抗顺铂的厌食效应(P<0.05)。提示,Orexin-A抗厌食效应可能与Ghrelin信号通路有关。5.顺铂诱导大鼠异食癖研究结果显示,在顺铂ip+NSAP组大鼠,腹腔注射顺铂后1-5 d,大鼠高岭土日累计摄入量显着高于NSip+NSAP组(P<0.01)。提示,顺铂可诱导大鼠出现异食癖现象(高岭土摄入量增加)。若预先AP注射Orexin-A(顺铂ip+Orexin-AAP组),与顺铂ip+NSAP组比较,大鼠1-5 d的高岭土日累计摄入量显着降低(P<0.05)。提示,Orexin-A可改善顺铂诱导的大鼠异食癖。若AP注射Orexin-A+[D-Lys-3]-GHRP-6混合液,可部分减弱Orexin-A抵抗顺铂诱导的异食癖(P<0.05)。提示,Ghrelin受体信号通路在Orexin-A改善顺铂诱导的副作用中发挥着重要作用。结论:AP有与胃牵张感觉传入相关神经元,顺铂可影响这些神经元的兴奋性,Orexin-A也参与顺铂对这些神经元兴奋性的调控;AP Orexin-A可减弱顺铂诱导的厌食或异食癖效应,P物质和Ghrelin受体信号系统可能也参与了该过程调控。
宗勇[9](2019)在《大鼠LHA Orexin-A神经投射对VTA胃扩张敏感神经元放电活性和胃排空的调控研究》文中提出目的:观察大鼠下丘脑外侧核(LHA)-中脑腹侧被盖区(VTA)Orexin-A神经通路对大鼠VTA内胃扩张敏感神经元放电活动影响,以及此神经通路对胃排空的调控作用。方法:选取健康雄性Wistar大鼠,按不同实验具体要求随机分组,观察LHA-VTA间神经纤维联系和功能。用荧光免疫组织化学法检测VTA内Orexin-A受体1(OX-1R)表达;荧光金(FG)逆行追踪结合荧光免疫组织化学法,观察VTA来源FG与LHA内神经递质Orexin-A共存现象;电生理方法记录胃扩张刺激对VTA神经元放电活动的影响;采用单细胞外放电记录方法,检测VTA核团注射Orexin-A对胃扩张敏感神经元放电活动影响及Orexin-A受体拮抗剂SB334867的抑制作用;进一步电刺激LHA,检测VTA内Orexin-A反应性胃扩张敏感神经元放电活动以及SB334867预处理对该作用的影响;应用大鼠胃排空酚红定量法观察VTA微量注射Orexin-A或电刺激下丘脑LHA对大鼠胃排空的作用及SB334867预处理对其的影响。结果:(1)荧光免疫组织化学染色结果显示,大鼠VTA内存在Orexin-A受体免疫阳性神经元表达。(2)荧光金逆行追踪结合荧光免疫组织化学法结果显示,VTA注射FG逆行至LHA,且部分FG阳性神经元为Orexin-A表达神经元,提示LHA内Orexin-A神经元纤维投射至VTA。(3)大鼠中脑VTA核团记录到的79个自发放电神经元中,58个神经元在胃扩张刺激后放电发生显着变化。其中呈现兴奋效应的(GD-E)有41个,呈现抑制效应的(GD-I)有17个。(4)VTA微量注射Orexin-A,41个GD-E中,68.29%(28/41)的神经元放电频率显着增加,从6.14±1.22 Hz升高到9.21±1.43 Hz(P<0.05),21.95%(9/41)放电频率显着降低,从6.87±1.46 Hz降低到4.13±1.12 Hz(P<0.05)。17个GD-I中,70.59%(12/17)的神经元放电频率显着升高,从6..03±1.42 Hz增加到9.22±1.90 Hz(P<0.05),23.53%神经元(4/17)放电频率显着下降,从6.23±1.01 Hz下降到3.12±0.92Hz(P<0.05)。VTA预先注射Orexin-A受体拮抗剂SB-334867,则Orexin-A对胃扩张敏感神经元的作用被完全阻断(P>0.05)。(5)电刺激LHA,在VTA记录到31个Orexin-A反应性GD-E神经元,其中有70.97%(22/31)神经元进一步呈现兴奋效应,放电频率从5.41±1.98 Hz升高至9.55±3.35Hz(P<0.05),19.35%(6/31)神经元放电减弱,从6.15±2.06 Hz降低到3.49±1.27 Hz(P<0.05);在VTA记录到的17个Orexin-A反应性GD-I神经元,其中有64.71%(11/17)神经元放电频率显着升高,放电频率从5.28±1.28 Hz升高到9.65±2.29Hz(P<0.05),29.41%(5/17)放电频率明显降低,放电频率从6.91±1.78 Hz降低到4.02±1.06 Hz(P<0.05)。SB-334867预处理VTA后,再电刺激LHA,VTA内Orexin-A反应性胃扩张敏感神经元的放电频率增长幅度显着下降(P<0.05)。(6)胃排空研究结果显示,VTA内微量注射Orexin-A,大鼠胃排空显着增加(P<0.05),VTA预先微量注射SB-334867,可部分阻断该效应(P<0.05)。电刺激下丘脑外侧核,大鼠胃排空显着增强(P<0.05)。同样,VTA内微量注射SB-334867,再电刺激下丘脑外侧核,电刺激导致的胃排空增强效应显着减弱(P<0.05)。结论:下丘脑LHA-VTA存在Orexin-A神经通路,该通路可能参与中枢胃传入信息和胃动力的调控。
胡俊仪[10](2019)在《Orexin-A对鲤葡萄糖吸收、代谢和下丘脑摄食肽表达的影响》文中指出糖类是鱼类饲料中必不可少的成分,具有易得、价廉等特点。适量添加可起到节约蛋白质作用。但大多数鱼类对糖的耐受量较低,表现出一种类似糖尿病的症状。如何通过营养学手段,调控鱼类糖脂代谢功能,提升养殖动物机体对碳水化合物的利用显得尤为重要。食欲素(Orexin)是一种由下丘脑分泌的神经肽,参与机体摄食、能量稳态调节,其在哺乳动物中的功能及作用机理已经非常透彻。但在水产动物中,Orexin的作用主要关注在调控摄食方面,其在营养代谢调节方面的研究较少。基于此,本研究通过cDNA末端快速扩增(rapid amplification of cDNA ends,RACE)技术,获得Orexin前体基因cDNA序列,并化学合成Orexin-A蛋白,进行在体注射和离体细胞生物学实验。在体注射实验挑选健康、规格整齐的鲤(Cyprinus carpio)共450尾(平均初始体重为22.02±0.17 g),并将其随机分为5组,每组3个重复,每重复30尾。禁食24小时后,实验组以1.67 mg/g体重的剂量用灌胃针口服葡萄糖后,腹腔注射Orexin-A(0,10,100,1000 ng/g体重)。对照组灌喂PBS溶液。在实验结束后分别检测血糖含量,葡萄糖转运载体、糖酵解、糖异生相关基因的表达以及葡萄糖转运活性变化。离体细胞生物学实验通过分离培养鲤原代肝细胞,使用葡萄糖、Orexin-A孵育细胞,实验结束后检测糖吸收、糖代谢相关基因的表达。此外,为了检测Orexin-A对鲤下丘脑摄食相关神经肽的影响,我们在体内实验结束后检测了下丘脑摄食相关神经肽基因的表达。实验结果如下:1.食欲素前体基因的克隆及系统发育分析利用RT-PCR和cDNA末端快速扩增的方法克隆得到鲤prepro-orexin cDNA部分基因序列。Prepro-orexin基因cDNA的部分长度为513 bp,开放读码框ORF为471 bp,编码156个氨基酸的Orexin蛋白,包括49个氨基酸的Orexin-A和28个氨基酸的Orexin-B。鲤Orexin-A序列中存在4个Cys,鲤Orexin具有一个插入序列,位于84-104位(DGAHLPLLLPGGTVSAPLRLG)。同源比对发现鲤Orexin-B比Orexin-A更保守。Prepro-orexin基因组织分布发现,prepro-orexin基因在脑部尤其是下丘脑高表达,在外周组织中肝、肠、肌的Orexin表达量较高。2.食欲素A对鲤血糖的调节及其对葡萄糖转运载体、糖酵解糖异生相关基因表达的影响注射Orexin-A可显着降低由灌喂葡萄糖导致的高血糖水平。在实验1 h后,注射Orexin-A组显着低于未注射组(p<0.05),且与注射浓度负相关。灌喂葡萄糖后,肠的葡萄糖转运蛋白2(Glucose transporter 2 proteins,glut2)和钠葡萄糖共转运蛋白1(Na+/glucose co-transporter 1 proteins,sglt1)基因表达量显着上调,但注射Orexin-A后2h,肠glut2和sglt1表达量显着低于未注射组(p<0.05);而肝的glut2和sglt1基因以及肌的葡萄糖转运蛋白4(Glucose transporter 4 proteins,glut4)基因的表达量注射组显着高于未注射组(p<0.05)。灌喂葡萄糖后,肠葡萄糖转运活性也显着升高(p<0.05),但注射Orexin-A组显着低于未注射组(p<0.05)。3.Orexin-A对鲤原代肝细胞葡萄糖代谢的影响葡萄糖浓度对鲤肝细胞糖代谢的影响的研究结果表明,单独用葡萄糖(5 mM)处理对鲤肝细胞葡萄糖代谢相关基因表达没有影响,而15mM葡萄糖处理显着增加了glut2mRNA的表达,促进了糖酵解与糖异生关键基因表达。Orexin-A(100,1000 nM)可以刺激肝细胞中glut2 mRNA的表达(p<0.05),且呈剂量依赖性;Orexin-A(100,1000nM)可以显着提高肝细胞糖原合成酶(glycogen synthase,gys)基因的表达(p<0.05),同样呈剂量依赖性;Orexin-A(100,1000 nM)可以刺激肝细胞糖酵解关键酶己糖激酶(Hexokinase,hk)和葡萄糖激酶(Glucokinase,gk),抑制糖异生关键酶果糖-1,6-二磷酸酶(Fructose 1,6-bisphosphatase,fbpase)的表达。4.Orexin-A对鲤下丘脑摄食相关神经肽表达的影响采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术检测糖耐量实验后下丘脑促进摄食的神经肽Y(Neuropeptide Y,npy)及抑制摄食的可卡因安非他明调节转录产物(Cocaine-amphetamine-regulated transcript,cart)和阿黑皮素(Proopiomelanocortin,pomc)在鲤中表达变化,结果显示灌喂葡萄糖后,npy基因表达量显着降低;pomc、cart基因表达量显着升高(与0h组相比)。注射Orexin-A后,注射组npy基因的表达量显着低于未注射组,cart mRNA表达量注射组显着高于未注射组,pomc mRNA表达量在1 h Orexin-A 1000 ng/g同样组显着高于未注射组。综上所述,在体实验的结果表明灌喂葡萄糖后注射Orexin-A能显着缓解高血糖现象,其降血糖能力可能是通过抑制肠葡萄糖的吸收,促进肝和肌葡萄糖利用来实现的;离体细胞实验也验证了Orexin-A能够促进肝对葡萄糖的吸收和利用。同时,在灌喂葡萄糖导致的糖负荷条件下Orexin-A能显着抑制促食肽npy的基因表达,促进抑食肽cart和pomc的基因表达。根据实验结果,推测Orexin-A可能是通过调控机体葡萄糖吸收、促进葡萄糖利用和抑制机体摄食来维持机体血糖稳态。
二、神经肽Orexins的研究进展(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、神经肽Orexins的研究进展(论文提纲范文)
(1)基于模式动物海兔的神经肽及受体研究(论文提纲范文)
1 神经肽概述 |
1.1 神经肽及受体的概念及发现 |
1.2 神经肽及受体的多样性 |
2 神经肽的鉴定方法 |
3 神经肽的作用方式 |
3.1 神经肽的受体特征及鉴定方法 |
3.2 神经肽的突触作用模式 |
4 神经肽生理功能的研究方法 |
5 研究神经肽的常用模式动物 |
6 软体动物海兔神经肽的研究进展 |
6.1 利用海兔研究神经肽的优势 |
6.2 调控摄食行为多样性及可塑性的神经肽研究 |
6.3 调控摄食行为类别的神经肽研究 |
6.4 海兔神经肽参与多种行为的协调性表达 |
7 总结与展望 |
(2)下丘脑orexin-脑桥尾侧网状核和背外侧被盖底核神经通路调控肌张力的功能及机制研究(论文提纲范文)
英文缩写一览表 |
英文摘要 |
中文摘要 |
第一章 前言 |
第二章 下丘脑orexin-PnC神经通路的构筑及生理学作用研究 |
2.1 材料和方法 |
2.2 结果 |
2.3 讨论 |
第三章 下丘脑orexin-PnC神经通路的肌张力调控效应研究 |
3.1 材料和方法 |
3.2 结果 |
3.3 讨论 |
第四章 下丘脑orexin-PnC神经通路促进肌张力的功能意义研究 |
4.1 材料和方法 |
4.2 结果 |
4.3 讨论 |
第五章 下丘脑orexin-SLD神经通路调控肌张力的功能意义研究 |
5.1 材料和方法 |
5.2 结果 |
5.3 讨论 |
全文总结 |
参考文献 |
文献综述 Orexin能神经系统调控运动功能及其缺陷导致运动障碍的神经机制研究进展 |
参考文献 |
攻读学位期间发表的文章 |
致谢 |
(3)下丘脑orexin神经元-蓝斑底核神经通路的活动特征及功能研究(论文提纲范文)
英文缩略一览表 |
Abstract |
摘要 |
第一章 前言 |
第二章 蓝斑底核投射的orexin神经元活动特征 |
2.1 实验材料和方法 |
2.2 结果 |
2.3 讨论 |
第三章 蓝斑底核投射的orexin神经元功能及环路机制初步研究 |
3.1 实验材料和方法 |
3.2 结果 |
3.3 讨论 |
全文总结 |
参考文献 |
文献综述 Orexin神经元群参与睡眠/觉醒调控的研究进展 |
参考文献 |
学习期间在投和已发表的论文 |
致谢 |
(4)大鼠中央杏仁核orexins的电生理效应及其对情绪行为的调控(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
引言 |
材料与方法 |
1 实验动物 |
2 实验药品 |
3 实验仪器 |
4 电生理实验方法 |
4.1 麻醉 |
4.2 颅骨开窗术 |
4.3 电极制备 |
4.4 压力注射给药,细胞外记录放电 |
4.5 中央杏仁核神经元自发放电频率的分析 |
4.6 中央杏仁核神经元的鉴别以及其放电模式分析 |
5 行为学方法 |
5.1 套管埋置术 |
5.2 大鼠旷场实验测试 |
5.3 大鼠高架十字迷宫 |
6 组织学检查 |
7 统计学分析 |
8 实验项目 |
实验结果 |
1.Orexin-A对大鼠中央杏仁核神经元自发放电的影响 |
2.SB-334867对大鼠中央杏仁核神经元自发放电的影响 |
3.TCS-OX2-29对大鼠中央杏仁核神经元自发放电的影响 |
4.Orexin-A调控大鼠中央杏仁核神经元自发放电的受体机制 |
5.Orexin-B对大鼠中央杏仁核神经元自发放电的影响 |
6.Orexin-A对大鼠旷场行为的影响 |
7.Orexin-A对大鼠高架十字迷宫行为的影响 |
讨论 |
结论 |
参考文献 |
附图 |
综述 |
综述参考文献 |
攻读学位期间的研究成果 |
缩略词表 |
致谢 |
(5)Orexin能信号系统对蓝斑底核和巨细胞网状核神经元网络的调控作用及行为学效应研究(论文提纲范文)
英文缩写一览表 |
英文摘要 |
中文摘要 |
第一章 前言 |
第二章 Orexin能信号系统调节SLD神经元网络活动及脑功能状态的在体研究 |
2.1 实验材料和方法 |
2.2 结果 |
2.3 讨论 |
第三章 Orexin能信号系统对SLD调控作用的行为学效应研究 |
3.1 实验材料和方法 |
3.2 结果 |
3.3 讨论 |
第四章 Orexin对巨细胞网状核神经元活动的调控作用及机制研究 |
4.1 实验材料和方法 |
4.2 结果 |
4.3 讨论 |
全文总结 |
参考文献 |
文献综述 Orexin神经系统维持睡眠/觉醒稳态的研究进展 |
参考文献 |
学习期间在投论文 |
致谢 |
(6)草鱼大脑和垂体中神经肽挖掘及速激肽功能鉴定(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 文献综述 |
1 脊椎动物大脑和垂体研究概况 |
2 大脑和垂体中调节机体功能的重要调控因子 |
3 速激肽家族研究进展 |
4 研究主要目的及意义 |
第二章 草鱼大脑与垂体的结构和功能的初步研究 |
1 前言 |
2 材料与方法 |
2.1 实验动物 |
2.2 主要仪器和试剂 |
2.2.1 主要实验仪器 |
2.2.2 主要试剂 |
2.3 草鱼脑和垂体组织样品获得 |
2.4 石蜡组织切片的制作 |
2.4.1 常规石蜡切片制作过程 |
2.4.2 H.E染色 |
2.5 总RNA提取 |
2.6 RNA-seq测序、质控、参考序列比对和基因注释 |
2.7 差异表达基因的富集分析和组织间关系分析 |
2.8 RT-q PCR验证及数据统计分析 |
3 实验结果与分析 |
3.1 草鱼大脑和垂体的整体结构 |
3.2 草鱼大脑各亚区和垂体的转录组数据总览 |
3.3 草鱼嗅球的显微结构和转录组分析 |
3.4 草鱼端脑的显微结构和转录组分析 |
3.5 草鱼视顶盖的显微结构和转录组分析 |
3.6 草鱼下丘脑的显微结构和转录组分析 |
3.7 草鱼小脑的显微结构和转录组分析 |
3.8 草鱼延脑的显微结构和转录组分析 |
3.9 草鱼垂体的显微结构和转录组分析 |
3.10 草鱼各脑区和垂体的关联分析 |
4 讨论 |
4.1 嗅球可能在免疫响应中起重要作用 |
4.2 端脑参与食欲和生殖调节 |
4.3 视顶盖在视觉系统和摄食中的重要性 |
4.4 下丘脑作为潜在的摄食和生殖的调节中枢 |
4.5 草鱼小脑未解之谜 |
4.6 延脑在听觉系统中的潜在作用 |
4.7 垂体在机体生长、生殖、能量代谢以及器官发育中的重要功能 |
4.8 端脑和下丘脑—可能的摄食和生殖调控中枢 |
第三章 草鱼大脑和垂体内神经肽及其受体的挖掘和分析 |
1 前言 |
2 材料与方法 |
2.1 实验动物 |
2.2 主要仪器和试剂 |
2.3 草鱼各脑亚区及垂体总RNA提取 |
2.4 转录组测序 |
2.5 草鱼大脑和垂体内神经肽及其受体的挖掘和转录本表达分布 |
3 实验结果与讨论 |
3.1 Apelin家族 |
3.2 NMB/GRP家族 |
3.3 Calcitonin家族 |
3.4 CART家族 |
3.5 CRH家族 |
3.6 CCK/Gastrin家族 |
3.7 GRL/MLN家族 |
3.8 Glucagon家族 |
3.9 GnRH家族 |
3.10 INS/IGF家族 |
3.11 MCH家族 |
3.12 NPP家族 |
3.13 NPB/NPW家族 |
3.14 NTS家族 |
3.15 Neuromedin家族 |
3.16 NPY家族 |
3.17 Opioid家族 |
3.18 HCRT家族 |
3.19 PTH家族 |
3.20 RFamide家族 |
3.21 SST家族 |
3.22 TAC家族 |
3.23 TRH家族 |
第四章 TAC3编码产物在草鱼垂体中的功能及机制研究 |
1 前言 |
2 材料与方法 |
2.1 实验动物 |
2.2 主要仪器和试剂 |
2.2.1 主要实验仪器 |
2.2.2 主要试剂 |
2.3 转录组测序与生物信息学分析 |
2.4 NKBa在草鱼垂体细胞中的功能分析 |
2.5 NKBa促进垂体摄食因子表达的受体选择性和信号通路分析 |
2.6 草鱼NKBa在体功能验证 |
2.6.1 草鱼腹腔注射NKBa |
2.6.2 草鱼摄食实验 |
2.7 数据分析 |
3 实验结果与分析 |
3.1 NKBa诱导草鱼垂体细胞的转录组分析 |
3.2 NKBa对草鱼垂体细胞中CART、UTS1、NMB和 POMCb的调节 |
3.3 NKBa诱导草鱼垂体细胞中CART、UTS1、NMB和 POMCb合成的受体选择性实验 |
3.4 NKBa诱导CART、UTS1、NMB和 POMCb m RNA表达的受体后信号通路. |
3.5 在体实验验证NKBa对草鱼垂体内CART、UTS1、NMB和 POMCb合成的调控作用 |
3.6 摄食实验验证NKB与摄食调控的关系 |
4 讨论 |
第五章 TAC4编码产物对草鱼垂体中摄食肽的调控研究 |
1 前言 |
2 材料与方法 |
2.1 实验动物 |
2.2 主要仪器和试剂 |
2.2.1 主要实验仪器 |
2.2.2 主要试剂 |
2.3 草鱼TAC4和NKRs的分子克隆和组织表达分析 |
2.3.1 总RNA提取与逆转录 |
2.3.2 引物设计与PCR扩增 |
2.3.3 草鱼TAC4和NKRs序列分析及系统进化树构建 |
2.3.4 草鱼TAC4和NKRs的组织表达分布 |
2.4 转录组测序与生物信息学分析 |
2.5 HKs在草鱼垂体细胞中的功能分析 |
2.6 草鱼NKRs在 HEK293T细胞中的功能表达 |
2.7 HK1在草鱼垂体中的功能失活分析 |
2.8 数据分析 |
3 实验结果与分析 |
3.1 草鱼TAC4和NKRs的基因克隆及序列分析 |
3.2 草鱼TAC4和NKRs的组织表达分析 |
3.3 草鱼HKs和 NKRs的受体配体选择性实验 |
3.4 HK2诱导草鱼垂体细胞的转录组分析 |
3.5 HK1和HK2 对草鱼垂体细胞中关键DEGs mRNA表达的调节 |
3.6 HK1突变体在草鱼垂体中的功能分析及受体配体验证 |
4 讨论 |
第五章 总结与展望 |
1 研究总结 |
2 创新性 |
3 存在问题 |
4 研究展望 |
参考文献 |
附录 |
致谢 |
(7)男性酒依赖患者急性戒断期血浆Orexin-A浓度与戒断症状、心理渴求的相关性研究(论文提纲范文)
中文摘要 |
英文摘要 |
符号说明 |
前言 |
资料与方法 |
结果 |
讨论 |
结论 |
参考文献 |
附录 |
综述 |
参考文献 |
致谢 |
攻读硕士学位期间发表的成果 |
(8)DVC极后区微量注射Orexin-A对顺铂诱导大鼠厌食作用的影响及潜在机制研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
引言 |
材料与方法 |
1 实验材料 |
1.1 实验动物 |
1.2 主要实验仪器 |
1.3 主要实验药品 |
1.4 试剂配制 |
2 实验方法 |
2.1 实验设计及分组 |
2.2 Real-time PCR |
2.3 胃牵张刺激 |
2.4 电生理实验 |
2.5 脑脊液P物质检测 |
2.6 脑室置管 |
2.7 食物和高岭土摄入量测量 |
3 统计学分析 |
结果 |
1 腹腔注射顺铂对AP Orexin-A mRNA表达的影响 |
2 AP微量注射Orexin-A对顺铂诱导GD神经元放电活动改变的影响 |
3 AP微量注射Orexin-A对顺铂诱导脑脊液P物质含量改变的影响 |
4 AP微量注射Orexin-A对顺铂诱导的大鼠厌食效应影响 |
5 AP微量注射Orexin-A对顺铂诱导的大鼠异食癖影响 |
讨论 |
结论 |
参考文献 |
综述 |
参考文献 |
攻读学位期间研究成果 |
缩略词表 |
致谢 |
(9)大鼠LHA Orexin-A神经投射对VTA胃扩张敏感神经元放电活性和胃排空的调控研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
引言 |
材料与方法 |
1 实验动物 |
2 主要实验仪器 |
3 主要实验药品 |
4 试剂配制 |
5 动物麻醉 |
6 VTA注射荧光金逆行追踪 |
7 灌注固定取脑 |
8 冰冻切片 |
9 免疫荧光组织化学染色 |
10 结果观察与分析 |
11 胃部手术 |
12 VTA埋管术 |
13 玻璃微电极制备 |
14 细胞外放电记录 |
15 电刺激伏隔核 |
16 胃排空实验 |
17 统计学分析 |
结果 |
1 VTA内 Orexin-A受体表达 |
2 LHA内 Orexin-A/FG免疫阳性神经元的表达 |
3 胃扩张刺激对VTA神经元放电活动的影响 |
4 Orexin-A和 SB334867对VTA内 GD神经元放电活动的影响 |
5 电刺激下丘脑LHA对 VTA内 Orexin-A反应性胃扩张敏感神经元放电活动的影响 |
6 VTA微量注射Orexin-A对大鼠胃排空的影响 |
7 电刺激下丘脑LHA对胃排空的影响 |
讨论 |
结论 |
参考文献 |
综述 |
综述参考文献 |
攻读学位期间的研究成果 |
缩略词表 |
致谢 |
(10)Orexin-A对鲤葡萄糖吸收、代谢和下丘脑摄食肽表达的影响(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
缩略语中英文对照 |
第一章 前言 |
1.1 Orexin及其受体的结构特点 |
1.1.1 Orexin的结构与分布 |
1.1.2 Orexin受体的结构与分布 |
1.2 Orexin-A的生理学功能 |
1.2.1 Orexin-A的糖稳态调节功能 |
1.2.2 Orexin-A的摄食调节 |
1.2.3 Orexin-A的其他生理功能 |
1.3 Orexin-A在水产动物中的研究进展 |
1.3.1 Orexin对鱼类摄食的影响 |
1.3.2 Orexin对鱼类能量稳态的影响 |
1.3.3 Orexin对鱼类的其他调控功能 |
1.4 葡萄糖转运载体glut2和sglt1 的功能及作用机制 |
1.5 本研究的目的及意义 |
第二章 食欲素前体基因克隆及系统发育分析 |
2.1 材料与方法 |
2.1.1 实验材料 |
2.1.2 仪器与设备 |
2.1.3 主要试剂 |
2.1.4 主要溶液的配制 |
2.1.5 生物信息学分析方法 |
2.1.6 实验样品采集 |
2.1.7 总RNA的提取和检测 |
2.1.8 cDNA第一链的合成 |
2.1.9 引物设计 |
2.1.10 鲤Orexin前体基因克隆 |
2.2 结果和分析 |
2.2.1 鲤Orexin前体基因c DNA克隆结果 |
2.2.2 Orexin氨基酸序列同源性分析 |
2.2.3 Orexin序列各级结构分析 |
2.2.4 系统发育树分析 |
2.2.5 Orexin前体基因的组织表达分析 |
2.3 讨论 |
2.4 本章小结 |
第三章 Orexin-A对鲤血糖的调节及其对糖酵解糖异生相关基因表达的影响 |
3.1 材料与方法 |
3.1.1 主要试剂药品 |
3.1.2 主要仪器耗材 |
3.1.3 试验用鱼及饲养管理 |
3.1.4 试验分组与样品采集 |
3.1.5 总RNA的提取 |
3.1.6 第一链cDNA合成 |
3.1.7 实时荧光定量PCR |
3.1.8 数据处理与统计分析 |
3.1.9 数据处理与统计分析 |
3.2 结果 |
3.2.1 血糖水平 |
3.2.2 鲤肠sglt1和glut2基因表达水平 |
3.2.3 鲤肝sglt1和glut2基因表达水平 |
3.2.4 鲤肌glut4基因表达水平 |
3.2.5 鲤葡萄糖转运活性分析 |
3.2.6 鲤糖酵解和糖异生基因表达水平 |
3.3 讨论 |
3.4 本章小结 |
第四章 Orexin-A对鲤原代肝细胞葡萄糖代谢的影响 |
4.1 材料与方法 |
4.1.1 主要试剂药品 |
4.1.2 主要仪器耗材 |
4.1.3 试验用鱼及饲养管理 |
4.1.4 原代肝细胞分离与培养 |
4.1.5 试验分组与样品采集 |
4.1.6 总RNA的提取 |
4.1.7 第一链cDNA合成 |
4.1.8 实时荧光定量PCR |
4.1.9 数据处理与统计分析 |
4.2 结果 |
4.2.1 不同浓度葡萄糖对鲤肝细胞糖代谢的影响 |
4.2.2 不同浓度Orexin-A对鲤肝细胞葡萄糖代谢的影响 |
4.3 讨论 |
4.4 本章小结 |
第五章 Orexin-A对鲤下丘脑摄食相关神经肽表达的影响 |
5.1 材料与方法 |
5.1.1 主要试剂药品 |
5.1.2 主要仪器耗材 |
5.1.3 试验用鱼及饲养管理 |
5.1.4 试验分组与样品采集 |
5.1.5 总RNA的提取 |
5.1.6 实时荧光定量PCR |
5.1.7 数据处理与统计分析 |
5.2 结果 |
5.2.1 葡萄糖耐量实验后鲤摄食基因表达量变化 |
5.2.2 鲤下丘脑npy,cart和 pomc基因表达水平 |
5.3 讨论 |
5.4 本章小结 |
全文总结 |
参考文献 |
致谢 |
攻读学位期间学术业绩 |
四、神经肽Orexins的研究进展(论文参考文献)
- [1]基于模式动物海兔的神经肽及受体研究[J]. 张果,郭施琪,王慧莹,李亚东,蒋慧敏,余可,丁雪莹,刘为佳,许举平,薛颖喻,杨哲,王健,周海波,景键. 中国科学:生命科学, 2022
- [2]下丘脑orexin-脑桥尾侧网状核和背外侧被盖底核神经通路调控肌张力的功能及机制研究[D]. 乔启城. 中国人民解放军陆军军医大学, 2021(01)
- [3]下丘脑orexin神经元-蓝斑底核神经通路的活动特征及功能研究[D]. 庞钰洁. 中国人民解放军陆军军医大学, 2021(01)
- [4]大鼠中央杏仁核orexins的电生理效应及其对情绪行为的调控[D]. 潘宜朋. 青岛大学, 2020(01)
- [5]Orexin能信号系统对蓝斑底核和巨细胞网状核神经元网络的调控作用及行为学效应研究[D]. 冯慧. 中国人民解放军陆军军医大学, 2020(01)
- [6]草鱼大脑和垂体中神经肽挖掘及速激肽功能鉴定[D]. 叶城. 华中农业大学, 2020(02)
- [7]男性酒依赖患者急性戒断期血浆Orexin-A浓度与戒断症状、心理渴求的相关性研究[D]. 胡令明. 济宁医学院, 2020(01)
- [8]DVC极后区微量注射Orexin-A对顺铂诱导大鼠厌食作用的影响及潜在机制研究[D]. 张雪华. 青岛大学, 2019(01)
- [9]大鼠LHA Orexin-A神经投射对VTA胃扩张敏感神经元放电活性和胃排空的调控研究[D]. 宗勇. 青岛大学, 2019(01)
- [10]Orexin-A对鲤葡萄糖吸收、代谢和下丘脑摄食肽表达的影响[D]. 胡俊仪. 河南师范大学, 2019(07)