七氟烷抑制1-4周龄大鼠海马CA1区锥体神经元Na+通道活性的实验研究

作     者：乔嘉琪 

作者单位：天津医科大学 

学位级别：硕士

导师姓名：田心

授予年度：2013年

学科分类：0831[工学-生物医学工程（可授工学、理学、医学学位）] 08[工学] 

主      题：七氟烷 大脑快速发育期 海马CA1区锥体神经元电压门控性钠离子通道特性 

摘      要：目的： 电压门控性钠离子通道(voltage-gated sodium channel,VGSC)是调节大脑神经元发育过程的关键。本论文通过研究0-4周龄5组正常大鼠海马CA1区锥体神经元VGSC特性的变化特征,探索VGSC在出生后早期发育的关键期,为研究大脑快速发育的机制提供支持。在以上研究的基础上研究1周龄大鼠七氟烷暴露后海马CA1区VGSC动力学特性在1-4周龄的变化,探索幼鼠在发育早期七氟烷暴露对大脑发育的影响,为临床婴幼儿七氟烷麻醉提供实验支持。 方法： 实验动物分组：SD大鼠分为正常组和七氟烷模型组。正常组按照出生后的周龄分为5组即出生后0周龄组(Ct0)、1周龄组(Ct1)、2周龄组(Ct2)、3周龄组(Ct3)、4周龄组(Ct4)。七氟烷模型组也按照出生后的周龄分为4组即出生后1周龄组(七氟烷暴露后0周,Sp1)、2周龄组(七氟烷暴露后1周,Sp2)、3周龄组(七氟烷暴露后2周,Sp3)、4周龄组(七氟烷暴露后3周,Sp4)。 1周龄七氟烷暴露模型大鼠的制备：将1周龄的SD大鼠置于七氟烷浓度为3%的麻醉预处理箱内,持续暴露6小时。 大鼠海马CA1区单个锥体神经元的急性分离：将大鼠吸入乙醚麻醉后迅速断头取脑,分离海马,手工切成400-500μm的组织片,32℃孵育1小时,酶消化30-40分钟后,将组织片轻轻吹打成细胞悬液,室温下贴壁半小时。 数据记录及分析：应用全细胞膜片钳技术分别记录正常5个组与七氟烷4个组大鼠海马CA1区VGSC电流,应用软件Clampfit10.2及Origin6.0处理分析VGSC动力学特性(电流密度、稳态激活特性、稳态失活特性、失活后恢复特性)。 结果： 1.正常0-4周龄组(n=10)大鼠海马CA1区VGSC动力学特性的变化 随着鼠龄的增大,VGSC的最大电流密度逐渐增大,Ct1、Ct2、Ct3、Ct4相对于Ct0的最大电流密度的增幅分别为(42.76±4.91)%、(146.80±7.63)%、(208.79±5.28)%、(253.72±5.74)%(P0.05),Ct1与Ct2之间的增幅最为大;随着鼠龄的增加,VGSC的稳态激活曲线向左移动,Ct0、Ct1、Ct2的半数激活电压(mV)逐渐减小,分别为-39.06±0.65、-44.49±0.24、-48.29±0.45(P0.05),Ct2、Ct3、Ct4的半数激活电压以及正常4个周龄组的斜率因子没有显著变化;随着鼠龄的增大,VGSC的稳态失活曲线及半数失活电压没有显著变化,Ct1与Ct2之间的斜率因子减小,分别为5.77±0.56、4.42±0.43(P0.05),Ct0与Ct1之间、Ct2与Ct3、Ct3与Ct4之间的斜率因子没有显著变化;随鼠龄的增大,VGSC失活后恢复曲线左移,Ct1、Ct2、Ct3的恢复时间常数(ms)逐渐减小,分别为8.30±0.24、7.15±0.21、6.18±0.25(P0.05),而Ct0与Ct1之间、Ct3与Ct4之间没有明显变化。 2.七氟烷1-4周龄组(n=10)大鼠海马CA1区VGSC动力学特性的变化 Ct1与Sp1组VGSC的电流密度曲线相比,Spl组受到的抑制作用显著,其最大电流密度分别(pA/pF)为125.58+11.83、63.55±2.18(P0.01),而Ct2与Sp2、Ct3与Sp3、Ct4与Sp4的电流密度曲线及最大电流密度没有显著变化;Ct1与Sp1组的稳态激活曲线向右移动,半数激活电压及斜率因子增加,2-4周龄正常组与七氟烷模型组VGSC的稳态激活曲线没有显著变化;Ct1与Sp1组的稳态失活曲线向左移动,半数失活电压及斜率因子增加,2-4周龄正常组与七氟烷模型组VGSC的稳态失活曲线没有显著变化;Ct1与Sp1、Ct2与Sp2组VGSC的失活后恢复曲线均向下移动,随着鼠龄的增大,下移的幅度减小,Sp1、Sp2、Sp3相对于正常组的失活后恢复时间延长。 结论： 1.正常大鼠在出生后1-2周VGSC发育最快,此期间VGSC电流密度显著增加,半数激活电压下降,失活速度变快,失活后恢复的时间延长。 2.1周龄大鼠暴露于3%七氟烷6小时后,七氟烷对VGSC的动力学特性具有显著的抑制作用。2-4周龄时VGSC的电流密度、稳态激活特性及稳态失活特性恢复正常。1-3周龄七氟烷对失活后恢复特性有持续的抑制作用,抑制作用随鼠龄的增大而下降,在4周龄时恢复正常。