小鼠脑能量代谢的低温固定方法研究及初步应用

作     者：刘萌萌 

作者单位：华中科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：龚辉

授予年度：2015年

学科分类：0710[理学-生物学] 07[理学] 071006[理学-神经生物学] 

主      题：低温显微光学成像技术 小鼠脑 能量代谢 低温固定 氧调控 皮层扩散性抑制 

摘      要：脑能量代谢信息的观测在脑疾病病理和脑功能机理的揭示上发挥着重要的作用。低温光学显微成像技术利用低温的优势可同时获取样本的结构和代谢信息,并且没有成像深度的限制,能获取大尺寸样本的三维分布信息,是脑能量代谢信息的一种重要观测手段。然而,低温光学显微成像技术能否准确表征组织、器官能量代谢状态,主要取决于能量代谢的低温固定方法。现有的有效低温固定方法是基于大鼠模型建立的,对于应用更为广泛的模型动物小鼠,尚未有适用的固定方法。这主要受限于小鼠生理状态难以控制、易受温度影响,且耐操作性差。针对这一问题,本文建立了一种适用于小鼠脑能量代谢状态的低温固定方法,并展示了这一固定方法在鼠脑氧供应调控和皮层扩散性抑制中的初步应用。本文在分析已有的生物组织低温固定技术的基础上,选择了适用于大鼠的改良渐进式固定方法。根据小鼠脑的生理特征,分析了对鼠脑代谢状态产生影响的多个因素,并进行了实验条件的优化对比研究,建立了一种适合于小鼠脑代谢状态低温固定的方法。在此基础上,通过鼠脑氧供应调控实验与皮层扩散性抑制(Cortical spreading depression,CSD)实验,进一步验证了本文建立的小鼠脑固定方法的有效性及应用价值。展示了缺氧、常氧和高氧三种氧浓度供应时的鼠脑全脑代谢状态,证明了本文提出的固定方法的有效性。该结果不仅验证了能量代谢与氧供应的相关性,还发现胼胝体区域和海马区域的代谢状态在缺氧和高氧条件下不一致的响应模式。此外,本文还展示了CSD状态下小鼠全脑代谢状态,发现CSD响应区域的能量代谢变化。两组模型实验均初步反映了本文建立的小鼠固定方法的有效性以及将其应用于脑研究的潜力。