体感皮质中丘脑皮质突触的成熟依赖于新皮质AKAP5的表达

作     者：黄浩 

作者单位：安徽医科大学 

学位级别：硕士

导师姓名：李洪

授予年度：2020年

学科分类：0710[理学-生物学] 07[理学] 1001[医学-基础医学(可授医学、理学学位)] 071006[理学-神经生物学] 10[医学] 

主      题：AKAP5 丘脑皮质 新皮层 地形图 体感皮层 桶 

摘      要：背景:感觉皮层地形图由投射到皮层不同区域的丘脑皮质传入神经(TCA)的组织阵列组成。在感觉皮层中形成地形图是新皮层功能成熟的先决条件。研究表明,体感皮层中地形图的形成和丘脑皮层突触的成熟取决于环状腺苷5-单磷酸-(c AMP)-蛋白激酶A(PKA)信号通路。经研究发现AKAP5蛋白是一种细胞支架蛋白(在人类基因组的中也被称为AKAP79,在啮齿动物中也称为AKAP150;AKAP79/150),它是用作连接c AMP和PKA信号的信号枢纽,并且对环状腺苷5-单磷酸-(c AMP)-蛋白激酶A(PKA)信号通路的发生起着重要作用。目的:本文主要研究包括1.在缺失AKAP5基因的情况下,躯体感觉皮层中地形图的形成情况2.出生后发育过程中AKAP5基因敲除小鼠丘脑皮层突触发育情况3.缺少AKAP5基因小鼠的皮层神经元形态发育情况方法:1.运用基因敲除方法来产生AKAP5基因特异性缺失小鼠,并用Western Blot和微滴式数字PCR技术分别检查其蛋白和m RNA表达情况2.取出生后15天小鼠皮层,通过细胞色素氧化酶染色实验观察AKAP5基因特异性缺失小鼠和正常小鼠体感区皮层地形图发育情况3.取出生后7天和15天小鼠皮层,通过尼氏染色实验观察AKAP5基因特异性缺失小鼠和正常小鼠体感区皮层地形图发育情况4.将新皮质分离并保存在95%O和5%CO平衡过后的人工脑脊液中,使用体外电生理学技术来检测AKAP5基因特异性缺失小鼠和正常小鼠皮层中沉默突触的数量以预估皮层突触的发育情况5.使用荧光成像和神经元细胞重建技术来对比AKAP5基因特异性缺失小鼠和正常小鼠皮层神经元的形态发育差异性结果对以上各个实验结果的综合分析,我们发现AKAP5基因敲除(Cx AKAP5KO)小鼠显示受损的皮质桶图。电生理学研究记录表明,在出生后发育过程中,Cx AKAP5KO小鼠的丘脑皮层突触中AMPA/NMDA min EPSC比例降低,而沉默突触则增加。第四层皮质神经元的形态学分析表明,这些神经元的树突状形态是异常的。这些结果表明,AKAP5对于丘脑皮层突触的地形图形成和成熟以及体感皮层中皮层神经元的形态发育都是必需的。