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格列本脲对大鼠皮层扩散性抑制中脑血管的调节作用

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生物化学与生物物理进展 2006年第9期33卷 902-907页

作者：杨媛媛李鹏程曾绍群骆清铭华中科技大学生物医学光子学教育部重点实验室-武汉光电国家实验室(筹) 武汉430074

皮层扩散性抑制(corticalspreadingdepression,CSD)是研究偏头痛、脑梗塞等疾病的重要病理模型.已有研究表明,在普遍被观察到的CSD过程中软脑膜动脉血管大幅度舒张之前,还存在一个较小幅度的软脑膜动脉扩张和收缩.但其中的脑血管调节机... 详细信息

皮层扩散性抑制(corticalspreadingdepression,CSD)是研究偏头痛、脑梗塞等疾病的重要病理模型.已有研究表明,在普遍被观察到的CSD过程中软脑膜动脉血管大幅度舒张之前,还存在一个较小幅度的软脑膜动脉扩张和收缩.但其中的脑血管调节机制尚不清楚.采用550nm的内源信号光学成像(opticalintrinsicsignalimaging,OISI)监测ATP敏感钾离子通道(ATP-sensitivepotassiumchannels,KATP)的阻断剂格列本脲(glibenclamide,glyb),对针刺诱导的大鼠CSD过程中软脑膜动脉血管舒缩过程的影响.实验中观测到软脑膜血管的初始小收缩(initialslightconstriction,ISC)相对于对照组显著减弱,其中应用10μmol/Lglyb时,74.5%的ISC被完全抑制,100μmol/Lglyb时则有96.2%的ISC完全消失.相对于CSD发生前,软脑膜动脉血管大幅舒张(largedilation,LD)的峰值也分别显著增强了(53.8±19.3)%和(59.8±19.6)%.结果表明,可能是神经元上的KATP在CSD过程中被glyb阻断从而抑制了软脑膜动脉血管的收缩.

关键词：皮层扩散性抑制 ATP敏感的钾离子通道软脑膜动脉格列本脲(glyb)

皮层扩散性抑制下小鼠特定类型神经元的动态活动

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皮层扩散性抑制下小鼠特定类型神经元的动态活动

作者：王萌华中科技大学

学位级别：硕士

皮层扩散性抑制(Cortical spreading depression,CSD)是一种由神经元和神经胶质细胞大量去极化以及随之而来的脑电活动抑制组成的过程,CSD以波的形式在大脑皮层缓慢传播,并导致细胞毒性水肿。在临床上CSD被证明与多种神经系统疾病密切相... 详细信息

皮层扩散性抑制(Cortical spreading depression,CSD)是一种由神经元和神经胶质细胞大量去极化以及随之而来的脑电活动抑制组成的过程,CSD以波的形式在大脑皮层缓慢传播,并导致细胞毒性水肿。在临床上CSD被证明与多种神经系统疾病密切相关,包括偏头痛、蛛网膜下腔出血、脑卒中等,并且CSD作为偏头痛的先兆被广泛接受。越来越多的研究表明大脑皮层的网络功能障碍可能是偏头痛发生的机制,偏头痛患者中出现的先兆症状可能与皮层回路中的兴奋-抑制失衡有关。偏头痛作为一种复杂的神经系统疾病,导致其发生的潜在细胞机制还不是很清楚。有研究利用宽场荧光成像技术发现在表达不同细胞类型的转基因小鼠中诱导CSD后小鼠双侧皮层感觉响应不同,但是并没有继续从单细胞水平上去展开研究。偏头痛先兆中的感觉紊乱可能与不同类型兴奋性神经元和抑制性神经元在CSD过程中的动态活动变化有关,研究CSD对不同类型神经元的影响可能为解释偏头痛先兆产生的机制提供一定的帮助。借助双光子显微镜从单细胞水平展开研究,比较CSD对清醒状态下小鼠大脑皮层不同兴奋性和抑制性神经元的活动和形态的影响,分析大脑皮层不同类型神经元在CSD过程中可能产生的作用。主要内容和结论如下:首先,通过使用在特定类型神经元中表达Cre重组酶的转基因小鼠和Cre依赖的重组腺相关病毒实现对特定脑区特定类型神经元的标记。通过玻璃颅窗和小鼠头部固定装置的联合使用,构建可长期用于双光子成像的清醒小鼠颅窗模型,成功在双光子显微镜下分别监测到VGlu T2、Ca MKII、Thy1、VIP、VGAT和PV神经元在初级视觉皮层的钙活动。其次,通过滴加微量KCl的方式在不同类型神经元中诱导CSD模型,研究CSD过程中特定类型神经元的钙活动变化情况。观察到CSD产生时神经元发生去极化,胞内钙离子浓度升高,随后神经元自发活动受到抑制。统计不同类型神经元CSD之后自发活动抑制时长以及自发活动频率和振幅的变化情况,发现兴奋性神经元中存在两种恢复情况,恢复较快的细胞在CSD后5～20 min内自发活动重新出现,恢复较慢的细胞则在CSD后30～60 min内重新出现自发活动。对比之下,抑制性神经元自发活动恢复普遍比兴奋性神经元快,其中VIP神经元恢复最快,在CSD后5～10min内会重新出现自发活动。在VGAT和PV这两种抑制性神经元中,神经元自发活动的抑制时长基本保持在5～20 min。在对频率和振幅的研究中发现除了VIP神经元外,其他类型神经元在CSD后自发活动的频率和振幅均显著降低。结果表明CSD之后兴奋性神经元自发活动抑制时间比抑制性神经元长,抑制性神经元自发活动的频率和振幅恢复比较快。最后,借助双光子显微镜对不同类型神经元的树突结构进行成像,观察到CSD过程中树突的珠化及恢复过程。比较神经元的树突珠化程度以及珠化后树突结构恢复所需时长,发现树突珠化程度与细胞类型无关,而与树突距离所连接的胞体远近有关。通常距离胞体较远的树突表面积较小,树突珠化程度会比较严重。此外,研究发现CSD过程中不同类型神经元的树突开始珠化的时间基本一致,树突的珠化几乎是伴随CSD的传播开始的,而不同类型神经元树突珠化达到串珠状态和恢复到正常状态所需时间也很相近,表明树突珠化恢复快慢与细胞类型无关。综上所述,本文从单细胞水平展开研究,分析CSD过程中不同兴奋性神经元与抑制性神经元活动的动态变化,并进一步从结构上展开研究,将神经元结构上的变化与神经元活动的变化联系起来。与抑制性神经元相比,兴奋性神经元具有更多较长且纤细的树突结构,在CSD后整个神经元结构的恢复可能需要更长时间,神经元结构的变化可能在一定程度上参与了神经元功能的改变。CSD后不同兴奋性神经元和抑制性神经元活动变化的差异性,可能为偏头痛先兆的产生提供一定的解释。

关键词：皮层扩散性抑制双光子钙成像清醒小鼠特定类型神经元

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在体皮层扩散性抑制动物模型的建立

中国病理生理杂志 2007年第12期23卷 2494-2496页

作者：胡学斌冯哲李鹏程赵洪洋朱贤立华中科技大学协和医院神经外科湖北武汉430022 华中科技大学生命科学院湖北武汉430074

目的:用KCl和针刺分别在鼠皮层诱导皮层扩散性抑制(CSD),建立大鼠CSD动物模型,为进一步研究奠定基础。方法:采用Spangue-Dawley大鼠25只,随机分为针刺诱导组(n=10)、KCl诱导组(n=10)和NaCl对照组(n=5),在大鼠颅骨上分别钻磨出诱导窗口... 详细信息

目的:用KCl和针刺分别在鼠皮层诱导皮层扩散性抑制(CSD),建立大鼠CSD动物模型,为进一步研究奠定基础。方法:采用Spangue-Dawley大鼠25只,随机分为针刺诱导组(n=10)、KCl诱导组(n=10)和NaCl对照组(n=5),在大鼠颅骨上分别钻磨出诱导窗口和观测窗口,分别在诱导窗口用针刺和滴加KCl诱导大鼠脑CSD,对照组在诱导窗口滴加NaCl,并用电生理记录和光学成像的方法来描记CSD的产生与传播,并分析其特点。结果:针刺诱导组和KCl诱导组在观测窗口均可以观察到向外周扩散的弧形波,观测窗口均可以观察到明暗相间的弧形波向远处扩散,针刺诱导的CSD波呈典型的同心圆样向四周均匀扩散,KCl诱导的CSD波则是呈不规则的圆弧形波向外周扩散,针刺组每次只诱发1次CSD波,而KCl组则可以诱导多次CSD波。在产生CSD波的同时,伴随着去极化电位的产生,而在NaCl对照组没有这一现象的发生。结论:用本方法制作CSD动物模型,简单易行,可以用OISI直观观测CSD的产生和发展,并与电生理观测到的去极化波一致,适于在体研究CSD,为进一步研究CSD的发生机制及其可能的作用提供了一种有效手段。

关键词：皮层扩散性抑制模型,动物电生理学光学成像

氯胺酮抑制皮层扩散性抑制发生发展的研究进展

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临床麻醉学杂志 2016年第2期32卷 194-197页

作者：刘邱阿雪方芳仓静复旦大学附属中山医院麻醉科上海市200032

皮层扩散性抑制（cortical spreading depression,CSD）是一种在大脑皮层神经元及胶质细胞中波浪式扩散传导的抑制性脑电活动,这种病理现象的特征性表现为病变区域的神经元肿胀、细胞外钾离子及谷氨酸含量升高、局部皮层功能受损。越来... 详细信息

皮层扩散性抑制（cortical spreading depression,CSD）是一种在大脑皮层神经元及胶质细胞中波浪式扩散传导的抑制性脑电活动,这种病理现象的特征性表现为病变区域的神经元肿胀、细胞外钾离子及谷氨酸含量升高、局部皮层功能受损。越来越多的证据表明,皮层扩散性抑制与先兆性偏头痛、癫痫、卒中、脑外伤及脑出血等疾病的预后密切相关。

关键词：皮层扩散性抑制大脑皮层神经元氯胺酮生发脑电活动胶质细胞病理现象功能受损

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皮层扩散性抑制的研究进展

神经药理学报 2022年第3期12卷 28-33页

作者：赵博禹爱梅邹玉安河北北方学院研究生学院张家口075000 河北北方学院附属第一医院神经内科张家口075000

皮质扩散性抑制(cortical spreading depression,CSD)是大脑皮质受刺激后产生的电活动抑制带,该抑制带可以将大脑皮质跨膜离子的浓度梯度迅速摧毁并去极化,导致细胞内外发生短路,可以影响大脑的灌注及代谢,导致不良预后,该文将从以下几... 详细信息

皮质扩散性抑制(cortical spreading depression,CSD)是大脑皮质受刺激后产生的电活动抑制带,该抑制带可以将大脑皮质跨膜离子的浓度梯度迅速摧毁并去极化,导致细胞内外发生短路,可以影响大脑的灌注及代谢,导致不良预后,该文将从以下几个方面对CSD的研究进展进行综述。

关键词：皮层扩散性抑制去极化低灌注

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皮层扩散性抑制的电生理学检测方法的建立和应用

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皮层扩散性抑制的电生理学检测方法的建立和应用

内皮素诱导皮层扩散性抑制过程的光学成像初步研究

中国神经科学学会第六届学术会议暨学会成立十周年庆祝大会

作者：杜一星王伟华中科技大学同济医学院附属同济医院神经内科华中科技大学同济医学院附属同济医院神经内科

＜正＞目的:皮层扩散性抑制（cortical spreading depression,CSD）是与多种临床常见的中枢神经系统疾病密切相关的病理生理现象,其中包括脑缺血后梗死灶向半暗带的扩展、偏头痛先兆的病理生理机制、脑出血和脑外伤后的神经功能改变等... 详细信息

＜正＞目的:皮层扩散性抑制（cortical spreading depression,CSD）是与多种临床常见的中枢神经系统疾病密切相关的病理生理现象,其中包括脑缺血后梗死灶向半暗带的扩展、偏头痛先兆的病理生理机制、脑出血和脑外伤后的神经功能改变等。本研究建立了体内记录大鼠CSD的稳定的电生理学方法。方法:用Ag/AgCl泛化电极在大鼠皮质表面做细胞外电位记录,检测氯化钾溶液和局灶性脑缺血诱导的CSD,并观察非竞争性N-甲基-D-天冬氨酸（NMDA）受体抑制剂MK-801对CSD

关键词：电生理学方法皮层扩散性抑制

来源： cnki会议评论

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内皮素诱导皮层扩散性抑制过程的光学成像初步研究

作者：龚碧英华中科技大学

学位级别：硕士

皮层扩散性抑制(CSD)是研究脑缺血、脑外伤和偏头痛等神经系统疾病的一种重要病理模型。最近研究表明在大鼠大脑局部灌流内皮素能诱导皮层扩散性抑制的产生,但其机制尚不清楚。内源信号光学成像具有数十微秒的时间分辨和数十微米的空间... 详细信息

皮层扩散性抑制(CSD)是研究脑缺血、脑外伤和偏头痛等神经系统疾病的一种重要病理模型。最近研究表明在大鼠大脑局部灌流内皮素能诱导皮层扩散性抑制的产生,但其机制尚不清楚。内源信号光学成像具有数十微秒的时间分辨和数十微米的空间分辨能力,能连续观测较大范围皮层区域,为研究皮层扩散性抑制的时空动态发展过程提供了有力的工具。本文首先采用550 nm波长内源信号光学成像在体观测内皮素诱导大鼠皮层扩散性抑制的时空动态发展过程。初步分析了皮层实质区域、不同管径的动脉和静脉的光信号及血管变化特征,并根据光信号特征计算得到了CSD的传播速度,比较了内皮素、针刺和KCl诱导下CSD的时空动态特征。通过实验统计得出了以下结果: (1)内皮素诱导CSD过程中皮层实质区域、动脉和静脉的光信号及血管管径一般具有四种时相变化,光信号是降低、升高、降低、升高;动脉和静脉血管管径变化是升高、降低、升高、降低,与光信号正好相反,而且在时间上对应。 (2)内皮素诱导CSD脑实质区域光信号第二相的幅度低于基线,而且小于针刺和KCl诱导CSD第二相的下降幅度;第二相和第三相的持续时间显著小于针刺和KCl诱导的持续时间。内皮素诱导CSD的传播速度是3.6±0.5 mm/min。ET-1、针刺和KCl诱导CSD的速度并无实质区别。 (3)为了研究内皮素受体激活后细胞内的信号途径,将二甲亚砜里的磷脂酶C的抑制剂U-73122作用于内皮素刺激的大鼠,没有观察到CSD。结果表明内皮素诱导CSD的产生或传播可能需要激活磷脂酶C。

关键词：内皮素皮层扩散性抑制内源信号光学成像时空动态过程磷脂酶C

大鼠皮层扩散性抑制过程中血液动力学变化的光学成像初步研究

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大鼠皮层扩散性抑制过程中血液动力学变化的光学成像初步研究

作者：杨媛媛华中科技大学

学位级别：硕士

皮层扩散性抑制(cortical spreading depression, CSD)是研究偏头痛、脑梗塞等疾病的重要病理模型。已有研究表明在普遍被观察到的CSD过程中软脑膜动脉血管大幅度舒张之前,还存在一个较小幅度的软脑膜动脉扩张和收缩。但其中的脑血管调... 详细信息

皮层扩散性抑制(cortical spreading depression, CSD)是研究偏头痛、脑梗塞等疾病的重要病理模型。已有研究表明在普遍被观察到的CSD过程中软脑膜动脉血管大幅度舒张之前,还存在一个较小幅度的软脑膜动脉扩张和收缩。但其中的脑血管调节机制尚不清楚。脑皮层活动的内源信号光学成像具有高时间分辨(数十ms)和空间分辨(μm级)的优点。应用该技术可研究CSD传播的精确空间模式以及伴随的血管性变化。本文首先采用记录CSD过程中内源光信号变化的光谱及基于修正的比尔-朗伯定律的分析方法从光谱数据中估计氧合血红蛋白浓度和脱氧血红蛋白浓度变化以及散射光变化。实验结果显示:在450 nm 70 nm波段可以观察到反射光的四相变化,而570 nm 50 nm时反射光只有三相变化。但是在750 nm 850 nm,仅观测到反射光的两相变化。将光谱数据转换成光反射变化及Hb和HbO2的浓度变化,发现CSD导致的HbO2浓度的初始上升比Hb浓度的上升早26.2±18.6 s。此外,HbO2浓度具有四相变化,而Hb浓度仅有两相变化。CSD过程中的散射光变化则观察到三相。进一步,我们采用波长为550 nm的光源进行高分辨的在体内源光信号成像,观测了人工脑脊液(artificial cerebrospinal fluid, aCSF)、格列本脲(glibenclamide, glyb)和妥拉磺脲(tolazamide, tola)作用下针刺诱导大鼠CSD过程中皮层反射内源光信号变化的时间特性、空间分布特征,以及软脑膜动脉血管舒缩的变化,分析讨论了ATP敏感钾离子通道(ATP-sensitive potassium channels, KATP)在CSD中对软脑膜动脉血管初始小收缩的调节作用。对比发现:软脑膜血管的初始小收缩(initial slight constriction, ISC)相对于对照组显著减弱,其中应用10μM glyb时74.5 %的ISC被完全抑制,100μM glyb时则有96.2 %的ISC完全消失。相对于CSD发生前,软脑膜动脉血管大幅舒张(large dilation, LD)的峰值也分别显著增强了53.8±19.3 %和59.8±19.6 %。结果表明可能是神经元上的KATP在CSD过程中被glyb阻断从而抑制了软脑膜动脉血管的收缩。

关键词：内源信号光学成像皮层扩散性抑制散射光血液动力学 ATP敏感的钾离子通道软脑膜动脉血管格列本脲妥拉磺脲

亚低温对大鼠皮层扩散性抑制影响的光电联合监测

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亚低温对大鼠皮层扩散性抑制影响的光电联合监测

作者：王文嘉华中科技大学

学位级别：硕士

脑功能成像能够深入分析脑功能活动过程中各种生理信息的加工过程,对于揭示各种神经功能的机制和各种脑疾病相关的病理机制意义重大,也是目前国际研究的热点之一。本论文的主要研究内容是设计和实现一套脑皮层功能的高分辨率多参数光学... 详细信息

脑功能成像能够深入分析脑功能活动过程中各种生理信息的加工过程,对于揭示各种神经功能的机制和各种脑疾病相关的病理机制意义重大,也是目前国际研究的热点之一。本论文的主要研究内容是设计和实现一套脑皮层功能的高分辨率多参数光学成像系统,将激光散斑成像和内源信号光学成像有机地整合,实现同时获取皮层多个血液动力学参数的变化信息。同时利用该系统结合传统的光学成像手段研究脑皮层在亚低温和正常温度状态下皮层扩散性抑制波(Cortical Spreading Depression,CSD)传播过程中多个血液动力学参数变化的差异。本文主要的研究结果包括: (1)设计实现一套多参数脑功能光学成像系统,该系统使用特定的多波长发光二极管和半导体激光二极管作为成像光源,将内源信号光学成像和激光散斑成像系统进行有机地整合,采用微控芯片对光源的切换进行电子控制,结合专门设计的X型柔性导光束提供不同光源的同视场双侧均匀照明,提供RS232串行通信接口,实现与PC机实时的数据传送。通过系统可实时采集的多个皮层功能参数包括:脑血流(Cerebral Blood Flow, CBF)、还原血红蛋白(Deoxy-hemoglobin, HbR)浓度、氧合血红蛋白(Oxy-hemoglobin,HbO2)浓度和总血红蛋白(Total hemoglobin, HbT)浓度,及血氧代谢率(Cerebral Metabolic Rate of Oxygen,CMRO2)相对变化的时间域和空间域结果;同时系统与电生理同步记录模块结合,实现了胞外电生理信号的同步采集记录。 (2)利用上述多参数光学成像系统结合电生理同步记录模块以及传统的内源光学成像系统实时监测亚低温作用对大鼠皮层扩散性抑制波传播的影响。研究表明亚低温作用后会使得电刺激诱发的皮层扩散性抑制波传播过程中血氧变化幅值变大,血液流速变化幅值变小,局部场电位信号变化幅值变小,血氧变化,流速变化,局部场电位信号变化,皮层光强信号变化的时程都变长;KCl诱发的连续产生的相邻两波CSD之间的间隔时间变长;CSD的传播速度变缓。结果表明一定程度的亚低温作用对于CSD的传播有减缓作用。这些结果为研究CSD的产生机制,低温脑保护的作用机制提供了新的实验依据。

关键词：脑功能光学成像电生理记录血液动力学响应亚低温皮层扩散性抑制