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锌离子在交感干的轴突运输以及锌缺乏对交感干结构影响的研究

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锌离子在交感干的轴突运输以及锌缺乏对交感干结构影响的研究

作者：王玥中国医科大学

学位级别：硕士

前言锌是人体内重要的微量元素之一,是正常生长发育、基因表达、蛋白质代谢、免疫功能等过程中所必需的元素。近年来,人们对锌与神经系统生长发育以及功能调节之间的关系进行了广泛的研究,发现锌缺乏可以引起神经系统多种疾病的发生。... 详细信息

前言锌是人体内重要的微量元素之一,是正常生长发育、基因表达、蛋白质代谢、免疫功能等过程中所必需的元素。近年来,人们对锌与神经系统生长发育以及功能调节之间的关系进行了广泛的研究,发现锌缺乏可以引起神经系统多种疾病的发生。在中枢神经系统中,大部分锌离子与蛋白质结合并维持蛋白质分子的三级结构,小部分的锌离子以游离方式存在于含锌神经元(zinc-enriched neuron,ZEN)轴突终末的突触小泡中。在突触活动中锌离子与谷氨酸、γ-氨基丁酸(gamma-aminobutyric acid,GABA)等神经递质共同释放到突触间隙,参与学习和记忆的形成、神经系统发育以及运动和感觉功能的调节。锌离子也存在于周围神经系统中,有文献报道几乎所有的颈上神经节(superior cervical ganglia,SCG)神经元中均有锌离子分布,电镜观察游离锌离子主要聚集在颈上神经节交感节后神经元核周的高尔基复合体和囊泡内,锌离子可能参与了神经元内某些含锌蛋白质的合成与组装,并维持某些蛋白质的三级结构。在脊神经节以及坐骨神经中锌离子也有广泛分布。然而,锌离子在周围神经系统神经元内的聚集转运机制以及功能尚不清楚。本研究对锌离子在交感干内的轴突运输以及锌缺乏对交感干神经纤维结构的影响进行了详细的研究。材料与方法1、Wistar大鼠,体重约150g,雌雄不限,随机分成3组。(1)第一组进行单侧交感干钳夹手术,对侧未做手术作为对照,分别使其术后存活2、4、6小时,在此期间注射硒化钠,然后灌流取材,采用金属自显影(AMG)的方法观察锌离子在交感干中的轴突运输情况。(2)第二组采用与上述同样的手术方法,灌流取材后应用AMG电镜的方法观察锌离子在交感干中的分布情况。(3)第三组大鼠钳夹单侧交感干,在靠近钳夹点的上方注射硒化钠,同样另一侧未钳夹作为对照,24h后灌流取下两侧颈上神经节进行AMG染色,观察交感干中锌离子的逆行运输。2、生后3周的CD-1小鼠随机分为正常组和缺锌组(ZnD)组,分别给予正常饲料和缺锌饲料喂养,5周后灌流取交感干,应用常规电镜技术观察交感干的结构改变,并在光镜下比较有髓神经纤维和无髓神经纤维的数量变化,应用t检验比较两组数据之间的差异。实验结果1、交感干钳夹后,AMG实验结果中可以看到在两个钳夹点的远端和近端有AMG阳性颗粒的蓄积,此颗粒主要位于靠近钳夹点处,但是在两个钳夹点之间没有阳性颗粒的存在,并且AMG阳性颗粒随着手术后大鼠存活时间的延长而增多。2、AMG电镜结果显示在无髓神经纤维中有锌离子的AMG阳性反应产物。3、在交感干逆行运输的AMG实验结果中,光镜下观察颈上神经节中仅有约5%的神经元有锌离子阳性反应产物,弥散分布于神经元的胞质内,细胞核周围染色较深,细胞核未见阳性反应,一些神经元突起内可见点线状的AMG阳性颗粒。4、锌缺乏后导致小鼠交感干超微结构的改变,表现为髓鞘变性、排列不规则、界限不清楚,神经纤维束膜萎陷,神经轴突的横截面积减小,形态异常的神经纤维数量增多。光镜下观察,缺锌小鼠交感干有髓神经纤维的数量减少,无髓神经纤维增多。讨论有文献报道,坐骨神经钳夹后通过AMG染色方法观察到AMG阳性反应颗粒存在于钳夹点两端,说明坐骨神经钳夹点的远侧端和近侧端有锌离子的蓄积,提示在坐骨神经中存在锌离子的轴突运输,电镜下观察缺锌情况下的坐骨神经超微结构,发现有髓神经纤维的数量和表面积与正常饲养的动物相比都有所减少,髓鞘破坏变得不规则,并且发生变性,这些都证明锌可能对周围神经的相关功能具有一定的作用,因而我们推测交感干中也有锌离子的运输,并且对其结构的保持及功能的发挥起到关键性作用。应用AMG和AMG电镜技术,本实验证实了游离锌离子在交感干的轴突内进行轴突运输。研究发现,钳夹手术后,注射硒化钠,在钳夹点的两侧端均有不同程度的锌离子蓄积,并且有随着手术后存活时间的延长锌离子蓄积增多的现象,提示大多数或全部交感节后含锌神经元胞体内的锌离子可能通过顺行运输到达轴突终末并参与某些生理功能的调节,而且也有锌离子由轴突终末向胞体逆行运输。应用AMG技术检测交感干注射硒酸钠24h后,锌离子在颈上神经节中含锌神经元的表达,光镜下结果显示,颈上神经节中约有5%神经元有AMG阳性反应产物,此结果进一步证实了锌离子在交感干中进行逆行的轴突运输。结论1、交感干存在着锌离子的顺行和逆行运输,在手术后的大鼠交感干的染色切片中可以看到均匀的AMG阳性反应。2、缺锌后交感干结构和数量的变化说明锌离子可能对周围神经纤维结构的保持及功能的发挥起到重要的作用。

关键词：锌离子交感干颈上神经节轴突运输中枢神经系统周围神经系统金属自显影

氯碘羟喹对小鼠海马苔藓纤维内游离锌离子螯合作用的研究

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解剖科学进展 2009年第4期15卷 412-415页

作者：王涛郑玮于嵩马立楠王占友中国医科大学基础医学院细胞工程学与细胞治疗学研究室辽宁沈阳110001

目的研究金属螯合剂氯碘羟喹(Clioquinol,CQ)对小鼠大脑海马苔藓纤维内游离锌离子的螯合作用。方法3月龄雄性C57BL/6小鼠42只,随机均分为3组:正常对照组,溶剂对照组,CQ组。CQ组和溶剂对照组腹腔注射药物2h后与正常对照组一起断头取脑,... 详细信息

目的研究金属螯合剂氯碘羟喹(Clioquinol,CQ)对小鼠大脑海马苔藓纤维内游离锌离子的螯合作用。方法3月龄雄性C57BL/6小鼠42只,随机均分为3组:正常对照组,溶剂对照组,CQ组。CQ组和溶剂对照组腹腔注射药物2h后与正常对照组一起断头取脑,制备小鼠海马冰冻切片,应用N-(6-甲氧基-8-喹啉)-P-甲苯磺胺(TSQ)荧光探针技术和金属自显影技术检测各组小鼠大脑海马苔藓纤维游离锌离子的分布和含量。结果CQ处理组小鼠海马苔藓纤维的TSQ荧光强度在CA3区及齿状回均明显低于正常对照组和溶剂对照组(P金属自显影阳性反应强度在皮层、海马CA3区、齿状回均明显低于正常对照组和溶剂对照组(P金属螯合剂CQ对小鼠大脑内游离锌离子有明显的螯合作用,提示CQ可能作为锌离子诱导的神经细胞死亡疾病(如脑缺血和阿尔茨海默病)的潜在治疗药物。

关键词：氯碘羟喹锌离子金属自显影 N-(6-甲氧基-8-喹啉)-P-甲苯磺胺荧光探针小鼠

氯碘羟喹对脑缺血沙土鼠海马神经元的保护作用

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解剖科学进展 2010年第5期16卷 438-441页

作者：王涛周佳敏马廷贤刘琰徐艳媛王占友中国医科大学中国医科大学附属一院脑外科辽宁沈阳110001 中国医科大学附属四院神经内科辽宁沈阳110001

目的研究金属螯合剂氯碘羟喹(Clioquinol,CQ)对沙土鼠全脑缺血再灌注后海马CA3区锥体细胞的保护作用。方法无创动脉夹夹持沙土鼠双侧颈总动脉制备脑缺血模型,腹腔注射CQ 3d,应用金属自显影技术检测CQ对沙土鼠海马游离锌离子的螯合作用,T... 详细信息

目的研究金属螯合剂氯碘羟喹(Clioquinol,CQ)对沙土鼠全脑缺血再灌注后海马CA3区锥体细胞的保护作用。方法无创动脉夹夹持沙土鼠双侧颈总动脉制备脑缺血模型,腹腔注射CQ 3d,应用金属自显影技术检测CQ对沙土鼠海马游离锌离子的螯合作用,TUNEL和caspase-3原位杂交分析CQ对脑缺血沙土鼠海马神经元凋亡的影响。结果脑缺血CQ处理组沙土鼠海马金属自显影阳性反应明显低于脑缺血溶剂对照组,脑缺血CQ处理组沙土鼠海马TUNEL和caspase-3阳性细胞数量明显低于脑缺血溶剂对照组。结论 CQ对沙土鼠海马游离锌离子有明显的螯合作用,可能与其对脑缺血再灌注损伤的保护作用有关。

关键词：氯碘羟喹脑缺血再灌注锌离子金属自显影沙土鼠

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锌缺乏对小鼠海马长时程增强的影响

解剖科学进展 2011年第3期17卷 215-218页

作者：王佐周高慧玲徐赫王涛王占友中国医科大学基础医学院病理教研室辽宁沈阳110001 中国医科大学基础医学院细胞工程学研究室辽宁沈阳110001

目的探讨锌缺乏对小鼠海马区域锌离子含量以及长时程增强(LTP)的影响。方法 3周龄CD-1小鼠饲以低锌饲料(0.85mg/kg)和去离子水5周进行实验。应用金属自显影技术(AMG)检测低锌饲料喂养对小鼠海马游离锌离子含量的影响;在小鼠海马齿状回... 详细信息

目的探讨锌缺乏对小鼠海马区域锌离子含量以及长时程增强(LTP)的影响。方法 3周龄CD-1小鼠饲以低锌饲料(0.85mg/kg)和去离子水5周进行实验。应用金属自显影技术(AMG)检测低锌饲料喂养对小鼠海马游离锌离子含量的影响;在小鼠海马齿状回的苔藓纤维层插入刺激电极,在CA3区锥体细胞层插入记录电极,记录高频刺激后海马苔藓纤维CA3区引起的峰电位(PS)和兴奋性突触后电位(f-EPSP)的变化,分析锌缺乏对小鼠海马LTP形成的影响。结果 AMG结果显示锌缺乏小鼠海马CA1,CA3和齿状回区域的锌离子含量明显降低(P<0.05-0.01);电生理检测结果表明锌缺乏小鼠在高频刺激后海马苔藓纤维的PS和f-EPSP均显著下降(P<0.01),提示锌缺乏抑制小鼠海马长时程增强的形成。结论锌缺乏使小鼠海马游离锌离子含量下降,参与对海马长时程增强形成的抑制。

关键词：锌缺乏长时程增强海马金属自显影小鼠

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游离锌离子形态学检测方法探究

沈阳医学院学报 2008年第2期10卷 68-70,80页

作者：牛犁池志宏沈阳医学院基础医学院组织胚胎学教研室辽宁沈阳110034

目的:使用ivZnSAMG、ZnSeAMG、iZnSAMG、TSQ荧光、Zinquin荧光对海马苔藓游离锌离子进行染色和比较。方法:ivZn-SAMG:采用Na2S溶液灌流的锌离子结合方式;ZnSeAMG:采用事先注射硒酸钠的体内锌离子结合方式;iZnSAMG:采用取动物新鲜组织浸... 详细信息

目的:使用ivZnSAMG、ZnSeAMG、iZnSAMG、TSQ荧光、Zinquin荧光对海马苔藓游离锌离子进行染色和比较。方法:ivZn-SAMG:采用Na2S溶液灌流的锌离子结合方式;ZnSeAMG:采用事先注射硒酸钠的体内锌离子结合方式;iZnSAMG:采用取动物新鲜组织浸泡在浸染液中的锌离子结合方式;以上三种方法处理后均采用相同的AMG孵育显色。TSQ、Zinquin荧光:均为新鲜组织取材,液氮处理后荧光下观察。结果:在小鼠海马,所有染色方法均能标记出苔藓纤维的染色,各种染色在苔藓纤维标记有细节上的差异。所有染色方法中特异性最高的是ZnSeAMG;但其敏感性相对较差。而ivZnSAMG的敏感性最高,而其特异性则相对较差。结论:本实验中使用的游离锌离子染色方法都能成功的对游离锌离子进行标记,而这些染色方法的特异性和敏感性各有不同,对染色细节的雕琢能力也各有不同,因此可以根据这些方法的各自特点在实验选取适合的方法。

关键词：游离锌离子 N-(6-methoxy-8-quinolyl)-p-toluene-sulfonamide(TSQ)荧光技术金属自显影 Zinquin荧光技术苔藓纤维