王云 *

1.遼寧中醫(yī)藥大學(xué)附屬第二醫(yī)院 遼寧 沈陽 110032；

2.沈陽師范大學(xué)化學(xué)與生命科學(xué)學(xué)院 遼寧 沈陽 110034

中華蟾蜍原始梨狀區(qū)神經(jīng)元自發(fā)電活動(dòng)的胚后發(fā)育

王云1王暢2梁傳成2王麗文2*

1.遼寧中醫(yī)藥大學(xué)附屬第二醫(yī)院 遼寧 沈陽 110032；

2.沈陽師范大學(xué)化學(xué)與生命科學(xué)學(xué)院 遼寧 沈陽 110034

為探討中華蟾蜍(Bufo bufo gargarizans)原始梨狀區(qū)神經(jīng)元自發(fā)電活動(dòng)的胚后發(fā)育，我們應(yīng)用微電極電生理技術(shù)，對中華蟾蜍胚后原始梨狀區(qū)神經(jīng)元的自發(fā)放電活動(dòng)進(jìn)行在體胞外記錄。結(jié)果顯示，隨著原始梨狀區(qū)的發(fā)育，單個(gè)放電、簇狀放電逐漸增多；放電幅度增高，在變態(tài)完成期達(dá)最大；放電頻率在成體期達(dá)最大。表明神經(jīng)元的興奮性提高，神經(jīng)元電活動(dòng)形式逐漸呈現(xiàn)多樣化。

中華蟾蜍；原始梨狀區(qū)；自發(fā)電活動(dòng)；胚后發(fā)育

神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育是生物個(gè)體發(fā)育中重要的組成部分，而大腦的發(fā)育在一定程度上表明了物種的進(jìn)化程度。目前有關(guān)腦發(fā)育的研究多在形態(tài)學(xué)和組織學(xué)上[1,2]，其發(fā)育的電活動(dòng)研究報(bào)道較少。我們應(yīng)用微電極電生理學(xué)技術(shù)，對中華蟾蜍Bufo bufo gargarizans胚后六個(gè)典型時(shí)期原始梨狀區(qū)進(jìn)行了電生理學(xué)研究，探討其電生理學(xué)發(fā)育特性，為進(jìn)一步的研究工作奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物

實(shí)驗(yàn)用中華蟾蜍幼體采自遼寧省沈陽市郊區(qū)，亞成體和成體購自沈陽醫(yī)學(xué)院。以王昌對中華蟾蜍胚胎發(fā)育的分期為標(biāo)準(zhǔn)[3]，選用鰓蓋完全愈合期、圓錘狀肢芽期、肛管退化期、變態(tài)完成期、亞成體期及成體期六個(gè)典型時(shí)期。發(fā)育各期中華蟾蜍各5例。

1.2 自發(fā)放電的測定

常規(guī)手術(shù)方法暴露不同發(fā)育時(shí)期蟾蜍的端腦并剝離硬腦膜。用微電極推進(jìn)器(西北光學(xué)儀器廠，WF-2型)將內(nèi)充3mol KCl、阻抗5-15M 的玻璃微電極插入原始梨狀區(qū)中。放電信號經(jīng)由高阻抗微電極放大器(成都儀器廠，WF-IB型)后進(jìn)入信號采集處理系統(tǒng)(成都儀器廠，RM6240型)，在計(jì)算機(jī)上觀察并記錄原始大腦皮層神經(jīng)元的電活動(dòng)。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)用SPSS16.0軟件統(tǒng)計(jì)分析，各組之間的差異性采用單因素方差分析(One Way ANOVA) 和Tukey's多重比較，以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示(mean±SD)，P<0.05即認(rèn)為差異顯著。

2 結(jié)果

2.1 胚后各階段原始梨狀區(qū)神經(jīng)元的自發(fā)放電

實(shí)驗(yàn)共記錄到五種自發(fā)放電類型，分別為單個(gè)放電、連續(xù)放電、簇狀放電、連續(xù)簇狀放電和不規(guī)則放電，在不同的發(fā)育時(shí)期各類型放電單位所占比例不同(圖1A)。胚后發(fā)育的早期鰓蓋完全愈合期和圓錘狀肢芽期只有4種放電類型，沒有記錄到不規(guī)則放電。隨著發(fā)育的進(jìn)行，單個(gè)放電、簇狀放電逐漸增多。

2.2 胚后各階段原始大腦皮層自發(fā)放電的電生理學(xué)特性

A

B

C

我們對中華蟾蜍胚后發(fā)育各階段原始梨狀區(qū)的單個(gè)和連續(xù)放電幅度以及連續(xù)單個(gè)和連續(xù)簇狀放電頻率進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果見圖1B和C。圖1B表明，單個(gè)放電幅度隨著發(fā)育的進(jìn)行逐漸增高，在變態(tài)完成期達(dá)最大，差異顯著(P<0.05)；連續(xù)放電幅度也是在變天完成期達(dá)最大，差異顯著(P<0.05)。圖1C表明，兩種放電頻率均隨著發(fā)育的進(jìn)行而降低，但在成體期再次升高且達(dá)最大，差異顯著(P<0.05)，且連續(xù)簇狀放電較連續(xù)單個(gè)放電變化顯著。

3 討論

中華蟾蜍原始梨狀區(qū)位于側(cè)腦室的外側(cè)緣，和原始大腦皮層、紋狀體的界線較為清晰，在進(jìn)化上與哺乳動(dòng)物的梨狀葉同源[1]。原始梨狀區(qū)主要是接受背外側(cè)部的嗅束形成嗅覺中樞[2]。變態(tài)完成期的原始犁狀區(qū)放電類型數(shù)量最多、放電幅度最大，這與變態(tài)完成期端腦神經(jīng)元數(shù)量是中華蟾蜍神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育過程中細(xì)胞增殖的最高峰相一致[1]。在此后的發(fā)育過程中，大約有20～90%的神經(jīng)元發(fā)生了退化、衰退和死亡。通過細(xì)胞凋亡塑造神經(jīng)系統(tǒng)大體形態(tài)，即在數(shù)量上調(diào)節(jié)神經(jīng)系統(tǒng)不同細(xì)胞群體的比例，為神經(jīng)元軸突生長創(chuàng)造環(huán)境，從而建立起神經(jīng)細(xì)胞間的突觸聯(lián)系，形成成熟的功能性神經(jīng)細(xì)胞，使整個(gè)中華蟾蜍的端腦功能進(jìn)一步完善。我們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果也表明了這一發(fā)育特點(diǎn)，神經(jīng)細(xì)胞在發(fā)育過程中的增殖和退化可能是導(dǎo)致某些自發(fā)放電形式的數(shù)量或頻率出現(xiàn)差異的原因[4,5]。

[1]王暢,畢遠(yuǎn)閣,王歡歡,等.亞成體中華蟾蜍端腦形態(tài)學(xué)與組織學(xué)的初步研究[J].四川動(dòng)物，2009,28(1):35-39

[2]蔣一淼,張育輝. 2003.北方山溪鯢端腦細(xì)胞構(gòu)筑的組織學(xué)觀察[J].陜西師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 31(4): 80-83

[3]王昌,賈杏珍,李琰,等.中華大蟾蜍的胚胎發(fā)育的初步觀察[J].兩棲爬行動(dòng)物學(xué)報(bào),1984，3(2)：39-48

[4]Nordgreen J, Horsberg E, Ranheim B, et al .Somatosensory evoked potentials in the telencephalon of Atlantic salmon (Salmo salar) following galvanic stimulation of the tail[J].J Comp Physiol A, 2007, 193:1235-1242.

[5]Leng Jie, Jiang Li, Cheng Hengsheng. Electrophysiological characteristics of early differentiated neural stem cells in embryonic rats[J]. Acta Acad Med,2010,32(3):238-241.

遼寧省教育廳基金資助項(xiàng)目(2011196)

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1009-6019(2014)08-0137-01