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急慢性视神经损伤模型的初级视皮层变化实验研究

作　者: 陈倩
导　师: 孙兴怀；沈颖；宋月莲
学　校: 复旦大学
专　业: 眼科学
关键词: 初级视皮层视神经青光眼猕猴大鼠
分类号: R779.1
类　型: 博士论文
年　份: 2006年
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内容摘要

视神经损伤后初级视皮层神经元是否发生不可逆性变性或死亡是神经保护及人工视觉相关课题中的研究热点。本课题拟从实验角度出发探讨急慢性视神经损伤后视觉通路中初级视皮层的变化及其可能的机制。第一部分：大鼠急性视神经损伤后初级视皮层神经元的早期变化本部分的研究目的在于探讨急性视神经损伤早期即早基因c-jun、c-fos在初级视皮层的表达分布及其与视神经损伤程度的关系；此外了解视神经损伤早期初级视皮层神经元总数以及接受LGN输入的Ⅳ层神经元的数量是否发生改变。采用视神经钳夹和视神经离断的方法分别造成SD大鼠单眼急性部分视神经损伤和视神经完全性损伤的动物模型。分别于正常组和损伤后2h、1d、3d、1w、1m取材行冰冻切片，以免疫荧光组织化学染色法检测大鼠损伤眼代表区初级视皮层的c-Jun、c-Fos蛋白表达并计算阳性神经元分布密度，此外检测NeuN标记的初级视皮层神经元密度及接受LGN输入的Ⅳ层神经元密度，采用方差分析方法进行统计学检验。结果显示视神经损伤后2h初级视皮层即出现c-Jun蛋白的表达升高，1d达高峰；此后降低，但至1m时达另一峰值。视神经离断组c-Jun升高幅度高于视神经钳夹组，且高峰期维持时间较久。视皮层的c-Fos蛋白表达在视神经钳夹伤后2h降低，3d达谷底，之后回升；视神经离断组降低幅度小于视神经钳夹组，且2h时存在短暂表达升高。急性视神经损伤早期NeuN标记的初级视皮层的神经元密度和Ⅳ层神经元密度与正常组相比均无明显改变。第一部分的研究结果表明大鼠急性视神经损伤后2h初级视皮层即发生即早基因c-jun、c-fos的表达改变。急性视神经损伤早期(尤其2h～3d)初级视皮层的c-Jun、c-Fos蛋白表达呈相反态势，提示这两组转录因子可能通过作用相反的途径在初级视皮层引起不同的效应。除损伤程度的影响以外，c-Jun和c-Fos蛋白之间可能还存在某种平衡机制参与调节这两种转录因子的表达水平。第二部分：猕猴慢性高眼压模型初级视皮层的神经元改变第二部分的研究目的在于探讨不同时期猕猴慢性高眼压模型初级视皮层神经元的代谢和神经化学改变及其与RGC损失的关系，并了解不同时期猕猴慢性高眼压模型的初级视皮层神经元数量以及超微结构是否发生变化。研究对象为4只正常猕猴和11只通过激光小梁网烧灼方法造成的不同时期的慢性高眼压猕猴。取材于V1区视皮层，做冠状切面和切线位的脑组织冰冻切片，分别用组织化学方法进行细胞色素氧化酶(CO)的染色，荧光免疫组化方法进行NeuN神经元标记、GFAP胶质细胞活性检测、神经营养因子BDNF及其受体TrkB表达的检测。细胞色素氧化酶染色结果计算平均灰度值，NeuN标记的神经元计算其4C层的分布密度，GFAP和BDNF表达均计算阳性区域面积，分析结果与RGC轴突损失率之间的关系。并用透射电镜的方法观察初级视皮层4层神经元的超微结构改变。统计学分析采用方差分析法。结果显示正常组猕猴V1区视皮层4层CO染色均匀且致密，青光眼组猕猴因双眼分期不同4C层呈现深浅交替的眼优势柱结构，双眼绝对期者呈均匀一致的淡染。灰度值计算结果显示RGC轴突损失＜50％的模型眼代表区4C层平均灰度值与正常组相比无明显差异，而轴突损失＞50％的模型眼代表区4C层平均灰度值与正常组相比有高度统计学差异。4C层神经元计数在青光眼组与正常组间无统计学差异。与CO染色结果类似，当轴突损失＜50％时，模型眼代表区4C层GFAP表达与正常组无明显差异，当轴突损失＞50％时，模型眼代表区4C层GFAP表达明显高于正常组。青光眼组猕猴视皮层BDNF表达呈普遍性降低但分布均匀，且与RGC损失程度无关；TrkB表达也呈不同程度降低。青光眼组猕猴初级视皮层的超微结构改变包括尼氏体减少、线粒体肿胀、内质网扩张、脂褐素数量增加等，并无神经元不可逆变性或死亡的证据。以上结果表明在猕猴慢性高眼压模型中，初级视皮层表现出与RGC轴突损失率相关的神经元代谢活性改变和胶质细胞的活化，50％的RGC轴突损失率可能是视觉中枢皮层水平代谢活性改变的关键点，提示神经保护措施的实施可能在青光眼病程早中期RGC损失小于50％时更为有效。BDNF和TrkB的表达降低，表明初级视皮层神经元的功能抑制状态，并可能通过下行营养支持的削弱参与了青光眼病理机制中的恶性循环。鉴于在急慢性视神经损伤后初级视皮层均未发生神经元数量的减少，神经元超微结构也无神经元不可逆变性或死亡的证据，提示视神经损伤后的初级视皮层改变可能仅为皮层突触可塑性的一种表现形式。

全文目录

缩略语  4-5
中文摘要  5-8
英文摘要  8-12
前言  12-14
正文  14-62
  第一部分  14-31
    材料和方法  14-19
    结果  19-28
    讨论  28-30
    小结  30-31
  第二部分  31-61
    材料和方法  31-34
    结果  34-56
    讨论  56-59
    小结  59-61
  全文总结  61-62
参考文献  62-66
附一: 综述  66-72
附二: 在读期间发表文章  72-73
致谢  73-74

急慢性视神经损伤模型的初级视皮层变化实验研究

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