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不同磁刺激对家鸽脊髓、大脑Fos蛋白表达的影响

作　者: 李宁
导　师: 崔希云
学　校: 山东师范大学
专　业: 动物学
关键词: 磁刺激脊髓海马区 Fos蛋白表达家鸽
分类号: S836
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
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内容摘要

磁场的生物效应一直受到广泛关注。前人对其在分子、细胞、组织、系统和整体等多个层面的生物效应都做了研究，其中神经系统对磁刺激反应尤为敏感。关于磁场对家鸽的影响，前人主要聚焦于其对地磁导航的影响，晚近的研究者以Fos蛋白为指标，研究了磁场变化对家鸽视网膜、前庭神经核中神经元活动的影响，还未见对其他部位的研究报道。本研究在筛选出显示家鸽脊髓、大脑神经元最佳的染色方法和对家鸽脊髓的一般结构特征进行验证性实验的基础上，通过给予家鸽不同强度永磁刺激，利用免疫组织化学技术，以Fos蛋白的表达为指标，探索磁刺激对家鸽脊髓、大脑神经元活动的影响及其作用途径，为家鸽导航生理机制的研究提供实验依据。本文的实验研究分为四部分：一、不同染色方法显示的家鸽海马区神经元形态比较采用中性红、亚甲基蓝、焦油紫、HE、和Cajal’s五种染色方法对正常成年家鸽大脑冰冻切片进行染色，对其显示的家鸽海马区神经元形态进行比较。结果提示，五种染色方法所显示的家鸽海马区神经元形态有差异，以焦油紫染色效果最佳。二、家鸽脊髓的一般结构特征对市场购买的正常成年家鸽（鸽形目，鸠鸽科、鸽属），雌雄不拘，过量麻醉剂处死、心脏灌流固定后分为大体解剖肉眼观察，脊柱横切解剖镜观察，取脊髓冷冻切片、尼氏染色、光镜观察3组（n=6/组）。结果显示，脊髓有38个节段组成，依其位置和结构可分为颈、胸、腰、骶、尾5部分；腰骶部脊髓的后正中沟扩大为第二菱形窝；该窝的底部有糖原体；在颈、腰骶部脊髓的白质中有神经元胞体聚集形成的神经核。三、不同强度永磁刺激对家鸽脊髓神经元Fos蛋白表达的影响对正常成年家鸽（体重300~400g），随机分为对照组（不作处理）和实验组。其中实验组又分为五组，分别为：组一：背磁铁A（重6.98g，磁场强度220mT）；组二：背重物a（玉米粒，重6.98g）；组三：背磁铁A+麻醉；组四：背重物a+麻醉；组五：背磁铁B（重4.31g，磁场强度157mT）；组六：背磁铁C（重3.91g，磁场强度192mT）。按分组处理后，使其自由活动1h，其中组三、组四在实验1min时和30min时，在背负部位及其周围（0.5cm）的皮下和肌肉中注射盐酸普鲁卡因（一种阻断神经冲动传导的局部麻醉剂）。实验结束之后过量麻醉牺牲动物，心脏灌流取脊髓，冰冻切片，免疫组织化学技术处理，光镜观察拍照，利用Imagepro-Plus6.0图像分析软件对各组Fos蛋白免疫反应（Fos-IR）阳性神经元进行观察计数。经SPSS18.0统计软件单因素方差分析，结果显示：实验组的Fos-IR阳性神经元数量在脊髓各个节段中均显著多于对照组（P<0.05）；实验组三的Fos-IR阳性神经元数量在脊髓各个节段中均显著多于组四（P<0.05）。结果表明，3.91g~6.98g的负重刺激、157mT~220mT强度的磁刺激均可诱发家鸽脊髓灰质神经元Fos蛋白的表达加强；胸背部（永磁铁接触部位）皮下、肌组织注射的普鲁卡因（一种神经纤维传导局部阻断剂）可有效阻断负重诱导的Fos蛋白表达，而对磁诱导的Fos蛋白表达的影响却不明显。提示，157mT～220mT强度的磁刺激可诱发家鸽脊髓灰质神经元活动加强；这种刺激作用可能是磁力线直接作用于脊髓灰质神经元所致。四、不同强度永磁刺激对家鸽大脑海马区、海马旁区神经元Fos蛋白表达的影响实验动物分组、免疫组化处理和观察分析方法同第三部分，只是研究目标为家鸽大脑的海马区和海马旁区。本研究结果显示：家鸽大脑海马区、海马旁区的Fos-IR阳性神经元数量，在实验组均分别显著多于对照组（P<0.01）；实验组三均显著多于组四（P<0.01）。结果表明，3.91g、6.98g的负重刺激、157mT、220mT强度的磁刺激均可诱发家鸽大脑海马区、海马旁区神经元Fos蛋白的表达加强；胸背部（永磁铁接触部位）皮下、肌组织注射的普鲁卡因可有效减少负重诱导的Fos蛋白表达，而对磁诱导的Fos蛋白表达的影响却不显著。综上所述，本实验研究证明，胸背部给予157mT~220mT强度磁刺激、3.91g~6.98g的负重刺激均可以诱导家鸽脊髓、大脑的海马部位神经元Fos蛋白表达加强。外周注射局部神经麻醉剂，仅能有效抑制负重诱导的脊髓灰质、海马区和海马旁区神经元Fos蛋白表达，对磁刺激诱导的作用不明显。结果提示，脊髓灰质神经元可能直接接受磁力线的作用，使其活动加强；胸部背磁诱发的家鸽大脑海马区、海马旁区的神经元的活动加强可能与脊髓上传的信息调制有关。关于磁力线诱导神经元活动加强的分子机制还需进一步探究。

全文目录

目录  4-8
中文摘要  8-10
Abstract  10-13
符号说明  13-15
第一部分文献综述  15-32
  0.1 磁性的意义与分类  15-17
    0.1.1 磁性的意义  15
    0.1.2 磁性的分类  15-17
      0.1.2.1 抗磁性  15-16
      0.1.2.2 顺磁性  16
      0.1.2.3 铁磁性  16-17
  0.2 磁性材料的分类  17-18
    0.2.1 软磁性材料  17-18
    0.2.2 硬磁性材料  18
      0.2.2.1 永磁性材料的分类  18
  0.3 磁场及其分类  18-20
    0.3.1 磁场的产生方式  19
      0.3.1.1 通电导线产生  19
      0.3.1.2 永磁体  19
      0.3.1.3 地磁场  19
    0.3.2 磁场分类  19-20
  0.4 磁场的生物效应  20-25
    0.4.1 磁场对生物分子的生物效应  20-21
    0.4.2 磁场对细胞的生物效应  21-22
      0.4.2.1 静磁场强度对细胞的生物效应  21-22
      0.4.2.2 低频磁场对细胞的生物效应  22
    0.4.3 磁场对不同功能系统的生物效应  22-24
      0.4.3.1 磁场对神经系统的生物效应  22-23
      0.4.3.2 磁场对血液系统的生物效应  23
      0.4.3.3 磁场对内分泌系统的生物效应  23-24
    0.4.4 磁场对不同有机体的生物效应  24-25
      0.4.4.1 磁场对微生物的生物效应  24
      0.4.4.2 磁场对人体的生物效应  24-25
  0.5 地磁导航的研究概况  25-27
    0.5.1 磁受体  25-26
    0.5.2 地磁导航理论的不足与展望  26-27
  参考文献  27-32
第二部分实验研究  32-71
  实验Ⅰ不同染色方法显示的家鸽海马区神经元形态比较  32-37
    1.1 材料和方法  32-34
      1.1.1 实验动物  32
      1.1.2 实验试剂与仪器  32-33
        1.1.2.1 实验试剂  32-33
        1.1.2.2 实验仪器  33
      1.1.3 实验方法  33-34
        1.1.3.1 实验动物灌流固定  33
        1.1.3.2 冰冻切片  33-34
        1.1.3.3 染色  34
      1.1.4 结果统计  34
    1.2 结果与分析  34-36
      1.2.1 不同染色方法的结果比较  34-35
      1.2.2 不同染色方法显示家鸽 HF 区神经元胞体、胞核大小的比较  35-36
    1.3 讨论  36-37
      1.3.1 染色原理  36
      1.3.2 尼氏体的形态  36-37
  实验Ⅱ家鸽脊髓的结构特征  37-45
    2.1 材料和方法  37-38
      2.1.1 实验动物  37
      2.1.2 实验试剂与仪器  37
        2.1.2.1 实验试剂  37
        2.1.2.2 实验仪器  37
      2.1.3 实验方法  37-38
        2.1.3.1 动物处理方法  37-38
        2.1.3.2 测量  38
        2.1.3.3 冰冻切片  38
        2.1.3.4 尼氏染色  38
        2.1.3.5 显微成像系统成像  38
        2.1.3.6 脊柱横断面成像标本处理  38
    2.2 实验结果  38-43
      2.2.1 脊髓的大体形态结构特征  38-42
      2.2.2 脊髓的组织结构特征  42-43
    2.3 讨论  43-45
      2.3.1 关于家鸽脊髓节段分区  43-44
      2.3.2 家鸽脊髓的主要结构特征的意义  44-45
  实验Ⅲ不同强度永磁刺激对家鸽脊髓神经元 Fos 蛋白表达的影响  45-62
    3.1 材料和方法  45-49
      3.1.1 实验动物  45-46
      3.1.2 实验仪器与试剂  46-47
        3.1.2.1 实验用品与仪器  46
        3.1.2.2 实验试剂  46-47
      3.1.3 实验方法  47-49
        3.1.3.1 实验动物处理  47-48
        3.1.3.2 冰冻切片  48
        3.1.3.3 脊髓组织切片免疫组织化学反应  48-49
      3.1.4 结果统计  49
    3.2 实验结果  49-60
      3.2.1 不同强度永磁刺激对家鸽不同脊髓节段 Fos-IR 阳性神经元数量的影响  49-53
      3.2.2 磁刺激诱导神经元活动的途径  53-60
      3.2.3 永磁刺激对家鸽脊髓神经元形态结构的影响  60
    3.3 讨论  60-62
      3.3.1 生物磁现象的微观机制  60-61
      3.3.2 盐酸普鲁卡因的作用机理  61
      3.3.3 磁刺激诱发神经元活动加强的证据  61
      3.3.4 磁刺激、负重刺激诱发脊髓灰质神经元活动的途径  61-62
  实验 Ⅳ 不同强度永磁刺激对家鸽大脑海马区、海马旁区神经元 Fos 蛋白表达的影响  62-71
    4.1 材料和方法  62-63
      4.1.1 实验动物  62
      4.1.2 实验试剂与仪器  62
      4.1.3 实验方法  62
      4.1.4 结果统计  62-63
    4.2 实验结果  63-69
      4.2.1 不同强度永磁刺激对脊髓 Fos-IR 阳性神经元数量的影响  63-66
      4.2.2 磁刺激诱导神经元活动的途径  66-69
    4.3 讨论  69-71
      4.3.1 鸟类海马结构概述  69
      4.3.2 磁刺激诱发神经元活动加强的证据  69-70
      4.3.3 磁刺激诱发海马神经元活动的途径  70-71
全文小结  71-72
参考文献  72-74
致谢  74-76
攻读学位期间发表的学术论文  76

不同磁刺激对家鸽脊髓、大脑Fos蛋白表达的影响

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