生后早期声环境影响中枢听觉功能发育的细胞分子机制.doc

生后早期声环境影响中枢听觉功能发育的细胞分子机制【摘要】：出生后早期,中枢神经系统结构与功能的发育与环境、经验活动密切相关,表现出高度可塑性。目前,有关早期经验对动物感觉系统发育影响的研究主要集中在两个方面:感觉剥夺和特定感觉信息暴露。听觉系统是研究早期经验对感觉系统发育影响的很好模型。因为声音信号可以有很多种变化的模式,并且极易控制。本论文以早期听觉经验动物为模型,采用声音分辨行为学,在体细胞外电生理学和生物化学(westernblotting,免疫组织化学)等实验手段,研究了出生后早期听觉经验对中枢听觉系统功能发育的影响,以及可能的细胞分子机制。有望本研究成果为阐明环境影响中枢神经系统功能发育的机制提供重要实验依据,并为有效矫治、修复脑听觉功能障碍、寻找治疗听觉障碍疾病药物的靶位点提供神经生物学基础。本论文分为4部分,主要内容包括:一.出生后早期持续中等强度白噪音暴露对大鼠初级听皮层神经元听反应特性的影响动物出生后7天开始,进行持续中等强度白噪音暴露(24h/day。强度为65-70dBSPL)。正常对照组动物饲养环境噪音为50dBSPL。实验在14只正常对照动物和19只噪音暴露动物上进行。采用在体细胞外记录的方法,考查了初级听皮层神经元听空间水平方位敏感性。实验结果显示,生后早期持续中等强度白噪音暴露使初级听皮层神经元的水平方位敏感性显著降低。表现为PAR75(Preferredazimuthrange75),DR(Dynamicrange)增大,Tuningdepth减小。此外,还发现噪音暴露后,初级听皮层神经元的水平方位反应中心的分布更加弥散。二.生后早期持续中等强度白噪音对大鼠听皮层兴奋性NMDA受体、AMPA受体,抑制性GABA_A受体及GAD65表达的影响实验采用westernblotting和免疫组织化学的方法,考察了生后早期持续中等强度白噪音对大鼠听皮层兴奋性NMDA受体、AMPA受体,抑制性GABA_A受体及GAD65表达的影响。结果发现,生后早期持续中等强度白噪音使大鼠听皮层兴奋性AMPA受体GluR2亚单位蛋白质表达量降低:谷氨酸脱羧酶GAD65蛋白质表达量降低:抑制性GABA_A受体1亚单位表达量降低,3表达量升高。GABA_A受体的组成结构更趋向于幼年。生后早期持续中等强度白噪音对听皮层兴奋性NMDA受体的NR2A和NR2B亚单位的表达没有明显影响。结果提示噪音暴露可能通过影响听皮层兴奋性和抑制性传递系统的发育从而影响听皮层神经元的功能特性。三.生后早期持续中等强度白噪音暴露对大鼠中脑下丘兴奋性NMDA受体、AMPA受体,抑制性GABA_A受体亚单位以及GAD65表达的影响在哺乳动物神经系统中,中脑下丘是皮层下听反射中枢和听觉信号上行传递重要中继站,出生后的早期听觉经验对其正常发育有明显影响。本实验采用westernblotting和免疫组织化学的方法,考察了生后早期持续中等强度白噪音对大鼠中脑下丘兴奋性NMDA受体、AMPA受体,抑制性GABA_A受体及GAD65表达的影响。结果表明,生后早期持续中等强度白噪音使大鼠中脑下丘中央核(Centralnucleusofinferiorcolliculus,CNIC)兴奋性AMPA受体GluR2亚单位蛋白质表达降低;谷氨酸脱羧酶GAD65,抑制性GABA_A受体3亚单位表达降低。生后早期持续中等强度白噪音对下丘抑制性GABA_A受体1,3亚单位;兴奋性NMDA受体的NR2A和NR2B亚单位的表达没有明显影响。结合上一章的结果,可以看出生后早期听觉经验对大鼠听觉中枢发育至关重要,生后早期噪音暴露影响听觉中枢兴奋性和抑制性系统中离子通道相关的递质受体蛋白质的表达,这可能是早期噪音暴露影响听觉中枢神经元功能发育的可能的细胞分子机制之一。四.生后早期丰富声音环境对大鼠听觉分辨行为及听觉中枢NMDA受体NR2B亚单位蛋白质表达的影响有关早期经验对动物感觉系统发育影响的研究主要集中在两个方面:感觉剥夺和特定感觉信息暴露。对于听觉系统来讲,音乐包含了很多声音信息,因此在我们的实验中,我们用音乐暴露作为丰富声音环境,来研究生后早期丰富声音环境对听觉系统经验依赖性可塑性的影响。采用我们自己研发的声音分辨学习记忆行为和生物化学(westernblotting)的方法,考察了生后早期丰富声音环境对大鼠听觉分辨行为及听觉中枢NMDA受体NR2B亚单位蛋白质表达的影响。结果发现,生后早期丰富声音环境可以使大鼠声音分辨学习记忆能力明显提高,表现为完成声音信号-分辨任务和声音-时程分辨任务的正确率都较正常对照动物有显著提高。我们还发现生后早期丰富声音环境使得大鼠听皮层NMDA受体NR2B亚单位蛋白质表达显著增加,关键期过后的丰富声音环境对听皮层NMDA受体NR2B亚单位蛋白质表达没有明显影响。丰富声音环境对中脑下丘NMDA受体NR2B亚单位蛋白质表达没有明显影响。综上所述,出生后早期听觉经验对大鼠中枢听觉功能产生了很大的影响,生后早期听觉经验可能通过影响中枢听觉系统兴奋性传递和抑制性传递系统的发育来影响中枢听觉系统功能发育。【关键词】：大鼠初级听皮层下丘方向敏感性发育可塑性噪音NMDA受体AMPA受体GABA_A受体GAD65声音分辨行为【学位授予单位】：华东师范大学【学位级别】：博士【学位授予年份】：2009【分类号】：Q43【目录】：摘要6-9Abstract9-14引言14-20第一章生后早期持续中等强度白噪音暴露对大鼠初级听皮层神经元听反应特性的影响20-401.引言20-212.材料和方法21-232.1实验动物及噪音暴露212.2声刺激及听反应记录21-222.3记录方法和数据处理22-233.结果23-343.1生后早期持续中等强度白噪音暴露对大鼠初级听皮层神经元基本反应特性的影响23-243.2正常动物初级听皮层神经元水平方位反应特性24-253.3生后早期持续中等强度白噪音暴露对大鼠初级听皮层神经元水平方位敏感性的影响25-344.讨论34-36参考文献36-40第二章生后早期持续中等强度白噪音对大鼠听皮层兴奋性NMDA受体、AMPA受体,抑制性GABAA受体及GAD65表达的影响40-711.引言40-412.材料和方法41-432.1实验动物及噪音暴露412.2westernblotting41-422.3免疫组织化学42-433.结果43-623.1生后早期噪音暴露对大鼠听皮层兴奋性AMPA受体亚单位GluR2蛋白质表达的影响43-493.2生后早期噪音暴露对大鼠听皮层兴奋性NMDA受体亚单位NR2A和NR2B蛋白质表达的影响49-543.3生后早期噪音暴露对大鼠听皮层谷氨酸脱羧酶GAD65,抑制性GABAA受体亚单位1、3和3表达的影响54-583.4生后早期噪音暴露对大鼠视皮层兴奋性AMPA受体、NMDA受体亚单位,抑制性GABAA受体亚单位以及GAD65蛋白质表达的影响58-624.讨论62-65参考文献65-71第三章生后早期持续中等强度白噪音暴露对大鼠中脑下丘兴奋性NMDA受体,AMPA受体,抑制性GABAA受体亚单位以及GAD65表达的影响71-871.引言71-722.材料和方法722.1实验动物及噪音暴露722.2westernblotting722.3免疫组织化学723.结果72-803.1生后早期噪音暴露对大鼠中脑下丘兴奋性AMPA受体亚单位GluR2蛋白质表达的影响72-763.2生后早期噪音暴露对大鼠中脑下丘兴奋性NMDA受体亚单位NR2A、NR2B蛋白质表达的影响76-783.3生后早期噪音暴露对大鼠下丘谷氨酸脱羧酶GAD65,抑制性GABAA受体亚单位1、3和3表达的影响78-804.讨论80-83参考文献83-87第四章生后早期丰富声音环境对大鼠听觉分辨行为及听觉中枢NMDA受体NR2B亚单位蛋白质表达的影响87-1031.引言87-882.材料与方法88-902.1实验动物及音乐暴露882.2声音分辨行为测验88-902.3westernblotting903.结果90-963.1生后早期丰富声音环境对大鼠听觉分辨学习记忆行为的影响90-943.2生后丰富声音环境对大鼠听皮层NMDA受体NR2B亚单位表达的影响94-963.3生后丰富声音环境对大鼠中脑下丘NMDA受体NR2B亚单