小鼠脑皮层分子层神经元的发育和先驱中间神经元在脑皮层发育中的作用

摘要

大脑皮层分子层(layer1)位于大脑皮层最外侧，是脑皮层中最先形成的皮层之一。分子层中的神经元在脑皮层的发育、突触的整合以及信息的处理中具有重要作用。目前对成熟分子层中神经元类型和特性的研究相对较多，但对分子层神经元在出生后的发育成熟过程仍然未知。为此，我们利用免疫组织化学、全细胞记录、单细胞反转录PCR和细胞三维重构技术系统地研究小鼠分子层神经元在出生后的前两周内的神经元的发育变化。分子层内只含有两类神经元:Cajal-Retzius细胞和γ-氨基丁酸能中间神经元。我们首次揭示了:(1)分子层内这两类神经元的细胞密度的动态变化，96％的Cajal-Retzius细胞在出生后的前两周内凋亡，中间神经元的细胞密度在出生后第一周内降低，之后维持不变;(2)Cajal-Retzius细胞的形态学发育变化经历了两个不同的阶段:从出生到第五天的形态学结构的快速成熟;第五天后的形态学退化;(3)绝大多数的中间神经元在出生一周后至少表达以下6种中间神经元特异性分子标记物中的一种:Reelin、GABA-A receptor subunit delta(GABAARδ)、neuropeptide Y、vasoactive intestinalpeptide(VIP)、calretinin和somatostatin。根据分子标记物的表达，我们将中间神经元分为以上6类亚型，并确定了各亚型的密度、共定位和分布位置的发育变化;(4)从动作电位的发放形式上，中间神经元可被分为两类亚型:延迟发放类和串发放类神经元。这两类亚型的分子标记物的mRNA表达概率相比较，延迟发放类神经元表达GABAARδ的概率较高，串发放类神经元表达VIP的概率较高;(5)我们同时研究了延迟发放类和串发放类神经元的电生理学和形态学特性的发育变化。这两类亚型的主动膜特性都在出生后的第一周内成熟，被动膜特性和形态学的发育成熟时间持续较长，一直持续到出生后第二周结束。另外，这两类亚型的形态学特性在发育的同一时期只存在细微的差异，总体差异并不显著。因此，我们不能根据形态学特性判断分子层内中间神经元的电生理学特性。
　　综上所述，我们系统和定量地阐明了分子层内神经元的早期发育变化:Cajal-Retzius细胞的凋亡和形态学退化;中间神经元的分子学、电生理学和形态学的不断成熟。我们的结果不仅丰富了我们对分子层神经元的认识，而且更好地提示了分子层神经元在神经环路建立、成熟和调控中的作用。

目录

小鼠脑皮层分子层神经元的发育

摘要

1 引言

1．1 分子层的形成

1．2 分子层神经元特性

1．3 研究成果和意义

2 实验材料和方法

2．1 实验动物

2．2 免疫组织化学

2．3 全细胞记录

2．4 单细胞逆转录PCR(Single-Cell RT-PCR)

2．5 形态重构和分析

2．6 统计分析

3 实验结果

3．1 分子层神经元密度的发育动态变化

3．2 Cajal-Retzius细胞形态学发育变化

3．3 分子层中间神经元的分子学特性

3．4 分子层神经元分布的发育变化

3．5 分子层中间神经元的分子标记物的共定位

3．6 成熟分子层内中间神经元的电生理学和分子学特性

3．7 分子层中间神经元电生理学和形态学特性的发育变化

4 讨论

4．1 Cajal-Retzius细胞的出生后演变

4．2 分子层中间神经元的出生后发育

4．3 分子层中间神经元的多样性

4．4 课题展望

5 结论

参考文献

先驱中间神经元在脑皮层发育中的作用

摘要

1 引言

1．1 先驱中间神经元与枢纽神经元

1．2 神经网络同步化电活动的发育变化

1．3 神经网络的拓扑学结构

1．4 研究结果和意义

2 实验材料和方法

2．1 实验动物

2．2 小鼠可诱导型遗传图谱和雌激素诱导

2．3 免疫组织化学

2．4 大规模细胞钙成像

2．5 钙成像和全细胞记录／药物刺激

2．6 数据分析

3 实验结果

3．1 先驱中间神经元的标记和分布

3．2 先驱中间神经元的分子学特性

3．3 发育早期的脑皮层神经网络放电模型为无尺度网络

3．4 先驱中间神经元对神经网络电活动的影响

4 讨论

4．1 发育早期的脑皮层神经网络拓扑学结构

4．2 部分先驱中间神经元为枢纽神经元

4．3 课题展望

参考文献

发表文章目录

综述

缩略语及符号

致谢

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