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中国科学技术大学博士学位论文大鼠丘脑皮层视觉通路的短时程突触可塑性姓名：***申请学位级别：博士专业：生物物理学指导教师：***2002.4.1实验研究（一）：人鼠视觉庀脑皮层主要通路的氟ｉ时程突触可塑性的竹：堡Ｉｕ生墨研疆——ｉ塑！堕５．场电位记录５．１．电极的放置在实验中，除了刘大鼠外膝伟的定位过程外，大鼠的眼Ｕ青始终被挡光板遮住，防止视觉刺激的影ｌ响。
利用微Ｉ乜极水平拉制仪二次拉制单管玻璃微电极，内灌１７５ｍＭ的ＮａＣｌ溶液，电极阻抗约为２，０Ｍｒ２。
将电极插在大鼠初级视皮层上（Ｆｉｇ．ＩＡ），做为场电位的记录电极（Ｐ＝７，０ｍｍ，Ｌ＝３．０．４．０ｒａｍ）。
刺激电极置于与记录电极同侧的背侧外膝体上（Ｐ＝４．０ｍｍ，Ｌ＝３．６ｒａｍ）。
幼年大鼠的刺激和记录电极坐标位胃作适当调整。
为防止皮层干燥和皮层波动对实验记录的影响，插入电极后，在皮层上压以琼脂，并封上石蜡。
为了将刺激电极精确定位到背侧外膝体，在刺激电极穿过新皮层和海马向下进针的过程中监听光刺激诱发的神经元群体反应。
当刺激电极进到脑膜下４．０ｍｍ左右时，会听到受光调制的发放声。
调节记录电极和刺激电极的位胃，以获得最大Ｉ幅度的场电位。
～般在刚开始听到受光调制的发放声后，再将刺激电极下降１００—２００Ｌ咖，即为最终的刺激位置（Ｒｏｚａｓｅｔａｌ，２００ｌ；Ｈｅｙｎｅｎ＆Ｂｅａｒ，２００１）。
实验结束后，对刺激电极所在的脑区进行电毁损。
运用组织学方法，对脑组织进行灌流、固定和切片染色后，发现刺激部分均位于大鼠的背侧外膝体（Ｆｉｇ．ＩＢ）。
Ｆｉｇ．１ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｅｌｅｃｔｒｉｃｓｔｉｍｕｌｉｔｏｔｈｅｄＬＧＮｅｌｉｃｉｔｓｆｉｅｌｄｐｏｔｅｎｔｉａｌｓＩｎｔｈｅｐｒｉｍａｒｙｖｉｓｕａｌｃｏｄｅｘＩｎｖｉｖｏ．Ａ，Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｎｇｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆｒｅｃｏｒｄｉｎｇａｎｄｓｔｉｍｕｌａｔｉｎｇｅｌｅｃｔｒｏｄｅｓ．Ｂ．Ｃｏｒｏｎａｌｓｅｃｔｉｏｎｓｈｏｗｉｎｇｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｉｃｌｅｓｉｏｎ（。
视觉发育关键期单眼形觉剥夺弱视大鼠视皮层的差异表达基因及其功能分析李佳芹1，毕爱玲1，2，毕宏生1，21 山东中医药大学眼科与视光医学院，济南250014；2 山东中医药大学附属眼科医院实验中心 山东省眼病防治研究院实验中心 山东省中西医结合眼病防治重点实验室摘要：目的 筛选视觉发育关键期单眼形觉剥夺弱视大鼠视皮层的差异表达基因，并分析其功能。
方法 选取出生13 d 尚未睁眼SD 大鼠24只，按随机数字表法均分为空白对照组、模型组。
模型组进行右侧眼睑缝合建立单眼形觉剥夺弱视模型。
出生60 d ，麻醉处死大鼠，取其脑组织。
用基因芯片实验筛选差异表达基因，用基因本体论（GO ）和京都基因与基因组百科全书（KEGG ）对差异表达基因进行富集分析。
结果 与空白对照组比较，模型组左侧视皮层差异表达基因共163个，右侧视皮层差异表达基因数共38个，共有差异表达基因16个。
GO 富集分析显示，左侧视皮层差异表达基因富集程度大于2的涉及22个条目，右侧视皮层差异表达基因富集程度大于2的涉及19个条目。
KEGG 富集分析显示，模型组差异表达基因主要功能集中于胚胎背腹轴线形成、光信号传导通路、丝裂原活化蛋白激酶（MAPK ）信号通路、核苷酸结合寡聚化结构域（NOD ）样受体信号通路、神经营养蛋白信号通路、神经递质配体-受体相互作用信号通路等。
其中MAPK1、鸟氨酸结合蛋白Gα2（GNAT2）基因异常表达可能与视功能异常改变有关，MAPK1基因主要功能集中在胚胎背腹轴线形成、MAPK 信号通路、NOD 样受体信号通路、神经营养蛋白信号通路、神经配体-受体相互作用信号通路，GNAT2基因主要功能为光信号传导通路。
结论 视觉发育关键期进行单眼形觉剥夺可造成大鼠大脑视皮层基因异常表达，并引起其调控的信号通路相关基因表达改变，造成视觉信号传导功能异常；MAPK1、GNAT2基因异常表达可能是弱视发病的生物学机制之一。
关键词：弱视；形觉剥夺；视觉发育关键期；基因芯片技术；MAPK1基因；GNAT2基因doi ：10.3969/j.issn.1002-266X.2024.07.002中图分类号：R777.4 文献标志码：A 文章编号：1002-266X （2024）07-0006-06Differential expression genes and functional analysis in visual cortex of amblyopic rats with monocular form deprivation during the critical period of visual development LI Jiaqin 1， BI Ailing ， BI Hongsheng 1 Medical College of Optometry and Ophthalmology ， Shandong University of Traditional Chinese Medicine ， Jinan250014， ChinaAbstract ： Objective To screen the differentially expressed genes in the visual cortex of amblyopic rats with monoc⁃ular form deprivation during the critical period of visual development and to analyze their biological functions. Methods Twenty -four 13-day -old SD rats with their eyes not yet open were randomly divided into the control group and model group ， with 12 rats in each. In the model group ， right eyelid suture was performed to establish monocular form deprivation amblyo⁃pia model. At 60 days after birth ， the rats were anesthetized and sacrificed ， and their brain tissues were collected. Gene chip technology was used to screen the differentially expressed genes. Gene ontology （GO ） and Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes （KEGG ） were used for enrichment analysis of the differentially expressed genes. Results Com⁃pared with the blank control group ， 163 differentially expressed genes in the left visual cortex of the model group ， 38 differ⁃entially expressed genes in the right visual cortex ， and 16 differentially expressed genes in both sides. GO enrichment anal⁃ysis showed that 22 GO entries were involved in the differentially expressed genes in the left visual cortex with a degree greater than 2， while 19 GO entries were involved in the differentially expressed genes in the right visual cortex. KEGG en⁃richment analysis showed that the main functions of differentially expressed genes in the model group were involved in the基金项目：国家自然科学基金资助项目（82074498）。
单眼剥夺大鼠视１７区及外侧膝状体中生长相关蛋白（ＧＡＰ一４３）的表达及其意义研究生：庄建福导师：林发森教授中文摘要目的：研究生长相关蛋白（ＧＡＰ一４３）在正常大鼠和视觉剥夺性大鼠视皮层及外侧膝状体中的表达情况，为探讨视觉发育可塑性提供分子基础，为临床寻找有效预防和治疗弱视的方法提供参考依据。
方法：缝合２周龄大鼠单侧眼睑３０天，切取外侧膝状体和视皮质１７区，应用免疫细胞化学ｓＰ法技术染色和计算机图像分析ＧＡＰ－４３在正常和单眼剥夺组大鼠外侧膝状体和视皮质１７区的表达及变化。
结果：１、ＧＡＰ＿４３在正常大鼠视觉系统表达主要见于外侧膝状体全层和视皮质１７区ＩＩ～Ⅵ层神经元胞膜中，呈环状或点状棕黄色免疫阳性反应；２、在敏感期内剥夺眼对侧外侧膝状体和视皮质１７区ＧｈＰ一４３表达的免疫阳性神经元染色变淡（Ｐ＜０．０５），且免疫阳性神经元数目减少（Ｐ＜Ｏ．０５）。
结论：单眼剥夺大鼠视觉系统外侧膝状体和视皮质１７区ＧＡＰ－４３表达均降低．提示ＧＡＰ一４３在视觉系统的作用可能是弱视发生的分子生物学基础之一。
单眼剥夺性大鼠视觉系统ＧＡＰ一４３表达降低可能是由于剥夺眼视觉系统神经元在发育敏感期内长期视觉剥夺效应使其在双眼竞争突触位点时处于劣势，表达ＧＡＰ一４３的能力降低。
关键词：ＧＡＰ一４３动物模型单眼剥夺大鼠外侧膝状体视皮质１７区ＥｘｐｒｅｓｓｉｏｎａｎｄＳｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅｏｆＧＡＰ－４３ｉｎＬａｔｅｒａｌＧｅｎｉｃｕｌａｔｅＮｕｃｌｅｕｓａｎｄＶｉｓｕａｌＣｏｒｔｅｘＡｒｅａ１７ｏｆＭｏｎｏｃｕｌａｒｌｙＤｅｐｒｉｖｅｄＲａｔｓＭａｓｔｅｒＣａｎｄｉｄａｔｅＭｅｎｔｏｒＺｈｕａｎｇＪｉａｎｆｕＰｒｏｆ．ＬｉｎＦａｓｅｎＡｂｓｔｒａｃｔｏｂｊｅｃｔｉｖｅ：ＴｏｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｔｈｅｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｏｆＧＡＰ４３ｉｎｔｈｅｌａｔｅｒａｌｇｅｎｉｃｕｌａｔｅｎｕｃｌｅｕｓａｎｄｔｈｅｖｉｓｕａｌｃｏｄｅｘａｒｅａ１７ｏｆｍｏｎｏｅｕｌａｒｌｙｄｅｐｒｉｖｅｄｒａｔｓｄｕｒｉｎｇｔｈｅｃｒｉｔｉｃａｌｐｅｒｉｏｄ，ｔｏｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｓｍａｎｄｓｅｅｋｏｕｔｅｆｆｅｃｔｉｖｅｍｅｔｈｏｄｓｆｏｒｐｒｅｖｅｎｔｉｎｇａｎｄｔｒｅａｔｉｎｇｄｅｐｒｉｖｅｄａｍｂｌｙｏｐｉａｄｕｒｉｎｇｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｐｅｒｉｏｄ．Ｔｈｅｓｔｕｄｙｗｉｌｌｏｆｆｅｒａｒｅｆｅｒｅｎｃｅｂａｓｉｓｔｏｐｒｅｖｅｎｔａｎｄｔｒｅａｔａｍｂｌｙｏｐｉａｏｆｄｅｐｒｉｖａｔｉｏｎａｍｏｎｇｃｈｉｌｄｒｅｎ．Ｍｅｔｈｏｄｓ：Ｂｙｓｕｔｕｒｉｎｇｔｈｅｅｙｅｌｉｄｓｏｆｏｎｅｅｙｅｏｆ１４·ｄａｙ－ｏｌｄｒａｔｓ，ｏｎｅｍｏｎｔｈｌａｔｅｒ，ｔｈｅｌａｔｅｒａｌｇｅｎｉｃｕｌａｔｅｎｕｃｌｅｕｓ（ＬＧＮ）ａｎｄｔｈｅｖｉｓｕａｌｃｏｒｔｅｘａｒｅａ１７ｗｅｒｅｓｅｃｔｉｏｎｅｄｉｎｔｕｒｎ．ＴｈｅｓｅｗｅｒｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｗｉｎｌｐｏｌｙｃｌｏｎａｌａｎｔｉｂｏｄｉｅｓｆｏｒＧＡＰ－４３，ｗｈｉｃｈＷｅｒｅｕｓｅｄｔｏｌａｂｅｌｔｈｅｎｅｕｒｏｎｓｏｆｖｉｓｕａｌｓｙｓｔｅｍｕｓｉｎｇｔｈｅｉｍｒｎｕｎｏｃｙｔｏｃｈｅｍｉｃａｌＳＰｍｅｔｈｏｄ．Ｄａｔａｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄｆｒｏｍｏｐｔｉｃａｌｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙａｎｄｃｏｍｐｕｔｅｒｉｍａｇｅａｎａｌｙｓｉｓ．Ｒｅｓｕｌｔｓ：１、ＴｈｅａｎａｌｙｓｉｓｒｅｖｅａｌｅｄｔｈａｔＧＡＰ－４３ｉｍｍｕｎｏｐｏｓｉｔｉｖｅｎｅｕｒｏｎｓｉｎｒａｔｓｗｅｒｅｌｏｃａｌｉｚｅｄｉｎａｌｌｔｈｅｌａｙｅｒｓｏｆｌａｔｅｒａｌｇｅｎｉｃｕｌａｔｅｎｕｃｌｅｕｓａｎｄｔｈｅｌａｙｅｒｓＩＩ—ＶＩｏｆｖｉｓｕａｌｃｏｒｔｅｘａｒｅａ１７，ａｎｄＧＡＰ－４３ｉｓｓｔａｉｎｅｄｂｙａｒｉｎｇａｎｄｄｏｔｆｉｇｕｒｅａｎｄｂｒｏｗｎ－ｙｅｌｌｏｗｃｏｌｏｕｒｉｎｃｙｔｏｍｅｍｂｒａｎｅ；２、Ｉｎｔｈｅｃｒｉｔｉｃａｌｐｅｒｉｏｄ，ｇｃｎｅｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎａｎｄｎｕｍｂｅｒｏｆＧＡＰ一４３ｉｍｍｕｎｏｐｏｓｉｔｉｖｅｎｅｕｒｏｎｓ，ｉｎｂｏｔｈｔｈｅｌａｔｅｒａｌｇｅｎｉｃｕｌａｔｅｎｕｃｌｅｕｓａｎｄｔｈｅｖｉｓｕａｌＣＯｄｅＸａｒｅａ１７，ｒｅｃｅｉｖｅｄｆｒｏｍｔｈｅｄｅｐｒｉｖｅｄｅｙｅｓ，ｏ．ｒｅｒｅｄｕｃｅｄ．（Ｐ＜０．０５）２Ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ：ＥｘｐｒｅｓｓｉｏｎｌｅｖｅｌｏｆＧＡＰ．４３ｉｎａｌｌｔｈｅｌａｙｅｒｓｏｆｌａｔｅｒａｌｇｅｎｉｃｕｌａｔｅｎｕｃｌｅｕｓａｎｄｔｈｅｌａｙｅｒｓＩＩ—ＶＩｏｆｖｉｓｕａｌｃｏｒｔｅｘａｒｅａ１７ｏｆｍｏｎｏｃｕｌａｒｌｙｔｈａｔｄｅｐｒｉｖｅｄｒａｔｓｄｕｒｉｎｇｔｈｅｃｒｉｔｉｃａｌｐｅｒｉｏｄａｒｅｒｅｄｕｃｅｄ．ＩｔｉｓｐｏｓｓｉｂｌｅｔｈｅｏｃｃＢｒａｎｃｅｏｆａｍｂｌｙｏｐｉａｉｓｒｅｌａｔｅｄｔｏｔｈｅｒｅｄｕｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅＩｌｅｕｒｏｎｓａｂｉｌｉｔｉｅｓｔｏｅｘｐｒｅｓｓＧＡＰ．４３ｉｎｖｉｓｕａｌｓｙｓｔｅｍ，ａｎｄｔｈｉｓｄｅｃｒｅａｓｅｉｓｉｎｔｈａｔｔｈｅｒｏｌｅｒｅｓｐｏｎｓｅｔｏｌｏｎｇ－ｔｅｒｍｄｅｐｒｉｖａｔｉｏｎ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｄｏｆＧＡＰ－４３ｉｎｖｉｓｕａｌｓｙｓｔｅｍｉｓｐｏｓｓｉｂｌｙｏｎｅｏｆｔｈｅｍｏｌｅｃｕｌａｒｂｉｏｌｏｇｙｂａｓｉｓｏｆｏｃｃｕｒａｎｃｅｏｆａｍｂｌｙｏｐｉａ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＧＡＰ－４３；ｍｏｎｏｅｕｌａｒｌｙｄｅｐｒｉｖａｔｉｏｎ；ａｎｉｍａｌｍｏｄｅｌ；ｌａｔｅｒａｌｇｅｎｉｃｕｌａｔｅｎｕｃｌｅｕｓ；ｖｉｓｕａｌｃｏｒｔｅｘａｒｅａ１７：ｒａｔｓ．引言儿童弱视主要是在，ｂＪＬ视觉发育敏感期内，由于各种影响视觉发育的眼病和／或视环境的不良，使双眼视长期紊乱，视觉系统神经元功能、形态和神经生化机制异常，临床表现为外眼及眼底检查无特殊变化，而又不能完全矫正其低常视力（≤０．８）、失立体视和形觉障碍等体征“。
不同发育阶段大鼠视神经的观察-发育生物学论文-生物学论文——文章均为WORD文档，下载后可直接编辑使用亦可打印——视神经是视觉传导的通路，属中枢神经，由视网膜节细胞发出的神经纤维及神经胶质细胞组成，不含神经元胞体，因此常用作中枢神经损伤再生研究较理想的实验材料[1、2],但有关不同发育阶段大鼠视神经的变化目前还未见系统报道。
本研究从组织形态学的角度，采用常规HE及免疫组织化学染色，结合电镜技术，通过对不同发育阶段大鼠视神经的观察，以期揭示其变化规律，为进一步进行有关视神经的研究提供实验资料。
1 材料和方法1.1 动物及主要试剂来源实验动物由第三军医大学动物实验中心提供成年Wistar品系大鼠，种鼠按雄：雌1∶2笼养交配，次晨检查出现阴栓为妊娠零天。
实验试剂为抗CNPase单抗（23-cyclic nucleotide 3-phosphohydrolase,CNPase,Promega公司）用于标记整个发育阶段的少突胶质细胞，抗GalC（Galactocere-broside GalC,Sigma公司）多抗用于标记成熟的少突胶质细胞。
抗胶质纤维酸性蛋白（glial fibrillary acid-ic protein,GFAP,重庆医科大学）单抗用于标记星形胶质细胞。
SP免疫组化试剂盒为中山公司产品。
1.2 分组与检测方法1.2.1动物分组及取材按产后（postnatal）0、3、5、8、15、20、90天平均分成7组，分别命名为P0d、P3d、P5d、P8d、P15d、P20d及P90d,每组4只。
其中HE染色、抗CNPase、GalC和GFAP免疫组化染色2只，电镜2只。
动物断头后1分钟内用显微手术器械于视交叉向前一直达眼球完整取出视神经。
电镜标本放入3%的戊二醛中固定，HE及免疫组化染色标本放入4%的多聚甲醛/PB中固定，常规石蜡包埋切片。
1.2.2免疫组化染色观察操作步骤按说明书进行，只作少许修改，即石蜡切片常规脱蜡至水，3%H2O2/甲醇10min,PBS 洗3min3次，7%山羊血清/PBS室温孵育30min,CNPase（1∶1000）单抗，GalC多抗（1∶100）及GFAP单抗（1∶100）4∶过夜，PBS洗5min3次，生物素化IgG（1∶200）37∶6h,PBS 5min3次，HRP标记的链霉卵白素（1∶200）37∶2h,PBS5min3次后，DAB显色光镜观察。
神经科学研究中的突触可塑性现象突触可塑性是指神经元之间的连接在学习和记忆过程中发生变化的现象。
这种现象是神经科学研究中的重要课题，对于我们理解大脑是如何存储和加工信息至关重要。
突触可塑性主要包括长时程增强(LTP)和长时程抑制(LTD)两种形式，这些变化可以持续从几分钟到几年不等。
突触可塑性的发现是在20世纪60年代由神经科学家Tim Bliss和Terje Lømo通过对海兔的突触进行电生理实验而得出的。
他们发现，通过高频刺激突触，可以使突触传递的电信号增强，这种增强可以持续数小时到数天。
这个发现开创了突触可塑性研究的先河，引发了全球范围内的科学家对于这一现象的关注和研究。
在突触可塑性的研究中，神经科学家们探索了多种机制和分子信号调节突触可塑性的过程。
其中一个重要的机制是NMDA受体介导的钙离子内流。
NMDA受体是一种离子通道，当发生突触传递时，需要同时存在刺激性神经递质的释放以及突触膜上的去极化，才能使NMDA受体打开。
这时，钙离子会进入突触细胞，激活一系列的信号转导通路，导致突触可塑性的发生。
此外，神经递质的释放和突触水平的可塑性也密切相关。
典型的神经递质包括谷氨酸、γ-氨基丁酸（GABA）和乙酰胆碱等。
这些神经递质的释放受到突触前和突触后神经元的相互作用和调节。
当兴奋性神经递质释放增加时，突触可塑性往往会增强，而当抑制性神经递质释放增加时，突触可塑性往往会减弱。
这种神经递质调节的平衡关系对于神经元网络的正常功能非常重要。
突触可塑性的研究不仅帮助我们理解学习和记忆的机制，也有助于揭示许多神经系统疾病的发生机制。
例如，突触可塑性的异常可能与阿尔茨海默病、帕金森病以及自闭症等疾病的发生和发展有关。
通过研究突触可塑性，我们可以寻找改善这些疾病的治疗方法，为神经系统疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。
近年来，随着神经科学研究的不断深入，突触可塑性以及与之相关的机制和分子通路得到了更加详细和广泛的研究。
