“脑干-肠脑轴”中神经元与星形胶质细胞在束缚-浸水应激中的相互作用

“脑干-肠脑轴”中神经元与星形胶质细胞在束缚-浸水应激中的相互作用

论文摘要

束缚-浸水应激(restraint water-immersion stress,RWIS)是一种复合型应激模型,在几个小时之内该应激就可以引起大鼠产生心理和生理反应,如胃酸分泌的迅速增多、胃黏膜的急性损伤、胃肠功能的紊乱及体温的降低等。中枢神经系统和胃肠道可通过神经-内分泌网络进行信息交流,调节胃肠功能,构成“脑-肠轴(brain-gut axis)”。与大部分应激反应导致的“脑-肠轴”中交感神经活动加强现象不同的是,在RWIS过程中是副交感神经活动得到加强。我们前期实验研究发现,在RWIS过程中迷走神经背核(dorsal motor nucleus of the vagus,DMV)、孤束核(nucleus tractus solitarius,NTS)以及肠神经系统(Enteric nervous system,ENS)中的c-Fos和GFAP蛋白表达明显增加,表明“脑干-肠脑轴”中的神经元和星形胶质细胞共同参与了RWIS过程。同时,已有研究发现海马星形胶质细胞参与了创伤后应激障碍及保护神经元细胞免受氧化应激和硝基应激的作用,但“脑干-肠脑轴”中星形胶质细胞在RWIS过程中的作用,星形胶质细胞与神经元的相互作用及机制尚未见报道。为此,我们提出以下几个问题:1.在RWIS过程中,星形胶质细胞是否对“脑干-肠脑轴”中NTS、DMV、肠道中神经元以及胃肠功能产生影响?2.在RWIS过程中,星形胶质细胞通过哪种途径对“脑干-肠脑轴”中NTS、DMV以及肠道中神经元产生影响?我们设计了以下实验:实验研究一:将实验动物随机分为四组(RWIS 0h、1h、2h、3h),用Western blot方法和免疫组织化学技术检测脑干NTS、DMV和空肠、结肠肌间神经丛中GFAP的表达。随后将实验动物随机分为对照组和实验组,对照组侧脑室注射生理盐水,实验组侧脑室注射星形胶质细胞特异性抑制剂L-α-氨基己二酸(L-α-aminoadipate,L-AA),RWIS 1h后,用Western blot方法和免疫组织化学技术检测脑干NTS、DMV和空肠、结肠肌间神经丛中c-Fos、GFAP、NOS和ChAT的表达情况,探究RWIS过程中,星形胶质细胞对“脑干-肠脑轴”中神经元激活的影响。实验研究二:将实验动物随机分为对照组和实验组,对照组侧脑室注射生理盐水,实验组侧脑室注射甘珀酸(carbenoxolone,CBX),RWIS 1h后,用Western blot方法和免疫组织化学技术检测脑干NTS、DMV和空肠、结肠肌间神经丛中c-Fos、GFAP、NOS和ChAT的表达情况,探究RWIS过程中,星形胶质细胞对“脑干-肠脑轴”中神经元激活的调控机制。实验研究三:将实验动物随机分为对照组和实验组,对照组侧脑室注射生理盐水,实验组侧脑室分别注射L-AA、CBX,RWIS 1h后,用Western blot方法检测肠道中咬合蛋白的表达变化,用ELISA试剂盒检测胃中MUC5AC蛋白的表达变化,探究RWIS过程中,星形胶质细胞对胃肠功能的影响。实验结果表明:1.RWIS不同时间段,大鼠脑干NTS、DMV和空肠、结肠肌间神经丛中GFAP均有不同程度的表达,并且在脑干NTS和DMV中GFAP在RWIS 1h时表达量最高,空肠和结肠肌间神经从中GFAP的表达量随着RWIS时间的增长而升高。之后与对照组相比,侧脑室注射L-AA,RWIS 1h后,脑干DMV、NTS和空肠、结肠中肌间神经丛内c-Fos、GFAP、ChAT和NOS表达均明显降低。表明“脑干-肠脑轴”星形胶质细胞通过激活神经元参与了RWIS过程。2.与对照组相比,侧脑室注射CBX,RWIS 1h后,脑干中DMV、NTS和空肠、结肠中肌间神经丛内c-Fos、GFAP、ChAT和NOS表达均明显降低。表明星形胶质细胞可能通过缝隙连接调控神经元的激活参与了RWIS过程。3.与对照组相比,侧脑室注射L-AA、CBX,RWIS 1h后,胃中MUC5AC蛋白的表达降低,肠道中咬合蛋白的表达升高,表明“脑干-肠脑轴”中的星形胶质细胞可能对胃肠功能起到保护作用。

论文目录

  • 中文摘要
  • Abstract
  • 符号说明
  • 文献综述
  •   1 应激与束缚-浸水应激
  •     1.1 应激
  •     1.2 应激性胃黏膜损伤和RWIS模型
  •     1.3 应激与c-Fos蛋白
  •   2 “脑-肠轴”在RWIS过程中的作用
  •     2.1 孤束核和迷走神经背核
  •     2.2 肠神经系统
  •     2.3 胆碱能神经元和一氧化氮能神经元
  •   3 星形胶质细胞对神经元的影响
  •     3.1 星形胶质细胞的定义
  •     3.2 星形胶质细胞的作用
  •     3.3 星形胶质细胞对神经元作用的可能途径
  • 实验研究
  •   实验研究一:侧脑室注射L-AA对RWIS过程“脑干-肠脑轴”中神经元的影响
  •     前言
  •     1 实验材料
  •       1.1 实验动物
  •       1.2 侧脑室注射套管与微量注射器的制备
  •       1.3 侧脑室注射
  •       1.4 大鼠RWIS模型的制备
  •       1.5 实验试剂
  •       1.6 实验仪器
  •       1.7 试剂配制
  •     2 免疫组化实验方法
  •       2.1 组织准备
  •       2.2 实验过程
  •     3 免疫荧光实验步骤
  •     4 Western Blot实验方法
  •       4.1 组织准备
  •       4.2 实验过程
  •     5 实验结果
  •       5.1 RWIS不同时段大鼠空肠和结肠肌间神经丛中GFAP的表达
  •       5.2 RWIS不同时段大鼠NTS和DMV中GFAP的表达
  •       5.3 侧脑室注射L-AA后NTS和DMV中c-Fos和GFAP的表达
  •       5.4 侧脑室注射L-AA后NTS和DMV中ChAT和NOS的表达
  •       5.5 侧脑室注射L-AA结肠和空肠肌间神经丛中c-Fos的表达
  •       5.6 侧脑室注射L-AA结肠和空肠肌间神经丛中GFAP的表达
  •       5.7 侧脑室注射L-AA结肠和空肠肌间神经丛中NOS的表达
  •       5.8 侧脑室注射L-AA结肠和空肠肌间神经丛中ChAT的表达
  •     6 讨论
  •   实验研究二:侧脑室注射CBX对RWIS过程“脑干-肠脑轴”中神经元的影响
  •     前言
  •     1 实验材料
  •       1.1 实验动物
  •       1.2 侧脑室注射套管与微量注射器的制备
  •       1.3 动物模型的制备
  •       1.4 侧脑室注射
  •       1.5 实验试剂
  •       1.6 实验仪器
  •       1.7 试剂配制
  •     2 免疫组化实验方法
  •       2.1 组织准备
  •       2.2 实验过程
  •     3 免疫荧光实验步骤
  •     4 Western blot实验方法
  •     5 实验结果
  •       5.1 侧脑室注射CBX后NTS和DMV中c-Fos和GFAP的表达
  •       5.2 侧脑室注射CBX后NTS和DMV中ChAT和NOS的表达
  •       5.3 侧脑室注射CBX结肠和空肠肌间神经丛中c-Fos的表达
  •       5.4 侧脑室注射CBX结肠和空肠肌间神经丛中GFAP的表达
  •       5.5 侧脑室注射CBX结肠和空肠肌间神经丛中NOS的表达
  •       5.6 侧脑室注射CBX结肠和空肠肌间神经丛中ChAT的表达
  •     6 讨论
  •   实验研究三:侧脑室注射L-AA、CBX对RWIS中胃肠功能的影响
  •     前言
  •     1 实验材料
  •       1.1 实验动物
  •       1.2 侧脑室注射套管与微量注射器的制备
  •       1.3 动物模型的制备
  •       1.4 侧脑室注射
  •       1.5 实验试剂
  •       1.6 实验仪器
  •       1.7 试剂配制
  •     2 Western blot
  •     3 ELISA实验方法
  •       3.1 样品采集
  •       3.2 实验过程
  •     4 实验结果
  •       4.1 侧脑室注射L-AA和CBX对胃内MUC5AC的影响
  •       4.2 侧脑室注射L-AA和CBX对肠道内咬合蛋白的影响
  •     5 讨论
  • 全文小结
  • 参考文献
  • 攻读硕士期间发表的论文
  • 致谢
  • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 赵盼

    导师: 孙海基

    关键词: 束缚浸水应激,脑肠轴,神经元,星形胶质细胞

    来源: 山东师范大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学

    专业: 生物学

    单位: 山东师范大学

    分类号: Q42

    总页数: 90

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