鲫鱼视网膜水平细胞的ca'2+动力学和突触可塑性

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1、中国科学院上海生命科学研究院原生理所博士学位论文鲫鱼视网膜水平细胞的Ca<'2+>动力学和突触可塑性姓名：黄仕勇申请学位级别：博士专业：神经生物学指导教师：梁培基20050601鲫鱼视网膜水平细胞的Ca2+动力学和突触可塑性中文摘要我们实验室的工作发现，在鲫鱼视网膜中，视锥与亮度型水平细胞(LHC)之间的突触传递效率具有可塑性：重复性红光刺激增强了亮度型水平细胞对红光的超极化反应。本文的工作主要是运用细胞内记录、钙离子成像、数学建模和膜片筘记录等方法研究这种突触可塑性过程相关的细胞机制。通过在水平细胞内注射钙离子的螫合剂EGTA来降低细胞内的钙离

2、子浓度后，重复性红光刺激引起的反应增强被阻断。通过灌流钙离子通透的AMPA受体(CP．AMPAR)的拮抗剂Jorospidertoxin(JSTX．3)阻断CP．AMPAR后，重复性红光刺激引起的反应增强也被阻断。另外，灌流ryanodine或caffeine同样也削弱了这种可塑性。进一步地，我们在急性分离的水平细胞上用fura．2荧光钙离子成像方法测量【Ca2+】i’并用数学方程构建了一个含有内质网膜和细胞膜的细胞模型来定量地分析AMPA引起的Ca2+动力学。这些结果提示，在重复性红光刺激过程中，通过CP．AMPAR内流的钙离子引起了胞内钙库的

3、calcium．inducedcalciumrelease(CICR)，最后可能导致LHC对红光反应的增强。但是重复性绿光刺激却不会改变亮度型水平细胞对绿光的反应。我们提出了一个假设：重复性绿光刺激不能使LHC对绿光反应增强的原因可能是绿敏视锥所对应的LHC的突触后膜上缺乏CP．AMPAR。因此我们用荧光钙离子成像和膜片箝记录方法来分析急性分离的水平细胞上AMPAR亚型的表达情况。电压门控钙离子通道的阻断剂nifedipine灌流后残留I拘[Ca2+】i升高可以完全被JSTX．3所阻断。单独应用JSTX．3或钙离子不通透AMPA受体(CIP．AM

4、PAR)的阻断剂pentobarbital都只能部分的削弱AMPA引起的[Ca2+】i升高。Pentobarbital也只能部分阻断谷氨酸电流。这些结果提示，CP．AMPAR和CIP．AMPAR共同在水平细胞上表达。细胞内记录的结果也进一步地发现，红敏视锥通路和绿敏视锥通路上的AMPA受体表达可能不同。因此，AMPA受体的钙通透性可能决定了水平细胞发生突触可塑性的能力。关键词：AMPA受体、钙离子成像、胞内钙库、电生理记录、视锥英文摘要Ca2+dynamicsandsynapticplasticityincarpretinalhorizontal

5、cellsShi—YongHuang(Neurobiology)DirectedbyProf．Pei—JiLiangAbstractItwasfoundinourlaboratorythattheefficacyofsynaptictransmissionbetweenretinalconesystemsandluminosity-typehorizontalcell(LHC)Wasactivity·dependent：repetitiveredflashesgraduallyincreasedtheLHC’Shyperpolarizingres

6、ponsetoredlight．Toinvestigatethepossiblecellularorsynapticmechanism(s)inthesephenomena，intracellularrecording，calciumimaging，mathematicalmodelingandpatchclampingmethodswereapplied．LoweringintracellularCa2+intheLHCbyintracellularinjectionofCa2+chelatorEGTApreventedthedevelopme

7、ntofred-flickering·inducedresponseenhancement．TheresponseenhancementcouldalsobeeliminatedwhenapotentantagonistofCa2+．permeableAMPAreceptor(Syntheticjorospidertoxin，JSTX-3)Wasapplied．Besides，theadministrationofcaffeineorryanodinealsoattenuatedthephenomenon．Furthermore，fura·2fl

8、uorescentcalciumimagingWasappliedtomeasure【Cr+】iinfreshlydissociated