非洲爪蟾嗅球中间神经元树突棘的活体成像

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1、中圈绅誊艘求大誊博士学位论文非洲爪蟾嗅球中间神经元树突棘的活体成像作者姓名：黄玉斌学科专业：神经生物学导师姓名：胡兵教授完成时间：二O一五年十月UniversityofScienceandTechnologyofChinaADissertationforDoctor，SDegree

2、nvivostudyofdynamicsandstabilityofdendriticspinesonolfactorybulbinterneuronsinXenopuslaevistadpolesAuthor’SNa

3、me：YubinHuangSpeciality：NeurobiologySupervisor：Prof．BingHuFinishedtime：October,2015中国科学技术大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行研究工作所取得的成果。除已特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含任何他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名：』瞅签字日期：—盈且厶且乒—～中国科学技术大学学位论文授权使用声明作为申请学位

4、的条件之一，学位论文著作权拥有者授权中国科学技术大学拥有学位论文的部分使用权，即：学校有权按有关规定向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文编入《中国学位论文全文数据库》等有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。本人提交的电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。■公开口保密(年)作者签名：—叠豇j嶂签字日期：兰!!上!l!!上导师签名：签字Et期：摘要本论文分为两部分研究内容，在非洲爪蟾中

5、我们建立了在位研究树突棘的新模型，在成年斑马鱼中我们构建了追踪眼动和视动行为的方法。第一部分，树突棘在中枢系统的发育过程中经历着连续的重塑过程。其稳定性对于保持神经环路的功能具有重要的意义。在NgL动物模型中，皮层兴奋性的椎体神经元树突棘的稳定性和动态特性已经有累积大量的研究成果，然而在非哺乳类的动物模型中，多棘神经元却知之甚少。本文利用单细胞电穿孔技术在非洲爪蟾蝌蚪脑内标记和观察多棘神经元，并且观察到多棘神经元广泛分布于嗅球和端脑。在蝌蚪的嗅球内使用DsRed，PSD．95一GFP标记中间神经元

6、，确定了树突棘的形态和类型(filopodia，thin，mushroom和stubby)。通过在位活体的时间序列我们看到，这种神经元树突棘呈现出高度的动态变化，特别是filopodia和thinspine，而stubby和mushroom更加稳定，但也随观察时间的增长而降低。4种树突棘相互转化，但转化的偏好不一样。通过嗅神经切断的感觉输入剥夺并没有明显影响该类神经元树突棘的稳定性。该部分在非洲爪蟾这一经典的模型中建立了新的研究树突棘的模型。第二部分，眼动(OptokineticResponse，

7、OKR)和视动(OptomoterResponse，0MR)行为学是动物视功能检测和视觉相关突变体的筛选很有用的行为学方法，由于这种行为简单、刻板直观而被广泛用于幼年斑马鱼研究中，但在成年斑马鱼中这种行为学的分析方法报道较少。该部分介绍成年斑马鱼眼动反应和视动反应的诱导方式，以及使用模板匹配(PatternMatch)的方法程序跟踪眼部运动，使用背景去除的办法追踪成年斑马鱼的运动轨迹，实现了成年斑马鱼OKR和OMR的定量分析。使用OKR分析，检测到斑马鱼双眼的公共视觉区对OKR行为的产生有一定的贡

8、献作用，并且成年斑马鱼单眼对运动光栅表现出一定的方向敏感性。使用OMR可以用于评估视觉恢复过程中成鱼的视觉功能。成年斑马鱼OKR的分析方法同样也可适用于幼年斑马鱼。此外，利用本方法初步检测到钟基因periodlb突变体与正常鱼之间的视觉差异。关键词：非洲爪蟾蝌蚪中间神经元颗粒细胞嗅球共聚焦成像树突棘成年斑马鱼模板匹配行为学视动反应眼动反应摘要AbstractAbstractThisthesiscontainstwoparts．AnewmodelwasestablishedinXenopustadp

9、olestoexploredendriticspinedynamicsinvivo，andthequantitativemeasurementsoftheadultzebrafishOptokineticresponse(OKR)andtheOptomotorresponse(OMR)weresuccessfullysetuptostudyvisualbehavior．Inthefirstpart：Dendriticspinesundergocontinuousremodeling