Med64胞外電極記錄系統(tǒng)新應(yīng)用:大鼠體外癲癇病模型中,利用特異性結(jié)合NR2亞基的NMDA受體拮抗劑研究NR2亞基對海馬區(qū)與EC(entorhinal cortex,內(nèi)嗅皮質(zhì))的去耦合影響
癲癇是一種**和綜合征,以腦部神經(jīng)元反復(fù)突然過度放電所致的間歇性**神經(jīng)系統(tǒng)功能失調(diào)為特征,是一種起源于大腦,并反復(fù)發(fā)作的運(yùn)動感覺、自主神經(jīng)、意識和精神狀態(tài)不同程度的障礙。癲癇的發(fā)病范圍較廣,****效果容易反復(fù),手術(shù)**風(fēng)險較大,研究人員長期致力于癲癇**策略的改進(jìn)與**。
NMDA受體(N-methyl-D-aspartate receptors, NMDARs)是**神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)一類重要的興奮性氨基酸(excitatory aminoacid, EAA)受體。NMDA受體不僅在神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育過程中發(fā)揮著重要的生理作用,如可調(diào)節(jié)神經(jīng)元的存活,調(diào)節(jié)神經(jīng)元樹突、軸突結(jié)構(gòu)發(fā)育及參與突觸可塑性的形成等;在神經(jīng)元回路的形成中NMDA受體亦起著關(guān)鍵作用,有資料表明NMDA受體是學(xué)習(xí)與記憶過程中一類至關(guān)重要的受體。目前對于NMDARs在癲癇癥發(fā)作(epileptic seizures)過程的角色已進(jìn)行了廣泛的研究,但關(guān)于NMDARs兩個不同NR2亞基在其中的各自作用,我們知之甚少。對不同亞型NMDARs在癲癇癥產(chǎn)生與發(fā)展過程中的獨特作用更多的了解,有助于開發(fā)出更加針對性的癲癇癥**策略。
來自Italy University神經(jīng)科學(xué)實驗室的研究人員Berretta N, Ledonne A等人,針對癲癇大鼠模型腦部神經(jīng)活動進(jìn)行了深入研究。在*新一期的“Epilepsia”(癲癇雜志)發(fā)表了題為“Hippocampus versus entorhinal cortex decoupling by an NR2 subunit-specific block of NMDA receptors in a rat in vitro model of temporal lobe epilepsy”的文章。在此項研究中,她們利用MED64 system(多電極陣列系統(tǒng),Alpha MED Scientific Inc.. Osaka. Japan)進(jìn)行電生理學(xué)研究。將包含有內(nèi)嗅皮質(zhì)(entorhinal cortex ,EC)與海馬區(qū)的腦片放置于電極上,利用添加了4—氨基吡啶(4-aminopyridine, 4AP, 10-15μm)的Mg(2+) –free培養(yǎng)基持續(xù)灌流孵育。兩種獨立節(jié)奏模式的發(fā)作間期癲癇樣活動在EC與海馬區(qū)被誘發(fā),癲癇發(fā)作時,這兩種活動同時在CA3發(fā)生,顯示出顯著的互關(guān)聯(lián)存在。孵育拮抗亞基NR2A的NMDAR拮抗劑[(R)-[(S)-1-(4-bromo-phenyl)-ethylamino]-(2,3-dioxo-1,2,3,4-tetrahydroquinoxalin-5-yl)-methyl]-phosphonic acid (NVP-AAM077; 50nm) 或 Zn(2+) (200nm),并不影響在EC與海馬區(qū)的發(fā)作間期癲癇樣活動,但二者之間的關(guān)聯(lián)顯著降低。在孵育(αR,βS)-α-(4-hydroxyphenyl)-β-methyl-4-(phenylmethyl)-1-piperidinepropanol maleate (Ro25-6981; 1μm)時,同樣觀察到上述現(xiàn)象。
研究結(jié)果表明,在癲癇發(fā)作過程中,NR2亞基對于皮層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系活動起著重要作用,會引起更廣發(fā)范圍內(nèi)的神經(jīng)活動。因此,針對NR2亞基的**將有助于降低癲癇病人腦部神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)震蕩的擴(kuò)散與關(guān)聯(lián),緩解病癥的發(fā)生。
MED64 system(平面微電極陣列記錄系統(tǒng),Alpha MED Scientific Inc.. Osaka. Japan)是一套完整易用的多通道離體胞外神經(jīng)電生理研究工具。系統(tǒng)包括了離體電生理研究所需的一整套硬件設(shè)備耗材和分析軟件。使用者可以方便快捷的對離體材料如腦片、心肌切片、培養(yǎng)的神經(jīng)細(xì)胞或心肌細(xì)胞、干細(xì)胞等材料進(jìn)行電生理檢測;被試細(xì)胞或組織直接在電極涂層物質(zhì)上培養(yǎng),可以允許測量到細(xì)胞外直接相鄰的局部電變化,同時并行記錄多個細(xì)胞的電生理信號。MED64設(shè)備可以同時記錄和刺激不同位點;而且,MED64記錄還是非侵入式的,因此不會損傷細(xì)胞,這個特性使其適用于在同一個培養(yǎng)樣本上進(jìn)行長時程記錄和重復(fù)記錄,因而允許監(jiān)視培養(yǎng)物對**刺激的響應(yīng)的較長時間的演變。結(jié)合光學(xué)記錄方法,可以實現(xiàn)光電聯(lián)合檢測。
原文鏈接:http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22360154