中華蟾蜍原始梨狀區神經元自發電活動的胚后發育

王云 *

1.遼寧中醫藥大學附屬第二醫院 遼寧 沈陽 110032；

2.沈陽師范大學化學與生命科學學院 遼寧 沈陽 110034

中華蟾蜍原始梨狀區神經元自發電活動的胚后發育

王云1王暢2梁傳成2王麗文2*

1.遼寧中醫藥大學附屬第二醫院 遼寧 沈陽 110032；

2.沈陽師范大學化學與生命科學學院 遼寧 沈陽 110034

為探討中華蟾蜍(Bufo bufo gargarizans)原始梨狀區神經元自發電活動的胚后發育，我們應用微電極電生理技術，對中華蟾蜍胚后原始梨狀區神經元的自發放電活動進行在體胞外記錄。結果顯示，隨著原始梨狀區的發育，單個放電、簇狀放電逐漸增多；放電幅度增高，在變態完成期達最大；放電頻率在成體期達最大。表明神經元的興奮性提高，神經元電活動形式逐漸呈現多樣化。

中華蟾蜍；原始梨狀區；自發電活動；胚后發育

神經系統的發育是生物個體發育中重要的組成部分，而大腦的發育在一定程度上表明了物種的進化程度。目前有關腦發育的研究多在形態學和組織學上[1,2]，其發育的電活動研究報道較少。我們應用微電極電生理學技術，對中華蟾蜍Bufo bufo gargarizans胚后六個典型時期原始梨狀區進行了電生理學研究，探討其電生理學發育特性，為進一步的研究工作奠定基礎。

1 材料與方法

1.1 實驗動物

實驗用中華蟾蜍幼體采自遼寧省沈陽市郊區，亞成體和成體購自沈陽醫學院。以王昌對中華蟾蜍胚胎發育的分期為標準[3]，選用鰓蓋完全愈合期、圓錘狀肢芽期、肛管退化期、變態完成期、亞成體期及成體期六個典型時期。發育各期中華蟾蜍各5例。

1.2 自發放電的測定

常規手術方法暴露不同發育時期蟾蜍的端腦并剝離硬腦膜。用微電極推進器(西北光學儀器廠，WF-2型)將內充3mol KCl、阻抗5-15M 的玻璃微電極插入原始梨狀區中。放電信號經由高阻抗微電極放大器(成都儀器廠，WF-IB型)后進入信號采集處理系統(成都儀器廠，RM6240型)，在計算機上觀察并記錄原始大腦皮層神經元的電活動。

1.3 數據統計分析

實驗數據用SPSS16.0軟件統計分析，各組之間的差異性采用單因素方差分析(One Way ANOVA) 和Tukey's多重比較，以平均值±標準差表示(mean±SD)，P<0.05即認為差異顯著。

2 結果

2.1 胚后各階段原始梨狀區神經元的自發放電

實驗共記錄到五種自發放電類型，分別為單個放電、連續放電、簇狀放電、連續簇狀放電和不規則放電，在不同的發育時期各類型放電單位所占比例不同(圖1A)。胚后發育的早期鰓蓋完全愈合期和圓錘狀肢芽期只有4種放電類型，沒有記錄到不規則放電。隨著發育的進行，單個放電、簇狀放電逐漸增多。

2.2 胚后各階段原始大腦皮層自發放電的電生理學特性

A

B

C

我們對中華蟾蜍胚后發育各階段原始梨狀區的單個和連續放電幅度以及連續單個和連續簇狀放電頻率進行了統計分析，結果見圖1B和C。圖1B表明，單個放電幅度隨著發育的進行逐漸增高，在變態完成期達最大，差異顯著(P<0.05)；連續放電幅度也是在變天完成期達最大，差異顯著(P<0.05)。圖1C表明，兩種放電頻率均隨著發育的進行而降低，但在成體期再次升高且達最大，差異顯著(P<0.05)，且連續簇狀放電較連續單個放電變化顯著。

3 討論

中華蟾蜍原始梨狀區位于側腦室的外側緣，和原始大腦皮層、紋狀體的界線較為清晰，在進化上與哺乳動物的梨狀葉同源[1]。原始梨狀區主要是接受背外側部的嗅束形成嗅覺中樞[2]。變態完成期的原始犁狀區放電類型數量最多、放電幅度最大，這與變態完成期端腦神經元數量是中華蟾蜍神經系統發育過程中細胞增殖的最高峰相一致[1]。在此后的發育過程中，大約有20～90%的神經元發生了退化、衰退和死亡。通過細胞凋亡塑造神經系統大體形態，即在數量上調節神經系統不同細胞群體的比例，為神經元軸突生長創造環境，從而建立起神經細胞間的突觸聯系，形成成熟的功能性神經細胞，使整個中華蟾蜍的端腦功能進一步完善。我們的實驗結果也表明了這一發育特點，神經細胞在發育過程中的增殖和退化可能是導致某些自發放電形式的數量或頻率出現差異的原因[4,5]。

[1]王暢,畢遠閣,王歡歡,等.亞成體中華蟾蜍端腦形態學與組織學的初步研究[J].四川動物，2009,28(1):35-39

[2]蔣一淼,張育輝. 2003.北方山溪鯢端腦細胞構筑的組織學觀察[J].陜西師范大學學報(自然科學版), 31(4): 80-83

[3]王昌,賈杏珍,李琰,等.中華大蟾蜍的胚胎發育的初步觀察[J].兩棲爬行動物學報,1984，3(2)：39-48

[4]Nordgreen J, Horsberg E, Ranheim B, et al .Somatosensory evoked potentials in the telencephalon of Atlantic salmon (Salmo salar) following galvanic stimulation of the tail[J].J Comp Physiol A, 2007, 193:1235-1242.

[5]Leng Jie, Jiang Li, Cheng Hengsheng. Electrophysiological characteristics of early differentiated neural stem cells in embryonic rats[J]. Acta Acad Med,2010,32(3):238-241.

遼寧省教育廳基金資助項目(2011196)

R332

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1009-6019(2014)08-0137-01