听觉皮质-丘脑兴奋性突触传递的盲法膜片钳研究

目的:制备包含大鼠听皮质与内侧膝状体及两者间功能联系的脑片,采用盲法膜片钳全细胞记录技术,对听皮质-内侧膝状体兴奋性突触传递的生理和药理学特性进行实验观察.方法:实验于2004-04/06在第三军医大学基础部生理学教研室完成.实验动物选择出生后7～15 d健康SD大鼠21只,制备与水平方向呈15°的600μm的内侧膝状体脑片,采用膜片钳全细胞记录.电极内液成分及其浓度(mmol/L)为:甲磺酸铯120、氯化镁2、羟乙基哌嗪乙磺酸10、乙二醇双(2-氨基乙醚)四乙酸0.5、三磷酸腺苷2、QX-314 2;灌流液中常规加入γ-氨基丁酸A受体拮抗剂荷包牡丹碱(10 μmol/L).获得内侧膝状体神经元全细胞模式后,在电流钳或电压钳模式下,双极钨丝刺激听皮质颗粒下层(Ⅴ～Ⅵ层),给予时程为100μs的方波刺激,在内侧膝状体分离记录兴奋性突触后电位和兴奋性突触后电流;观察N-甲基-D-天冬氨酸受体阻断剂D,L-2-氨基-5磷酸基戊酸(50 μmol/L)和α-氨基羟甲基恶唑丙酸受体拮抗剂氰基-2-硝基喹啉-2,3-酮(20μmol/L)对兴奋性突触后电流的影响.结果:①观察15例内侧膝状体神经元对皮层刺激的反应,其平均膜静息电位为(49±13.5)mV,膜输入阻抗为(432±109)MΩ.电流钳模式下,刺激听皮质,可在80%(12/15)的内侧膝状体神经元记录到兴奋性突触后电位,其幅度与刺激强度在一定范围内呈正相关,在3例记录中采用了不含QX-314的电极内液,可以观察到当刺激达到阈值水平,在兴奋性突触后电位的波峰上爆发了动作电位.②选择电压钳模式;电压钳下,刺激听皮质后可在内侧膝状体神经元记录到兴奋性突触后电流,钳制电位为-70 mV时,电流是内向的,加入氰基-2-硝基喹啉-2,3-二酮后,兴奋性突触后电流的幅度显著下降,进一步加入D,L-2-氨基-5磷酸基戊酸后,兴奋性突触后电流几乎完全消失.结论:600 μm的旁水平位脑片包含了内侧膝状体与听皮质以及两者之间的功能性纤维联系;刺激听皮质,可在内侧膝状体记录到兴奋性突触后电位和兴奋性突触后电流;兴奋性突触后电流可以被D,L-2-氨基-5磷酸基戊酸和氰基-2-硝基喹啉-2,3-二酮所阻断.听皮质-内侧膝状体突触的兴奋性传递以谷氨酸为神经递质,主要由α-氨基羟甲基恶唑丙酸和N-甲基-D-天冬氨酸受体两种受体介导.