血管内皮生长因子通过电压依赖的钙通道调节新生大鼠海马神经递质的释放

论文摘要

血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor,VEGF）最初发现于内皮细胞,以后又发现它也在脑内广泛表达。我们实验室以往研究结果揭示VEGF及其受体在幼年和成年大鼠脑内神经元均有表达,而且在急性分离的海马神经元,VEGF还可以通过钾通道的kv1.2蛋白酪氨酸磷酸化抑制延迟外向整合钾电流。最近,又有文献报导在海马脑片,VEGF可以抑制由电刺激兴奋性突触通路所诱导的突触后电位。为研究VEGF对中枢神经递质传递的直接调节作用,本实验采用全细胞膜片钳技术研究了VEGF对出生后14天大鼠海马脑片CA1区谷氨酸能兴奋性突触传递的作用以及γ-氨基丁酸能抑制性突触传递的作用及其机制。实验结果如下:一、VEGF对神经递质释放调节及其机制分析1.为了研究VEGF对突触传递的影响,我们首先观察了VEGF对自发的谷氨酸能兴奋性突触后电流（glutamatergic spontaneous excitatory postsynaptic currents,sEPSCs）和自发的γ-氨基丁酸能抑制性突触后电流（γ-amino-butylic acid ergicspontaneous inhibitory postsynaptic currents,GABAergic sIPSCs）的作用。研究记录了30个细胞,发现VEGF具有分别促进sEPSCs频率和抑制sIPSCs频率及幅度的作用,分别占记录细胞的30%和50%。该结果表明VEGF具有快速调节突触传递的作用。为了区分VEGF的这一作用究竟是突触前还是突触后的调节效应,我们从方法学的可行性角度出发,进一步研究了VEGF对γ-氨基丁酸能抑制性突触传递的作用并进行了深入探讨。2.为了明确VEGF是否对突触后GABA受体有直接调节作用,我们研究了VEGF对外源性GABA诱导的突触后电流的作用。外源性GABA所诱导的突触后电流的幅度可以作为突触后GABA受体反应性的指标。研究结果表明VEGF对外源性GABA诱导的突触后电流没有影响,提示VEGF对突触后GABA受体反应性没有直接调节作用。3.为了明确VEGF是否对突触前GABA的释放有抑制效应,我们以微小的γ-氨基丁酸能抑制性突触后电流（GABAergic miniature inhibitory postsynapticcurrents,GABAergic mIPSCs）的频率作为突触前轴突末梢GABA释放的指标,观察了VEGF对GABA释放的调节效应。研究观察到VEGF显著抑制了mIPSCs的频率,并有剂量依赖性。该结果提示VEGF通过突触前水平的调节,抑制了轴突末梢GABA的释放。4.为研究VEGF突触前抑制GABA释放的机制,我们分别用氯化钡和氯化隔阻断钾离子通道和高电压激活的钙离子通道（high-voRage-activated calciumchannels,HVA calcium channels）,然后观察VEGF对mIPSCs频率的影响。研究观察到,当氯化钡存在时VEGF仍然显著抑制mIPSCs频率。而当氯化镉存在时,VEGF对mIPSCs频率的抑制作用被取消。这些结果提示VEGF是通过突触前轴突末梢电压依赖的钙离子通道（voltage-dependent calcium channels,VDCCs）抑制GABA的释放,同时也提示钾离子通道与VEGF的这一作用无关。二、VEGF对锥体神经元高电压激活的钙电流影响的研究以上结果提示VEGF参与了神经传递的调节,包括促进谷氨酸能兴奋性神经传递和抑制GABA能抑制性神经传递。机制分析表明VEGF通过VDCCs抑制突触前轴突末梢的GABA释放。VDCCs尤其是HVA钙离子通道不仅参与神经递质释放,而且在神经元的发育成熟和神经损伤中都起了重要作用。因此我们又研究了VEGF对HVA钙电流的直接作用。结果如下:1.VEGF可以快速可逆地、剂量依赖地抑制大鼠海马CA1区锥体神经元HVA钙电流。2.VEGF对HVA钙电流的电压依赖性没有影响。该结果提示VEGF对大鼠海马CA1区锥体神经元HVA钙电流具有直接快速的、可逆的和剂量依赖的抑制作用。结论:VEGF能快速调节突触前神经递质的释放以及抑制高电压激活的钙电流。机制分析揭示VEGF通过电压依赖的钙通道抑制突触前轴突末梢的GABA释放。创新点:1.首次提出VEGF具有促进谷氨酸能神经传递和抑制突触前GABA释放的作用。2.首次提出VEGF具有快速抑制神经元细胞膜高电压激活的钙电流的作用。3.首次提出VEGF通过抑制电压依赖的钙通道抑制突触前轴突末梢的GABA释放。

论文目录

• 一.中文摘要
• 二.英文摘要
• 三.正文
• （一）.前言
• （二）.材料和方法
• 1.实验材料
• 1.1 实验动物
• 1.2 试剂及来源
• 1.3 仪器
• 2.实验方法
• 2.1 溶液的配制
• 2.2 大鼠海马脑片的制备
• 2.3 电极的制备
• 2.4 全细胞膜片钳记录
• 2.5 统计方法
• （三）.实验结果
• 1.VEGF对sPSCs的作用
• 2.VEGF对sEPSCs的作用
• 3.VEGF对sIPSCs的作用
• 4.VEGF对外源性GABA诱发的突触后电流的作用
• 5.VEGF对mIPSCs的作用
• 6.VDCCs在VEGF抑制GABA能递质释放中的作用
• 7.FIk-1在VEGF抑制GABA能递质释放中的作用
• 8.VEGF对HVA钙电流的作用
• （四）.附图
• （五）.讨论
• （六）.小结
• （七）.参考文献
• 四.综述
• 五.论文发表情况
• 六.致谢