缺血性卒中大鼠海马新生神经元与原有神经系统的功能整合研究

缺血能促进脑内海马齿回、室下区神经前体细胞(NPCs)大量增殖、向梗死区迁移并分化为新的神经元，为卒中的治疗提供了新的思路。但这种自我修复并不能大幅度改善卒中后的神经功能缺损，推测原因之一可能是新生神经元没有与原有神经系统进行有效整合或形成了异常的突触联系。我们的预实验结果表明新生神经元能接受原有神经系统的突触输入，但对这种新生突触的生理功能并不清楚。为此，本项目拟采用逆转录病毒感染、免疫电镜、脑片膜片钳等技术，将携带增强型绿色荧光蛋白(EGFP)报告基因的逆转录病毒定向标记卒中大鼠海马齿回的NPCs：①在细胞水平上对新生神经元电生理特征以及与原有神经系统之间所形成新突触的形态、功能、可塑性进行系统研究；②在整体动物水平上对新生神经元与有关学习、记忆神经网络的整合情况进行研究。以明确缺血诱导的新生神经元与原有神经系统的功能整合情况，为内源性神经干细胞治疗缺血性卒中的可行性提供重要实验依据。

我们以大脑中动脉阻塞(MCAO)大鼠为卒中模型，将携带EGFP报告基因的逆转录病毒定向感染大鼠海马齿回增殖期细胞。观察到缺血能诱导海马神经发生，少量新生细胞能迁移到缺血部位，表达多种递质表型及受体，并与原有神经元之间形成突触结构；电生理实验进一步证明新生神经元的膜电位、输入阻抗、动作电位、兴奋性等电生理特征类似于成熟神经元，能接受原有神经系统的突触输入并具有一定的突触可塑性；行为学实验证明新生神经元在水迷宫训练后fos蛋白表达上调，说明至少有部分新生神经元参与了大鼠的学习与记忆过程。上述研究分别从单细胞及整体动物两个方面证实缺血诱导的新生神经元能整合到原有神经系统，但整合的比例非常低。该结果为内源性神经干细胞治疗缺血性卒中的可行性提供了重要实验依据。