星形胶质细胞在听觉丘脑功能可塑性中的作用研究

目前对听觉丘脑（内侧膝状体）功能的可塑性及离皮层调制作用的差异的研究主要集中于神经元。胶质细胞是否参与神经信息的整合与传递，其在听觉丘脑及其功能可塑性中的功能和作用目前尚不清楚。本项目在外周听觉剥夺和离皮层兴奋模型上，研究内侧膝状体丘系和非丘系神经元在超敏性时间窗口、超敏性延续时间、发放模式和音频选择性方面的差别中星形胶质细胞在其中的对应变化，以期了解星形胶质细胞参与神经元信息处理的过程。本项目在在体和离体条件下，利用细胞外电生理学记录、激光共聚焦胞内钙浓度测定、免疫组化等方法，研究星形胶质细胞在听觉功能可塑性中的作用，进一步探讨听觉丘脑功能可塑性和离皮层下行调制机制，对研究丘脑听觉信号处理和加工机制具有重要的意义。

内侧膝状体（medial geniculate body,MGB）是听觉传导通路重要的中继核团，具有明显的功能构筑。近年来发现星形胶质细胞对听觉系统尤其是MGB功能可塑性的作用研究尚未见报道。本研究采用部分外周去传入的动物模型，用细胞外电生理技术记录药物阻断星形胶质细胞部分功能后，MGB神经元的第一动作电位发放延时(first spike latency,FSL)及发放数的变化，同时检测胶质细胞纤维酸性蛋白（glia fibrillary acidic protein，GFAP）、缝隙连接蛋白43（connexin 43，CX43）和Iba-1表达情况，从而研究胶质细胞是否参与以及如何介导听觉丘脑神经元的功能可塑性。结果：1、单侧耳蜗摘除后，MGB神经元放电活动发生改变，主要表现为FSL发放延时。侧脑室注射FC后，摘除不同时间的大鼠MGB神经元FSL出现上下波动；而观察其发放数，发现MGB神经元去神经兴奋性时间窗口改变，从ab7d转移到ab14d、ab30d。证明抑制星形胶质细胞三羧酸循环可影响听觉部分外周去传入模型动物MGB神经元的声反应应答。脑室注射CBX后，ab4hr、ab24hr、ab7d、ab14d和ab30d 组的MGB神经元FSL均延长，声反应应答减弱；ab24hr、ab14d组MGB神经元发放数显著增多，ab7d组明显减少，ab4hr、ab30d无明显变化，MGB神经元的声反应应答呈现增强-减弱-增强-再减弱的过程。证明阻断星形胶质细胞间缝隙连接通道可影响听觉部分外周去传入模型动物MGB神经元的声反应应答。２、耳蜗摘除后不同时间段大鼠MGB中GFAP、CX43的表达均有不同程度的增加。３、单侧耳蜗摘除后，与正常对照组相比，同侧MGB上Iba-1在ab4h组表达最多，7d又呈下降趋势， 14d时又增高，30d时基本降至对照组水平；同侧MGB上GFAP在24h时表达最大化7d又呈下降趋势，30d时又小幅度增高，到30d时双侧MGB上GFAP的表达均明显高于对照组。结论：单侧耳蜗摘除后，MGB中小胶质细胞和星型胶质细胞均被激活，且小胶质细胞的激活时间早于星型胶质细胞。侧脑室注射FC、CBX后，MGB听神经元的发放数、FSL及MGB中CX43的表达均发生改变，证明星形胶质细胞自身代谢及其缝隙连接通道均介导听觉丘脑可塑性变化过程，其作用可能为反向抑制。