神经细胞内钙离子和一氧化氮双标记方法研究及应用

神经细胞内钙离子和一氧化氮双标记方法研究及应用

论文摘要

钙离子(Ca2+)和一氧化氮(NO)是神经细胞内重要的信使,它们通过多途径的信号转导在细胞内一系列生理病理过程的调控中起着重要作用。神经细胞内Ca2+和NO之间有着密切的相互关联。实现神经细胞内Ca2+和NO的同步检测将有助于研究两者之间的相互关系和调控。 本研究以培养8~10天的大鼠海马神经元为实验对象,应用激光扫描共聚焦显微技术,建立了基于可见光激发的神经元胞内Ca2+和NO双标记方法。本方法选择Calcium Orange AM和DAF-FM DA作为细胞内Ca2+和NO的荧光指示剂,通过快速切换激发光光源实现对细胞内Ca2+和NO的同时检测。实验结果表明,两种荧光染料间无串扰,且应用此方法检测NMDA(N-methyl-D-aspartate)刺激后的神经元胞内Ca2+和NO的同步变化时,所得结果与单标记的检测结果一致,说明此双标记方法是可行且可靠的。 应用此双标记方法,我们对培养的海马神经元胞内Ca2+和NO的空间分布及变化进行了初步研究。实验结果显示,神经元胞内Ca2+和NO的空间分布有着很高的一致性;细胞核区域Ca2+和NO浓度明显高于细胞质;细胞核和细胞质内的Ca2+和NO分布不均匀,在类似网状结构处浓度较高。NMDA刺激后神经元细胞核和细胞质内Ca2+和NO都明显升高,尤其在细胞核和细胞质内的网状结构处;细胞核内Ca2+升高幅度大于细胞质,而细胞核内NO的升高幅度却与细胞质相近;另外,树突内的Ca2+和NO升高也较明显。 本研究建立了一种细胞内Ca2+和NO荧光双标记检测方法,为神经元胞内Ca2+和NO的相互调控及相关机制的研究提供了一种新的手段。

论文目录

  • 第一章 绪论
  • §1.1 神经系统中的钙离子和一氧化氮
  • 1.1.1 神经系统中的钙离子及其生理意义
  • 1.1.2 神经系统中的一氧化氮及其生理意义
  • 1.1.3 神经系统中钙离子和一氧化氮间的相互关联和调控
  • §1.2 钙离子和一氧化氮的检测方法
  • 1.2.1 钙离子的检测方法
  • 1.2.2 一氧化氮的检测方法
  • 1.2.3 钙离子和一氧化氮的同步检测
  • §1.3 课题的提出
  • 1.3.1 本课题的研究目的和意义
  • 1.3.2 课题的整体设计
  • 第二章 培养的海马神经元胞内钙离子和一氧化氮双标记方法的建立
  • §2.1 激光扫描共聚焦显微镜简介
  • 2.1.1 激光扫描共聚焦显微镜成像原理
  • 2.1.2 LSM 510激光扫描共聚焦显微镜系统
  • §2.2 钙离子和一氧化氮荧光探针的选择
  • §2.3 材料和方法
  • 2.3.1 实验动物和试剂
  • 2.3.2 溶液配置
  • 2.3.3 海马神经元原代培养
  • 2.3.4 神经元胞内钙离子和一氧化氮染色
  • 2.3.5 图像采集
  • 2.3.6 数据处理
  • §2.4 实验结果
  • 2.4.1 Calcium Orange和DAF-FM检测的相互独立性
  • 2+和NO变化的比较'>2.4.2 双标记和单标记检测NMDA刺激下海马神经元细胞内Ca2+和NO变化的比较
  • §2.5 讨论
  • 第三章 培养的海马神经元胞内钙离子和一氧化氮的空间分布研究
  • §3.1 前言
  • §3.2 材料和方法
  • 3.2.1 实验动物和主要试剂
  • 3.2.2 溶液配置
  • 3.2.3 海马神经元原代培养
  • 3.2.4 钙离子和一氧化氮双标记染色
  • 3.2.5 图像采集
  • §3.3 实验结果
  • 2+和NO空间分布'>3.3.1 20倍物镜下观察海马神经元胞内Ca2+和NO空间分布
  • 2+和NO空间分布'>3.3.2 100倍油镜下观察海马神经元胞内Ca2+和NO空间分布
  • 2+和NO浓度在空间分布上的变化'>3.3.3 NMDA刺激下海马神经元胞内Ca2+和NO浓度在空间分布上的变化
  • §3.4 讨论
  • 第四章 总结与展望
  • §4.1 研究工作总结
  • §4.2 展望
  • 相关论文发表情况
  • 参考文献
  • 致谢
  • 相关论文文献

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