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神经系统中超极化激活的环核苷酸门控的阳离子通道的分布与作用(2)

来源:学术堂 作者:原来是喵
发布于:2016-11-15 共8171字
  ( 三) 间脑
  
  在丘脑中,HCN4的分布是最多的,尤其是在丘脑腹侧核中大量分布,其次是HCN2,它在丘脑膝状体中分布较多,而在丘脑其他区域也有一定量地分布。在整个丘脑中,HCN1和HCN3几乎都有中等程度地表达。在上丘脑中,HCN1和HCN4的分布相对较少,而HCN2和HCN3在上丘脑中外侧缰核及丘脑网状核中有较多表达。
  
  在下丘脑中,HCN3在大多数核团中广泛分布,而其它亚型只在部分核中才有较多分布。例如,HCN1只在腹内侧核及乳头体内侧核中有中等程度地分布,而HCN2在乳头体外侧核中分布最多。相反,在许多下丘脑核中都没有检测到HCN4.
  
  有研究表明,降低丘脑底核神经元上HCN通道的活性可以增加细胞膜的兴奋性,通过调节HCN通道的活性可以双向地改变同步棘慢波放电(SWDs)的平均时程,而这正是失神性癫痫发作的特点所在[12].而HCN2在丘脑中分布较多,且被证实是调节神经元节律性的决定性因素,另有研究表明,敲除HCN2基因的突变小鼠会出现失神性癫痫发作的症状[13].这些证据表明,HCN通道对失神癫痫的节律维护系统有重要作用,且HCN2与失神性癫痫发作有着密切联系。在日后研究中HCN2很可能成为治疗失神性癫痫发作的一个有效靶点。
  
  ( 四) 脑干
  
  在 脑 干 感 觉 系 统 中,HCN1和HCN3在上丘表面灰质层中大量分布,且HCN1的分布量沿表层呈梯度增加,而HCN2和HCN4分布地相对较少。在视束核上,这四种亚型的表达量均很低。而 在 躯 体 感 觉、听 觉 及 前 庭 相 关 区 域 中HCN1 ~ 4均有分布,且HCN1分布最多。
  
  ( 五) 小脑
  
  在小脑皮层和小脑深部核团上,HCN1 ~ 4都有不同程度地分布,而在绒球中只能确定有HCN3的存在,其他亚型的分布情况还有待进步一地研究。
  
  ( 六) 其他纤维结构
  
  在大多数纤维结构中都有HCN1的分布,且分布较多,在纹髓丘脑和缰核脚间束上HCN3也是大量分布,而HCN2和HCN4的含量均较低。
  
  总而言之,HCN1在新皮层、海马、小脑皮层和脑干中均有分布,在主嗅球、大脑皮层、海马的腔隙分子层,上丘及最后区处大量分布。HCN2在整个脑部广泛分布,尤其是在主嗅球、大脑皮层、苍白球、丘脑和脑干核中分布最多。而HCN3在中枢神经系统中分布较少,只在嗅球、梨状皮质、视前区、缰核和一些下丘脑核群中有较多表达。HCN4除在大脑中的某一些区域表达量高,例如一些丘脑核和嗅球,在脑部的其他区域的表达量均很少[6].HCN通道各个亚型的不均一分布,预示着它们可能在脑部的不同区域对特定的某些功能起特异性的调节作用。例如,腹侧中脑导水管周围灰质(vl PAG) 是痛觉调制的一个重要部位。有研究者制作了CCI模型后观察到,CCI手术后14天,在腹侧中脑导水管周围灰质(vl PAG) 上的HCN1和HCN2通道的表达量会上调,而HCN通道的特异性阻断剂zd7288在腹侧中脑导水管周围灰质处发挥作用,减轻CCI手术后的机械痛和热痛觉过敏反应,说明HCN通道表达量的增加对疼痛维持有着重要作用[14].
  
  二、HCN通道在脊髓中的分布与功能
  
  在脊髓背角中,HCN1主要存在于第III层,在第II层中不存在,而HCN2主要存在于第I ~ II层[11].HCN4主要在脊髓灰质中表达,而在白质中只有非常微弱的表达,在第II层内侧HCN4分布较多,且在第V ~ VIII层也有表达,而在第IX和X层的表达量很低[9].有研究表明: 分布在脊髓背角初级传入终末上的HCN2通道,有助于调节含P物质的疼痛初级传入终末上膜的兴奋性,在疼痛的传导过程中起着重要作用。
  
  三、HCN通道在背根神经节(dorsal root gan-glion,DRG) 神经元中的分布与功能
  
  在DRG细胞中,HCN四个亚型的分布情况也有差异,本文原创示意图,如图2所示。DRG细胞中,HCN1分布最多,主要分布在较大的和中等大小的DRG神经元细胞膜上,HCN2在大中小DRG细胞中均有分布,在大细胞中主要表达在细胞膜上,在中等及偏小的细胞中主要分布在细胞质中,HCN3在DRG神经元上分布较多[15],而HCN4在DRG细胞中只是在小细胞中少量分布[16].在小细胞中,HCN2的表达量较高,且大多数小细胞被认为是伤害感受器,暗示HCN2可能是调节伤害感受器功能的一个重要因素。因此,有研究人员从针对HCN2亚型的实验中发现: 痛觉神经元中去除掉HCN2亚型可以消除热诱导的炎性疼痛和神经病理性疼痛,而对急性痛感觉没有影响,这说明HCN2在炎性疼痛与神经病理性疼痛中都起着核心作用[9],意味着HCN2的特异性阻断剂会是治疗疼痛的有效镇痛药。进一步研究使用临床上认可的抗心绞痛药物伊伐布雷定 ( 对HCN通道各个亚型的抑制作用相似) ,发现炎性疼痛和神经病理性疼痛能够快速得到抑制[17].这些证据表明,HCN通道的特异性阻断剂对于疼痛的治疗有着积极意义。
  
  HCN通道四个亚型在DRG神经元细胞中的分布示意图
  
  a1 和 a2 表示 HCN1 亚型在 DRG 神经元细胞中的表达情况,HCN1 主要在大中细胞的膜上表达,如图 a1 中的粗实线所示。b1 和 b2表示 HCN2 亚型在 DRG 神经元细胞中的表达情况,HCN2 主要在小细胞的细胞质中表达,如图 b2 中的灰色填充区域所示。c1 和c2 表示 HCN3 亚型在 DRG 神经元细胞中的表达情况,HCN3 在 DRG 中分布较多,细胞膜和细胞质中均有表达,如图 c1 和 c2 中的粗实线和灰色填充区域所示。d1 和 d2 表示 HCN4 亚型在 DRG 神经元细胞中的表达情况,HCN4 亚型主要分布在小细胞的细胞膜上,如图 d2 中的粗实线所示。
  
  四、其他
  
  有研究表明,在视网膜神经节细胞的细胞膜上广泛分布着HCN4.在螺旋神经节细胞上,HCN1、HCN2、HCN3、HCN4四个亚型均有分布[18].另有研究表明,HCN2和HCN4在结状神经节神经元上广泛分布,而HCN1只在约20%的结状神经元细胞上分布。进一步研究显示,HCN1只在有髓鞘的感觉纤维的机械敏感性终末中存在,而HCN2和HCN4在有髓鞘和无髓鞘的受体终末均存在[19].
  
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