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听觉是人类感知外界环境的重要信息来源，在听觉传导通路中，内侧膝状体(medial geniculate body，MGB)是信息上传的重要中继核团，具有明显的功能构筑。课题组前期研究结果显示，双侧耳蜗摘除后4hr-30d，兴奋一侧离皮层，同侧MGB各个区域中神经元Fos蛋白表达均呈现出动态变化。胶质细胞是哺乳动物神经系统中除神经元之外的另一大类细胞，其中星形胶质细胞是其主要组成部分，目前对星形胶质细胞功能的认知已不仅仅局限于其对神经元的营养支持作用，很多研究成果证实，其在神经调制、信号传导、突触调节、神经血管系统偶联方面均起到重要作用，并通过钙信号、胶质递质、缝隙连接等调节神经元的活动。且近年来研究发现，星形胶质细胞在中枢感觉系统的可塑过程中起到一定作用，但其是否对听觉系统尤其是MGB神经元功能可塑性中的作用的研究尚未见报道。 本研究采用部分外周去传入的听觉动物模型，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(firstspike latency，FSL)及发放数（the number of spikes）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(connexin43，CX43)表达情况，从而研究星形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。 目的: 用部分外周去传入后存活不同时间的大鼠，经细胞外电生理记录技术记录侧脑室注射氟代柠檬酸(fluorocitrate，FC)和生胃酮(carbenoxolone，CBX)前后，MGB听神经元的FSL、发放数变化，及星形胶质细胞GFAP、CX43的表达变化，证实星形胶质细胞参与听觉丘脑神经元的功能可塑性。 方法: 1部分外周去传入模型的建立 对成年SD大鼠行单侧耳蜗摘除术(cochlear ablation，ab)，术后注射抗生素后回笼恢复，分别存活4h、24h、7d、14d、30d 2胞外电生理记录技术 取模型动物，经麻醉固定后，行开颅术，依照大鼠脑立体定位图谱分别在MGB及侧脑室的位置开窗，将电极缓慢植入MGB，给入噪声刺激寻找声反应神经元，再用不同频率、不同强度的纯音刺激扫频记录，后经侧脑室分别注射FC和CBX，重复以上记录。 3免疫荧光 大鼠经麻醉、灌流、固定后，取出大脑，经后固定和高糖溶液浸泡后，进行冰冻切片(20μm)，行免疫荧光染色，观察耳蜗摘除前后及给药前后MGB中GFAP、CX43表达变化。 结果: 1单侧耳蜗摘除后，MGB神经元放电活动发生改变，主要体现在神经元动作电位发放数及第一动作电位发放延时。耳蜗摘除后，MGB神经元的FSL持续延长，其中ab30d组FSL最长（17.18±4.06ms，P＜0.05，n=8，与对照组相比），实验组间无差异;耳蜗摘除后，发放数均减少，ab4hr、ab24hr、ab14d差异最明显（分别为ab4hr:88.66±6.05,P＜0.001,n=8; ab24hr:94.3±7.17, P＜0.01,n=7;ab14d:98±7.5，P＜0.05，n=8)，实验组组间比较，ab7d组发放数(113.16±8.7，n=7)明显多于ab4hr、ab24hr、ab14d组。 2记录正常大鼠MGB神经元的电活动，发现FC、CBX均于注射后2h对第一动作电位发放延时及发放数的影响最大。 3侧脑室注射FC和CBX后，模型动物MGB神经元FSL和发放数的变化 脑室注射FC对MGB神经元FSL、发放数的影响:对FSL的影响主要体现在: ①各实验组给药前后的变化:ab4hr、ab7d组MGB神经元FSL明显缩短(ab4hr:前16.05±1.26ms,FC+12.85±1.57ms,P＜0.001 n=5; ab7d:前14.33±3.17,FC+11.43±1.31ms，p＜0.05，n=5);ab24hr、ab14d组明显延长(ab24hr:前16.71±3.02ms, FC+20.00±4.8ms, P＜0.05,n=5; ab14d:前14.36±1.47, FC+14.81±1.28ms，P＜0.05，n=5);ab30d组给药前后无明显变化;②给药前后组间差异:给药前组间无明显改变;给药2h后，ab24hr组神经元FSL较其它组延长至20.00±4.8ms(n=5);③比较给药前后各组神经元FSL变化差值，ab4hr组与ab24hr组，ab24hr组与ab7d组，ab7d组与ab14d、ab30d组均有显著差异。 对发放数的影响主要体现在:①各实验组给药前后的变化:ab7d组明显减少，ab7d:前115±3.6，FC+103±5，P＜0.05; ab14d组和ab30d组神经元发放数明显增多（ab14d:前95±3，FC+142.6±6，P＜0.01，n=5;ab30d:前102.6±9.5，FC+150±4.5，P＜0.01，n=5;均给药前后相比）;②给药前后组间差异:给药前ab4hr、ab24h组神经元发放数较少，ab7d组增多至115±3.6(P＜0.01，n=5，与ab4hr、ab24hr组相比)、ab14d组发放数又减少至95±3(P＜0.05，n=5，与ab7d组相比);给药2h后，ab14d组、ab30d组发放数最多，其中ab30d组达峰值（分别为142.6±6，P＜0.001，n=5;150±4.5，P＜0.001，n=5;均与ab4hr、ab24hr、ab7d组相比）③比较给药前后各组神经元发放数变化差值，ab14d和ab30d组波动最大 侧脑室注射CBX对MGB神经元FSL、发放数的影响:对FSL的影响主要体现在:①各实验组给药前后的变化:各组MGB神经元FSL均延长，其中ab7d组、ab30d组有显著性差异(ab7d:前15.13±3.32，CBX+17.89±3.82ms，P＜0.001,n=5; ab30d:前19.33±4.36, CBX+23.70±1.80ms, P＜0.05,n=5;均给药前后相比）;②给药前后组间差异:给药前各组间均无显著差异，给药2h后，ab30d组FSL较其它组延长，为23.70±1.80ms(n=5);③比较给药前后各组神经元FSL变化差值，耳蜗摘除后30d的变化程度最大。 对发放数的影响主要体现在:①各实验组给药前后的变化ab24hr、ab14d组MGB神经元发放数显著增多（ab24hr:前96±9，CBX+116±10，P＜0.05，n=5;ab14d:前95±7，CBX+142.6±6.6，P＜0.05,n=5;均给药前后相比），ab7d组明显减少(ab7d:前114.6±3.2，CBX+89±4.8，P＜0.01，n=5);②给药前后组间差异:给药前ab7d组神经元发放数达峰值，为114.6±3.2(n=5，P＜0.05，与ab4hr、 ab24hr、 ab14d相比);给药2h后，ab14d神经元发放数达高峰，增至142.6±6.66（n=5，P＜0.01，与ab4hr组相比;P＜0.05，与ab24hr组相比;P＜0.001,与ab7d、 ab30d组相比）;③比较给药前后各组神经元发放数变化差值，耳蜗摘除后7d，14d，30d的波动较大 4 GFAP、CX43的表达变化: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;侧脑室注射FC后，于给药前相比，CX43:正常大鼠组、ab4hr、 ab24hr无明显变化，ab7d、 ab14d、 ab30d均明显减少;GFAP:除ab30d表达增多外，其余各组均明显减少;侧脑室注射CBX后，于给药前相比，MGB中GFAP、CX43表达均减少。 结论: 星形胶质细胞参与了听觉丘脑神经元的功能可塑性，可能为反向抑制的作用。 提示: 星形胶质细胞代谢及其之间的缝隙连接蛋白均可影响听觉丘脑功能可塑性变化。