目的 视网膜内所有视觉信息最终由视网膜神经节细胞(RGCs)以动作电位的方式向高级视觉中枢投射,因此了解RGCs的发育特性,对进一步认识视觉电生理机制具有积极意义。本课题采用视网膜膜片钳技术研究不同发育阶段Long Evans大鼠RGCs的电生理学特性,并观察其细胞形态,分析不同类型RGCs在电生理特性上的差异,以及与年龄、刺激强度等之间的关系,探讨哺乳动物视觉发育的细胞水平机制。
方法 将Long Evans大鼠按照出生后天龄分为四组:(1) 3~14天;(2) 15~28天;(3) 29-60天;(4) 60天以后。摘取眼球制备视网膜片,行膜片钳全细胞记录,研究大鼠不同发育阶段RGCs静息膜电位(RMP)、输入阻抗(IR)和动作电位(AP)的阈值、幅度和频率等的变化。全细胞记录的同时细胞内注入荧光黄,在荧光显微镜下观察RGCs形态特征。
结果 1.共获得124个RGCs,按去极化脉冲诱发的动作电位类型RGCs可分为三种:单峰型、瞬变型、持续型。2. 各AP类型RGCs在不同发育阶段所占比例差异显著,出生后14天内单锋型RGCs所占比例显著高于瞬变型和持续型(P<0.05),随后以瞬变型和持续型为主,28天后主要为持续型发放。3.出生后RGCs的静息膜电位、输入阻抗随发育逐渐下降,15天之后基本达到稳定水平。睁眼后(出生后约14天)AP的阈值降低、幅度增高,稳定频率和最大频率逐渐增高,与睁眼前相比差异显著(P<0.01),于出生28天之后逐渐达到稳定水平。
结论 1.随着发育RGCs的细胞类型发生显著变化,睁眼后单峰型细胞减少并消失,表明单峰型细胞电生理学特性不成熟,是RGCs发育的一种前期状态。2.在视觉发育的过程中,RGCs的兴奋性提高,动作电位的发放频率增快,幅度增大,推测与细胞膜受体和/或离子通道以及神经递质的成熟有关。3.RGCs最终分化为瞬变型和持续型细胞,两者动作电位的阈值、幅度和频率存在差异,提示不同类型的RGCs在整合、传递时间和空间视觉信息中具有不同作用。4.不同AP类型的RGCs细胞形态各异,其胞体大小、树突和轴突直径、分枝形态和范围不一,提示与各自在视觉信息传递中的作用相对应。
[国家自然科学基金资助项目(30270457)]
关键词:视网膜神经节细胞 视网膜膜片钳 |