MED64系統重要應用：視覺信號通路在Cacna1f基因突變大鼠模型中發生重組
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儀器應用手冊Volume 6 | ||
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MED64系統重要應用：視覺信號通路在Cacna1f基因突變大鼠模型中發生重組 | ||
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Ye Tao, Tao Chen, Ji-jing Pang, ZuoMing Zhang等 | ||
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單位： 臨床航空醫學系，第四軍醫大學，西安，中國； 唐都醫院，第四軍醫大學，西安，中國； University of Florida College of Medicine, Gainesville, Florida | ||
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關鍵詞：multielectrode array (多陣列電極系統，MEA) system; MED64; 視網膜（Retina）;先天性靜止性夜盲（CSNB）;Cacna1f基因;鈣離子流通道 | ||
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來自第四軍醫大學和美國佛羅里達大學醫學院的課題組，通過先進的電生理技術手段（多陣列電極系統），研究Cacna1f基因突變大鼠模型視網膜中的電信號傳遞特征，闡述了先天性靜止性夜盲（CSNB）癥的潛在病理學機理。 | ||
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Cacna1f基因能夠編碼Cav1.4鈣離子通道的a1亞基，1f基因的變異能夠通過影響鈣離子通道的功能，引發細胞鈣離子流的異常，造成神經細胞內神經遞質的分泌異常，大大影響哺乳動物視覺信號的產生與傳輸。Cacna1f基因的這些突變與iCSNB癥（不完整的x連鎖先天性靜止夜盲癥）密切相關。是遺傳性的嚴重夜視損失，會嚴重影響患者的生存質量。關于iCSNB癥的研究已經非常廣泛，通過發生突變的大鼠模型，研究者進行了很多關于iCSNB癥的相關研究，但由于研究技術的限制，Cacna1f基因的變異對視網 |
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膜神經節細胞動作電位信號的影響所知甚少。研究者利用來自日本Alpha MED公司MED64多陣列電極系統（MEA system），進行視網膜的研究。MED64系統能夠進行視網膜的研究。MED64系統能夠通過密集分布的64個微電極，持續收集視網膜細胞的神經動作電位，為研究者繪制出神經元電生理功能分布的地圖，從而為視網膜神經元內部的相互聯系提供有價值的線索。得益于MED64系統的整體性研究特點和非侵入性的優勢，這一技術解決了體外信號記錄和體內記錄研究之間的空白，尤其是在離子通道相關的電生理研究中，有著巨大的應用潛力。 | ||
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方法： 從自然發生的Cacna1f基因突變大鼠(CSNB大鼠)和野生型大鼠樣本分別提取的視網膜(Retina)組織，放置到MED64系統的培養槽內，細胞層接觸培養槽底部的電極陣列。光刺激對視網膜神經細胞（RCGs）引發的電信號通過多電極陣列系統（MED64）持續收集、記錄。在電刺激的實驗中，MED64系統通過陣列電極給予視網膜神經細胞（RCGs）脈沖刺激。通過MED64系統配置的灌流體系，能夠為檢測樣本提供靶藥物（特定化合物）注入。MED64系統的離線分析系統能夠幫助用戶對所獲取數據的分析整理。 | ||
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結果： 成功的從野生型和Cacna1f基因突變大鼠(CSNB鼠)視網膜樣本中獲取了典型性電信號。CSNB大鼠鼠視網膜樣本中光刺激（light-induced）引發的a-wave幅度逐漸下降，同時b-wave消失。施加100uM的4-氨基-2-羥基苯甲酸（2-amino-4-phosphobutyric acid）并不會阻滯a-wave的產生。自發性電信號的增加和光誘發電信號頻率的降低反映了視網膜神經節細胞捕捉光信號能力和穩定性的下降。此外，‘開啟’通道（ON PATHWAY）總是莫名的與視網膜神經節細胞沒有聯系，CSNB大鼠可能優先會選擇‘關閉’通道（OFF pathway）進行信號的傳遞。在電誘發實驗中，對視網膜樣本實施電脈沖誘發，CSNB大鼠樣本相比野生型大鼠樣本，RGCs的長延遲反應強度更加微弱。 | ||
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結論： 使用MED64系統（multielectrode array system（MEA），多電極陣列系統），研究者發現了Cacna1f基因突變大鼠(CSNB大鼠)視網膜在光信號通路可塑性發生功能改變的證據。研究者發現，在CSNB大鼠中會發生視網膜感光神經遞質的功能紊亂和感光功能的喪失，而后者有可能具有可逆性。 | ||
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兩種不同規格MED64的電極。A.用于記錄大范圍內的場電位信號的電極；B.用于記錄自發spike和小區域神經細胞相互聯系的電極。 | ||
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| A 為野生型和CSNB型大鼠對于光誘發的a-waves圖； B Wt和CSNB型大鼠光誘發的a-waves的幅度差異； C Wt中存在的b-wave能夠為100uM的APB完全去除，washoff后能夠恢復； | ||
| 原文參考：Visual Signal Pathway Reorganization in the Cacna1f Mutant Rat Model | ||
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