神经生物学的常用研究方法PPT课件
神经生物学课件cha
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一.关于神经递质的研究概况 二.鉴定递质的条件 三.递质的类型 四.递质受体 五.各经典递质和内源活性物质的合成、
储存、释放、灭活 六.递质共存和共释放
教学ppt
1
一.神经递质和内源性活性物质的研究概况
1.1904,Elliott,冲动传导到交感神经末梢,可能从那 里释放肾上腺素,在作用于效应器细胞。
教学ppt
10
ionotropic R(促离子通道型受体) : 受体本身不是独立的蛋白质,它的
一或二个亚基为受体的结合位点同时又 与另外亚基共同构成离子通道,此类受 体能引起通道的快速改变,产生兴奋性 或 抑 制 性 突 触 后 电 位 , 在 1 ms 内 产 生 在 10ms内消失。 如:nAch受体,GABAA 受体,甘氨酸 受体和谷氨酸受体(3种促离子型受体, 1种促代谢型受体),它们介导了中枢和 周围神经系统的快速突触传递。
教学ppt
11
metabotropic R (代谢型受体):
信号通过G蛋白介导的细胞内的生物化学反应, 这种反应类似于一种代谢反应。 促代谢型型受体: 7TM, 如 : adrenergic R,1A,1B,2A,2B, 2C;1,2,3;
DA(D1-D5) 5HT (5HT1A,5HT1B,5HT 1D,5HT 1E,5HT1F,5HT 2A,2B,2C,3-5,6) Ach(M1,M2,M3,M4,M5)
Peptide-binding R: Adrenergic R: G protein-linked R: hormone R; photoreceptor Neurokinin A R Rhodopsin: light;in retinal rod cell;7TM super family;
神经生物学研究常用方法
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1.神经生物学研究的常用方法神经科学的发展与的研究方法的进步密切相关。
总体上,神经生物学的研究方法有六大类:形态学方法、生理学方法、电生理学方法、生物化学方法、分子生物学方法及脑成像技术。
7.1形态学方法神经生物学研究中常用的形态学方法有束路追踪、免疫组化和原位杂交,其他还有受体定位、神经系统功能活动形态定位等方法。
7.1.1束路追踪法追踪神经元之间的联系是神经解剖学研究中的重大目标,它对研究神经元的功能、神经系统的发育和成熟都具有重要意义。
这种方法学的建立始于19世纪末的逆行和顺性溃变(顺行溃变指胞体或轴突损伤后的轴突终末的溃变,逆行溃变指去除靶区之后神经元胞体的溃变)研究。
20世纪40年代主要手段是镀银染色法,根据变性纤维的形态变化来判断变性纤维。
20世纪50年代发展了Nanta法,能遏制正常纤维的染色而仅镀染出变性纤维。
但该法不易显示细纤维,1971年Kristenson等将辣根过氧化物酶(HRP)注入幼鼠的腓肠肌及舌肌结果在脊髓和延脑的相应部分运动神经元胞体内发现HRP的积累。
不久LaVail正式使用HRP作为轴突逆行追踪,以后遂广泛应用于中枢神经系统的研究。
HRP可被神经末梢、胞体和树突吸收,轴突损伤部分也可摄入。
在胞体内,HRP的活性可持续4~5天,在溶酶体内对联苯胺呈阳性反应而显现出来。
被标记的神经元可以清晰的显示胞体、树突及轴突。
除了HRP标记法,还有荧光物质标记法、毒素标记法、注射染料等方法。
7.1.2免疫组织化学免疫组织化学术是应用抗原与抗体结合的免疫学原理,检测细胞内多肽、蛋白质及膜表面抗原和受体等大分子物质的存在与分布。
这种方法特异性强,敏感度高,进展迅速,应用广泛,成为生物学和医学众多学科的重要研究手段。
近年随着纯化抗原和制备单克隆抗体的广泛开展以及标记技术不断提高,免疫组织化学的进展更是日新月异,不仅用于许多基本理论的研究,并取得重大突破,而且也用于疾病的早期快速诊断等临床实际。
神经生物学方法
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GFAP-ir
40X
P75-ir
40X
原位杂交(IN SITU HYBRIDIZATION)
原位核酸分子杂交技术(In situ nucleic acid molecular hybridization)简称原位杂交技术。是 用标记的NDA或RNA为探针,在原位检测 组织细胞内待定核酸序列的方法。根据 所用探针和靶核酸的不同,原位杂交可 分为DNA-DNA杂交,DNA-RNA杂交和RNARNA杂交。
X40 NADPH-d Staining In Caudate Nucleus
NADPH
免疫组织化学 (Immunohistochemistry)
利用特异性抗体对神经组织中某种特异 成份(抗原)进行抗原--抗体反应,达到检 测组织细胞内是否有此特异性物质。其 本质就是用标记的抗体追踪抗原(以确定 组织细胞内的某种化学物质) 。
10×
40×
HRP labelling neurons in oculomotor nucleus of cat
HRP labelling neurons in dLGN
X40
Double-labelling of HRP and
Glutamate in rat lateral geniculate nucleus
Immunohistochemical procedures
1.Tissuue preparation:perfusion,section 2.Blocking:封闭,异种蛋白质间会有非特异 性结合,常用正常羊血清(NGS)或牛血清白 蛋白(BSA)封闭。 3.Incubate in primary antibody:最佳浓度 需摸索,为提高抗体向组织内穿透,可在抗体 稀释液中加入0.1%~0.3%TritonX-100。需长 时间孵育时应加入0.01%~0.3%NaN3防腐。 产生一抗的动物一定要知道,以便选择二抗。
最新0神经生物学-绪论PPT课件教学讲义ppt
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5. 生物芯片技术(biochip) 生物芯片技术是在1个平方厘米大小的薄型载体上,
通过微加工技术获得微米级结构,并与生物化学处理 等技术相结合而发展起来的一种新型技术。它可以把 多至几十万个的生命信息集成在一块芯片上,进行各 种与生命科学和医学相关的生物化学反应,对基因、 蛋白、活体细胞及组织等进行分析和检测。
免疫组织化学方法—把神经元的功能与其神经递质的 分析熔为一体。
组织培养、细胞培养—把复杂的神经元回路还原成简 单的单元进行分析。
新的电生理技术和分子生物学方法(重组DNA技术等) -神经信号发生、传递的基本单元-离子通道的结构、 功能特性及运转方式;神经递质的合成、维持、释放 及与受体的相互作用。
(2) 诱发电位有一定的类型,是由于诱发电极和记录 电极记录神经元群相对位置影响电位的波形。
(四)生物化学方法
1. 放射免疫法(radioimmunoassay, RIA)
用抗原-抗体反应原理,将抗原标记上放射性同位 素,用来测定与此抗原性质相同的物质。RIA包括以下 基本步骤:样品采集、加样、反应、分离、测定抗原- 抗体复合物的放射性(cpm), 与标准曲线对照计算待测 物质含量。
4. 基因敲除(gene knockout) 基因敲除是80年代初出现的一项新的基因工程技术。
采用同源重组的方法,用体外合成的无效基因或突变基因取 代相应正常基因,再应用转基因方法孵育出转基因动物,即 为基因敲除动物。通过分析基因敲除动物单基因缺陷来研 究基因调控、基因功能、建立疾病模型、药物作用及基因 治疗。
液中选择性地大量扩增某一种核酸分子的特定序列。该方法 具有极高的灵敏度和特异性,在含有多种杂质的条件下,可 选择性扩增细胞基因组中一个特定的DNA片段达数百万至数 千万倍。
神经生物学课程课件
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N型受体: (烟碱受体)
周围型
骨骼肌/电器官烟碱受体 神经节烟碱受体
受体(Receptor) 能够对特定的生物活性物质具有识别、选择15性的结合能
力的生物大分子。
激动剂:能够与受体特异性的结合并产生生物效应的化学物质称为激动剂 (agonist)。
拮抗剂:仅能与受体发生特异性的结合,但不产生生物效应的化学物质称为 拮抗剂(antagonist).
γ –氨基丁酸转位酶
2. reuptake
location and Projection
GABA 琥珀酸半醛
Receptor
location Structure,
Agonist, Antogonist,
GABAA
GABAB GABAC
CNS
CNS
视网膜
4TM 7TM
苯二氮,安定 荷包牡丹碱 苯巴比妥 ,利眠宁
location and Projection Pons,modulla oblongata Receptor
alpha1,alpha2,,beta1.beta2
5-羟色胺能神经系统
Biosynthesis
29
tryptophan,TP
tryptophan hydroxylase, TPH (色氨酸羟化酶)
苯乙醇胺-N-甲基转位酶
(phenylethanolamine-N-methyl-transferase,
PNMT)
肾上腺素(adrenaline, AD/epinephrine, E)
多巴胺能神经系统
23
Biosynthesis
Inactivation reuptake enzyme degradation(MAO,COMT) location and Projection
神经生物学(新版)课件:第六讲 神经科学研究技术
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正电子发射扫描(PET,Positron emission tomography)
The PET scanner detects metabolically active areas of the brain by picking up signals from a radioactive tracer injected into the subject before the procedure
任务激活磁共振功能成像 (task-activated fMRI)
Holdsworth SJ, Bammer R. Magnetic resonance imaging techniques: fMRI, DWI, and PWI. Semin Neurol. 2008 Sep;28(4):395-406.
/index.php/publications/ observer/obsonline/optogenetics-stranger-than-fiction.html
思考题
神经科学研究方法有哪些?你是怎样理解光 遗传学的应用的?
视觉刺激——1991年进行的初级视觉皮层定位fMRI研究
右足主动持续背屈
右足电刺激持续背曲
+N + H + L + H + L + N
+
Time 16 32 32 32 32 32 32 32 32 32 32 32 32
400s Image 1… 200
N: Chinese Numerals H: High Frequency Words L: Low Frequency Words
神经生物学的常用研究方法ppt课件
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.
多克隆抗体 (polyclonal antibody, PcAb) 大多数天然抗原物质(如细菌或其分泌的外毒素以及各种组织成分等)往往具有多种不同的抗原决定簇,而每一决定簇都可刺激机体产生一种特异性抗体。多克隆抗体是多个抗原决定簇刺激机体后,由多个免疫淋巴细胞分泌的多种抗体的混合物。 PcAb 特异性差,易出现交叉反应。
单克隆抗体 (monoclonal antibody, McAb)
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组织(细胞)化学是介于细胞学与化学之间的一门科学。细胞化学的目的是使用细胞学和化学的方法使细胞(组织)内的某些化学成分发生反应,在局部形成有色反应物,藉此对各种活性物质在显微镜水平进行定性、定位和定量分析。 酶组织化学:利用酶对底物的催化作用,使底物发生颜色变化,其次对该酶进行定位、定量分析。
.
研究方法: 20世纪从40年代,镀银染色法,根据银染溃变纤维的形态变化来判断、追踪溃变纤维的方法。 20世纪从50年代,Nauta法,一种改进的溃变镀银法,能抑制正常纤维的染色而仅染出溃变纤维。 20世纪70年代,变性束路追踪法逐渐被轴浆运输追踪法所代替。 可与逆行标记法、顺行标记法、免疫组织化学、原 blue labelling neurons
DRG
Spinal cord
20×
20×
.
Fast Blue Ladelling Ganglion Cells of Retina
20×
.
优点:可靠性,灵敏性, 利用其不同颜色可同时追踪和显示多重神经联系。因此可选择一种或两种以上的荧光素分别对神经元进行单标、双标或多重标记。 双重标记和多重标记可用来研究神经元轴突的分支投射。若在脑内不同核团或区域分别注射两种(或三种)不同荧光,在同一神经元胞体内能观察到两种(或三种)不同颜色的荧光,即说明该神经元的轴突分支分别投射到注射这些荧光剂的两个(或三个)脑内不同核团或区域。 需要注意的是各种荧光素逆行运输的速度不同,所以动物存活时间也有差异。双重标记是,有时需要做两次手术先注射运输慢的荧光素,过一定的时间后,再注射运输较快的荧光素。 缺 点:激发光照射下很快褪灭,因此允许观察的时间较短,保存时间也有限。 应 用:研究神经元的轴突分支至不同部位的投射。可与免疫组织化学结合,研究投射神经元的化学性质。
神经生物学研究方法
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组织培养:下丘脑、垂体、海马、活体脑切片培养 等
体 (胚胎、成年)
外
基因功能
实
原代细胞 细胞通路
验
细胞培养
膜片钳 肿瘤细胞系
细胞系
永生化细胞:P19
一、 组织培养:
下丘脑、垂体、海马、活体脑切片培养 等 (胚胎、成年)
Brain slice cultures
Both figures shows slice cultures of the cerebellum. Left picture: The typical cytoarchitectonic organization of the cerebellar cortex is maintained, and it is possible to nicely distinguish the molecular layer (ML) with the Purkinje cell dendrites (red), the Purkinje cell layer (PCL) with the Purkinje cell bodies (red) and the granule cell layer (GCL) with the granule cells. (green). Right picture: Besides the dendritic arbours, also the axonal projection of the Purkinje cells is present in the slice cultures.
电镜:观察细微结构和亚细胞机构
9
双光子显微镜:观察活细胞
• 双光子荧光显微镜是结合激光扫描共聚焦 显微镜和双光子激发技术的一种新技术。
神经生物学常用研究方法PPT课件
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加尔(19世纪初 ):德国的解剖学家,专门从事颅骨和脑 的研究。颅相学指分析人的心理与头颅形状之间关系的理 论学说。加尔从小就喜欢观察人的外表(尤其是颅骨外表) 同心理的关系。例如,他根据个人长期的个案观察,发现 眼睛明亮的人,一般记忆力较好;头骨隆起的人,可能象 征着贪婪的脑机能,是监狱中扒手的特征等。根据当时生 理和解剖知识,写了一套名为《神经系统的解剖学和生理 学》的系列著作,除了就神经系统及其机能进行严谨、保 守的阐述之外,还兼论颅相学。
16
-
Positron Emission Tomography (PET, 正电子发射计算机断层显像)
FDG or F18 fluorodeoxyglucose
O15 Water
17
-
18F-FDG PET脑代谢显 像,正常人与老年性痴呆 对照,患者双侧顶叶、颞 叶皮质对称性低代谢。
18F-DOPA PET脑受体显像, 正常人与帕金森氏病脑纹状体 多巴胺受体密度影像对照,患 者双侧纹状体密度明显减少
MRI vs MEG
21
-
Magnetic Resonance Imaging (MRI)
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-
fMRI (functional magnetic resonance imaging)
Brain activity
Oxygen consumption
Cerebral blood flow
神经生物学课程课件
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2.单胺能神经系统(monoamine)
儿茶酚胺生物合成 去甲肾上腺素能神经系统 肾上腺素能神经系统(adrenergic) section N2
多巴胺能神经系统 (dopaminergic) section N1
吲哚胺
5-羟色胺能神经系统 section N1
神经生物学课程
31
儿茶酚胺生物合成:
1. Excitatory Amino Acids: Glutamic Acid and Aspartic Acid
2. Inhibitory Amino Acids: GABA-Amino butyric Acid and
Glycine
D.peptides, neuropeptides
E.others Purines ATP, Nitric Oxide,
N,CNS (Renshaw cell),PNS M, CNS: M1: postsynaptic R; M2:presynaptic R
nAchR: in PNS: fast transmission and neuromuscle junction mAChR: smooth muscular, cardiac muscle and glands and respond to Ach
• 3)释放(release):
• 闸门学说:递质释放是从蛋白质介导的膜闸门 中直接排出的结果。
• 量子释放学说:突触小泡相当于递质量子,小 泡内容物的释放相当于量子释放,小泡的外排 作用和递质的释放是同步的。
• 4)扩散(diffusion )
神经生物学课程
16
(五)各经典递质和内源活性物质的合成、储存、 释放、灭活
histamine,prostaglandin
《神经生物学 绪论》课件
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神经疾病的诊断和治疗:通过研究神经生物学,可以更好地理解神经疾 病的发病机制,从而为诊断和治疗提供科学依据。
神经药物的开发:神经生物学的研究有助于发现新的神经药物,为治疗 神经疾病提供更多选择。
肿瘤因素:某些神经系统疾病与肿瘤有关, 如脑瘤、脊髓瘤等
药物治疗:使用药物来调节神经递质水 平,如抗抑郁药、抗焦虑药等
心理治疗:通过心理咨询和治疗来帮助 患者缓解心理压力和情绪问题
物理治疗:使用物理方法如电刺激、磁 刺激等来改善神经功能
手术治疗:对于某些神经系统疾病,如癫痫、 帕金森病等,可以通过手术来改善症状
营养补充:通过饮食、药物 等方式进行营养补充
保护措施:避免过度劳累、 保持良好的生活习惯等
PART SIX
神经系统疾病分为中枢神经系统疾病和周围神经系统疾病 中枢神经系统疾病包括脑卒中、帕金森病、阿尔茨海默病等 周围神经系统疾病包括多发性硬化、格林-巴利综合征等 神经系统疾病的特点包括症状多样、病因复杂、治疗困难等
康复治疗:包括物理治疗、言语治 疗、职业治疗等,帮助患者恢复功 能,提高生活质量
PART SEVEN
神经生物学研究的发展趋势:从分子、细胞、系统到行为,从基础研究到临床应用,从传统 生物学到交叉学科研究 神经生物学研究的前沿领域:神经发育、神经再生、神经疾病、神经计算、神经伦理等
神经生物学研究的技术进步:基因编辑、单细胞测序、光遗传学、脑机接口等
汇报人:PPT
神经生物学与生物学的交叉研究:研究神经系统的发育、再生和修复,如干细胞、基因编辑 等。
神经疾病的治疗:通过研究神经生物学,可以更好地了解神经疾病的发病机制,为治疗提供新的思路和方法。 人工智能的发展:神经生物学的研究成果可以为人工智能的发展提供新的理论和技术支持,推动人工智能的发展。 脑机接口的研究:神经生物学的研究成果可以为脑机接口的研究提供新的理论和技术支持,推动脑机接口的发展。 神经科学的发展:神经生物学的研究成果可以为神经科学的发展提供新的理论和技术支持,推动神经科学的发展。
《神经生物学概述》PPT课件
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一、神经生物学的形成和发展
二、神经生物学研究的方法和手段
三、神经生物学的基本内容
四、目前神经生物学研究的新动向
五、神经生物学的研究前景
一、神经生物学的形成和发展
1、 神经生物学的概念和研究范畴 l 概念:神经生物学是研究神经细胞的分子组
成和结构及神经细胞如何通过突触连接组成 功能回路以处理信息和介导行为的科学。它 是多种相关学科,如生物物理学、神经解剖 学、神经生理学、神经药理学及分子生物学 等学科交叉渗透、相互融合而派生出来的新 兴的边缘和交叉学科。
2)、神经科学研究是综合研究:从分子到行 为的“一条龙”研究,是神经科学研究的 特点。
3)、神经科学的发展在一定程度上取决于能 否寻找到合适的实验材料来对某个特定的 问题进行研究。如(1)、海兔标本对于学 习、记忆机制的阐述;(2)、枪乌贼大神 经对突触传递过程的了解;(3)、鱼类的 电器官使我们对乙酰胆碱的作用有广泛的 了解;(4)、神经分子遗传学的研究则大 大得益于线虫和果蝇所获得的资料。
3、神经生物学发展的几个特点
多学科研究 多层次研究 实验材料的重要性 现代神经科学呈现方向的多样性 知识更新很快
1)、神经科学研究是多学科的综合研究
作为一名实验科学,对神经系统的研究在很 大程度上有赖于研究手段的发展和完善。 (1)没有Golgi染色法,就不可能观察到神 经细胞的形态;(2)没有微电极的发明, 就不可能进行神经系统的电生理学研究; (3)没有免疫组织化学方法的发展,就不 可能把神经化学的研究与形态学研究有机 地结合起来;(4)没有膜片钳技术的发展, 就不可能进行单通道电流的研究。
4)、现代神经科学研究与19世纪末和20世纪 初的情势已完全不同了。在哪个时候,几
个人或几个实验室的工作会成为整个神经
第1章-脑科学研究的方法 ppt课件

核酸分子杂交术有很高的敏感性和特异性,它是免疫 细胞化学的基础上,进一步从分子水平探讨细胞功能 的表达及其调节机制的,已成为当前神经生物学研究 的重要手段。
29
ppt课件
5、受体定位法:研究受体在神经系统内的定位
配体法:主要在组织切片上进行,利用标记的 配体和受体结合以示踪其部位 免疫组织化学法:用针对受体的抗体
【其他长寿和抗衰老的办法】
除了基因研究外,还有抗衰老制剂的研究。褪黑素与微量元素是被 认为有抗衰老作用的物质。褪黑素的自由基清除能力在众多自由基 清除剂中表现特别突出,而微量元素摄入不协调,将导致衰老。
还有一种说法,节食能够延长寿命。这背后的生物学原理是:生长 激素和胰岛素信号途径在起作用。科学家通过对猴子、酵母菌、果 蝇等动物的研究中验证了减少卡路里摄入能够延长寿命的理论。
细胞水平:神经细胞培养、生物电活动检测、
通路示踪、细胞染色、免疫化学、凋亡检测
分子水平的实验:离子通道、受体、酶、
遗传物质等
3
ppt课件
一、形态学方法 二、生理学方法 三、电生理学方法 四、生物化学方法 五、分子生物学方法 六、脑成像(Brain imaging)技术
4
ppt课件
一、形态学方法
此时又想到了Venter先生,据悉,Venter曾作为美国海军医疗队的 医院参加越战,战场的残酷使他认识到生命和时间的宝贵,他认为 人生的每一分钟都应该有所创新。撇开进化的需要不谈,试想有一 天,我们不再会变老,没有疾病,寿命很长,我们是否还会像出生 即知将死的时候那样,珍惜生命中的每一天,而努力奋斗呢。
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ppt课件
3、荧光组织化学法
用特异性抗体显示神经组织化学成分的方法。
神经生物学的常用研究方法
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组织(细胞)化学是介于细胞学与化学之间的一门科 学。细胞化学的目的是使用细胞学和化学的方法使细胞 (组织)内的某些化学成分发生反应,在局部形成有色反 应物,藉此对各种活性物质在显微镜水平进行定性、定位 和定量分析。 酶组织化学:利用酶对底物的催化作用,使底物发生颜色 变化,其次对该酶进行定位、定量分析。
在应用组织化学技术显示组织和细胞内化学物质及定位 和定量以及代谢状态时,需要满足以下要求: ① 保持组织和细胞形态结构的良好状态,以便反应产物的定 位精确。如果形态结构破坏而失真,则定位困难。 ② 具备一定的特异性,以便获取正确的实验结果。 ③ 具备一定的灵敏性,以便含量极微的物质也能被显示出来。 ④ 生成的反应产物必须是有色沉淀,颗粒微细不溶,定位于 原位。反应物沉淀的颜色深度与相应物质含量或酶的活性 具有一定的量效关系。 ⑤ 反应产物具有稳定性,以便于重复观察 ⑥ 要有重复性。 ⑦ 选择的试剂必须是分析纯,对被检测物质或酶应无任何影 响;实验所用器皿必须清洁无污染杂质,使用的蒸馏水应 为双蒸水。 ⑧ 为了保证实验的可靠性、科学性,防止假阳性的发生,必 须同时作对照实验。
• 荧光素追踪剂是一种暴露在一定激发波长光照下,以一定 发射波长发出一定颜色荧光的化合物。每一种荧光素都有 各自的激发波长和发射波长,不同的发射波长决定了这些 荧光素发出的荧光颜色各异。
• 不同荧光素在神经元内的标记特征不同: 绝大多数标记细胞质,如荧光金(Furogold,灵敏度 高,能较好显示树突分支,只标记胞浆;在胞体内分解慢, 甚至在注射后存活2个月标记强度仍无明显变化;比较耐 紫外线的照射,褪色比较缓慢;可以经受许多组织学染色 处理,因而可以和HRP、免疫组织化学等结合使用), fast bule(固蓝)等。 只有少数仅标记细胞核,如nuclear yellow(核黄 ), diamidino yellow(双脒基黄)等。
神经生物学常用研究方法幻灯片课件
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生命科学
解剖学 生理学 生物化学 …… ……………
了解脑
分子 细胞 网络 全脑 (离体研究) (无创在体研究) Patch(电) 脑地形图 RIA(化学) PET(化学) PCR(基因) fMRI (功能) Confocal C科学
(1990-2000 脑的十年) (人类感知和思维信 息处理过程的科学)
1906
形 态 1852 R.Cajal (西班牙)
1926
徒手切脑片 银染神经元
神经元染色方法
1934
染出神经末梢,发现神 经元之间无原生质联系
“神经元学说”
1857
生电 理生
理
C.S.Sherrington (英) 1932 Oxf 1952 1889E.D.Adrian (英) Cambridge
•“突触”定名 巴浦洛夫 (1904)
•“反射”概念 反射学说
•“交互”抑制
1977 •感觉神经纤维电活动 •传入冲动大脑诱发电位
电生理
( 乙 神 1873
O.Loewi (德 英)1936
•神经控制骨骼肌运动机制
1961
•蛙心灌流实验
酰经 胆 化 1875 碱学 )
1874
H.Dale (英) J.Erlanger (美) 1944
•数学方程表述
机
制
1911 B.Katz (德 英) 1970
• NM终板电位
( 儿神
1905 U.Von Euler (瑞典…)
茶经
•递质“量子释放”
1983 •交感神经递质 神经药理学
•去甲肾上腺素
酚 化 1912 胺学 )(左右脑)1913
J.Axelrod (美) R.W.Sperry (美)
神经生物学ppt课件
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神经系统是进化的产物
1859年,英国生物 学家达尔文发表 《物种起源》。 提出:行为作为可 遗传性状可以进化
Charles Darwin(1809-1882)
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Different brain specializations in monkeys and rats
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神经元是脑的基本结构和功能单位
教学形式及学时分配
讲 授
实 验
实 习
其他
2 2 2 2
2
神经生物学教学进度(二)
周 次
6(3.19-3.25) 7(3.26-4.1) 8(4.2-4.8) 9(4.9-4.15) 10(4.16-4.22) 11(4.23-4.29) 12(4.30-5.6)
章节内容提要
第五章 神经递质 第六章 离子通道 第七章 受体和信号转导 第八章 神经系统发育 第九章 视觉(一) 第九章 视觉(二) 第九章 视觉(三)
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神经更像是电线而不是水管即神经 “电缆论”
1800年,意大利科学家 Galvani 和德国生物学 家 Reymond 发现:脑本身产生电,电刺激神 经使得肌肉收缩。
新观点:神经是“电缆”,能将信息传入和传 出大脑
问题:传出内科医生Charles Bell和法 国生理学家Francois Megendie 做了脊髓 背腹根切断实验。
1839年,德国生物学家Theodor Schwann (施旺)提出“细胞学说理论” 1873年,意大利科学家Camillo Golgi(高 尔基)创立了神经组织的硝酸银染色法。
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1900年,西班牙组织学家Ramon Cajal (拉蒙-卡哈尔)提出“神经元学说”
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当今的神经科学
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HRP:1.游离HRP: 通过非特异性整体胞饮的方式被摄入
2.结合HRP:通过与细胞膜的特异性受体结合的介导进入神经元 麦芽凝集素(WGA)-HRP 霍乱毒素(CT)-HRP 优点:灵敏度高,用量较少,
HRP在胞内降解时间明显延长, 能清晰地显示包括细微分支在内的整个神经元的全貌。
注意:因为HRP到达预定部位的时间取决于运输速度和距离,运 输速度因动物及纤维种类而异。同时HRP被运至胞体后即被送入溶酶 体内水解。因此在聚集和降解两个相反的过程中求得最佳存活期必须 具体测试。
需要注意的是各种荧光素逆行运输的速度不同,所以动物存活时 间也有差异。双重标记是,有时需要做两次手术先注射运输慢的荧光 素,过一定的时间后,再注射运输较快的荧光素。
• 缺 点:激发光照射下很快褪灭,因此允许观察的时间较短,保存时 间也有限。
• 应 用:研究神经元的轴突分支至不同部位的投射。可与免疫组织化 学结合,研究投射神经元的化学性质。
HRP即可作逆行追踪剂使用,也可作顺行追踪剂使用。
基本步骤: 将HRP注射至实验动物中枢核团或周围器官、
神经的一定部位;存活一定时间后灌注、固定动物,取材 作苯冰胺冻(T切M片D;)然或后二用氨双基氧联水苯(胺H(2OD2A)B及)呈显色示剂HR四P甲反基应联产 物。
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将HRP注射于周围神经感觉末梢 或神经干逆向标记背根神经节细 胞后,HRP还可进一步沿背根节 细胞的中枢突顺向标记其在脊髓 的中枢终止部位,称作跨节标记。
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(1)轴浆运输追踪法
轴浆运输:神经元有长短不等的轴突,由于轴突内缺 乏参与蛋白质合成的核糖体,所以需要从细胞体不断地将 各种成分运输至轴突及其分支以维持其代谢;在神经末梢 释放的神经肽及合成经典递质的酶也需在胞体合成;从末 梢也有影响细胞代谢的物质如神经营养因子等逆向传送至 胞体。不同物质的运输速度不同。
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• 优点:可靠性,灵敏性,
利用其不同颜色可同时追踪和显示多重神经联系。因此可选择一 种或两种以上的荧光素分别对神经元进行单标、双标或多重标记。
双重标记和多重标记可用来研究神经元轴突的分支投射。若在脑 内不同核团或区域分别注射两种(或三种)不同荧光,在同一神经元 胞体内能观察到两种(或三种)不同颜色的荧光,即说明该神经元的 轴突分支分别投射到注射这些荧光剂的两个(或三个)脑内不同核团 或区域。
五、神经生物学常用的研究方法
(一)形态学方法 (二)生理药理学方法 (三)生物化学方法 (四)电生理学方法 (五) 分子生物学方法 (六)脑成像(Brain imaging)技术
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(一)形态学方法
1、束路追踪法 2、免疫组织化学法 3、原位杂交法 4、受体定位法
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束路追踪法
研究神经元之间的纤维联系是神经科学研究领域 的一个基本问题,其研究方法主要有三: (1)利用神经元轴浆运输现象的追踪法,是目前应用 最广者; (2)利用神经元胞体受损或轴突离断后远侧轴突的变 性,或轴突切断后胞体的反应特性的变性追踪法; (3)利用某些荧光染料在神经细胞质膜扩散的神经元 质膜荧光追踪法。
呈色在剂的:情况下,1.二能氨使基DA联B苯发胺生(氧DA化B,): 生DA成B不作溶为性供棕氢褐体色,反H应RP产在物H沉2O淀2存, 定位在抗原所在处。
2.二盐酸联苯胺(BDHC) 3.邻-联茴香胺(OD) 4.四甲基联苯胺(TMB)
用途: 研究脏器的神经支配、中枢内核团间的联系等。还可与免疫组
顺行运输:从胞体向轴突及其终末的运输。
逆行运输:从轴突及其终末向胞体的运输。
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常用方法:
a 辣根过氧化物酶追踪法
1971年,Kristenson和Olsson首先报道辣根过氧化物 酶(horseradish peroxidase,HRP)可被神经末梢摄取, 经轴浆逆行运输至神经元胞体,然后用组织化学方法即可 显示出神经元的轮廓,从而创建了HRP追踪神经元示踪技 术,即HRP法。
织化学、电镜技术等结合。 -
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HRP labelling neurons in oculomotor nucleus of cat
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HRP labelling neurons in dLGN
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b 荧光素追踪法-主要作逆向追踪 1977年,荷兰著名神经解剖学家Kuypers及其同事首
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• 荧光素追踪剂是一种暴露在一定激发波长光照下,以一定 发射波长发出一定颜色荧光的化合物。每一种荧光素都有 各自的激发波长和发射波长,不同的发射波长决定了这些 荧光素发出的荧光颜色各异。
• 不同荧光素在神经元内的标记特征不பைடு நூலகம்:
绝大多数标记细胞质,如荧光金(Furogold,灵敏度 高,能较好显示树突分支,只标记胞浆;在胞体内分解慢, 甚至在注射后存活2个月标记强度仍无明显变化;比较耐 紫外线的照射,褪色比较缓慢;可以经受许多组织学染色 处理,因而可以和HRP、免疫组织化学等结合使用), fast bule(固蓝)等。
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(2)变性束路追踪法
利用神经元的轴突被损伤之后,在损伤的近 侧端和远侧端分别发生逆行和顺行溃变;神经元 胞体受损后,其发出的轴突从胞体向终末方向的 远侧端发生顺行溃变,来研究纤维的联系。
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损伤手段:
• 物理性方法 锐器的切割、电凝、电离破坏、超声破坏等
特点:无选择性,除了损伤神经元和发出的纤维以外, 也能破坏通过此损伤部位的纤维,导致非特异性标记。
先发现部分荧光化合物可被神经纤维的末梢摄取,并通过 轴浆流逆行运输到各自的神经元胞体,切片后在荧光显微 镜下可直接观察到这些胞体的定位,从而建立了研究神经 纤维联系的荧光素逆行追踪法。
原 理: 将荧光物质注射至神经元的轴突分布区, 经分支 的末梢吸收后,循轴突逆行输送至胞体。在荧光显微镜 下可看到胞体内呈现荧光标记物。
只有少数仅标记细胞核,如nuclear yellow(核黄 ), diamidino yellow(双脒基黄)等。
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DRG
Spinal cord
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Fast blue labelling neurons
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Fast Blue Ladelling Ganglion Cells of Retina