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http://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/68596
標題: | 探討視網膜-上視神經交叉核的神經連結迴路 Mapping the retina-suprachiasmatic nucleus functional circuitry |
作者: | " Pey-Shyuan,Chin" 金佩璇 |
指導教授: | 陳示國(Shih-Kuo Chen) |
關鍵字: | 上視神經交叉核,精胺酸血管加壓素,感知鈣離子濃度的螢光蛋白,谷氨酸, suprachiasmatic nucleus,arginine vasopressin peptide (AVP),GCaMP6s,glutamate, |
出版年 : | 2017 |
學位: | 碩士 |
摘要: | 哺乳動物位於下視丘的上視神經交叉核(SCN),是生理時鐘的主要控制中心。在哺乳動物的視網膜上,有一種特別的視神經細胞—內發性感光視網膜神經節細胞 (intrinsically photosensitive retinal ganglion cell, ipRGC),可以投射到上視神經交叉核。這種神經細胞,和視覺成像幾乎無關,但會影響其他非成像(non-image forming)的生理功能。這種神經細胞會將光線的訊息傳遞到上視神經交叉核,調節晝夜節律的同步(photoentrainment). 上視神經交叉核可被分成腹外側(ventral lateral) 和背內側(dorsal medial). 腹外側的上視神經交叉核,主要包含表現血管活性腸肽vascular intestinal peptide (VIP) 和胃泌素釋放肽gastrin releasing peptide (GRP) 的神經細胞。背內側的上視神經交叉核則主要包含表現精胺酸血管加壓素arginine vasopressin peptide (AVP)的神經細胞。根據過去對上視神經交叉核的研究,知道表現VIP的神經細胞負責接受來自ipRGCs所傳遞的光線訊息,而表現AVP的神經細胞負責將生理時鐘的訊息外傳到其他核區。但透過單一神經細胞追蹤的方法,發現ipRGCs可以到上視神經交叉核的所有位置, 而非只有表現VIP的神經細胞。為了知道ipRGCs和表現AVP的神經細胞之間的連結,我們使用一種可以感知鈣離子濃度的螢光蛋白--GCaMP6s,並將GCaMP6s表現在帶有AVP 的神經細胞,藉由螢光的變化,在有ipRGCs刺激的狀態之下觀察神經細胞的活動。我們發現表現AVP的神經細胞可以直接被ipRGCs使用的興奮性傳導物質—谷氨酸glutamate興奮。同時我們也發現,表現AVP的神經細胞使用N-甲基-D-天門冬胺酸受體 (NMDA receptor)接受glutamate後造成大幅度地鈣離子上升,而glutamate 作用在表現AVP 的神經細胞的代謝型受體 (metabotropic receptor),則會調控神經細胞電位變化的頻率。 In mammals, suprachiasmatic nucleus (SCN) located at the hypothalamus is the master clock to control daily activity pattern and influence many physiological functions. In mammalian retina, intrinsically photosensitive retinal ganglion cell (ipRGC) contributes to many light-dependent non-image forming functions. They directly project to suprachiasmatic nucleus (SCN) for circadian photoentrainment. The SCN can be separated into several regions, including the ventral lateral SCN (vlSCN), which contains VIP and GRP expressing neurons, and the dorsal medial SCN (dmSCN), which contains AVP neurons. Previous studies suggest that light input is only transmitted to VIP and GRP expressing neuron in the vlSCN, while the AVP expressing neurons in the dmSCN provide output from the SCN. However, our single cell tracing study indicated that ipRGCs innervate to whole SCN. In order to know whether AVP neurons can receive glutamate, which is the neurotransmitter released by ipRGCs to stimulate SCN neurons, we use GCaMP6s, a calcium sensor, to image the neural activity in SCN under glutamate stimulation. We found out that AVP neurons can be directly stimulated by glutamate. In addition, the AVP neurons would use both NMDA receptor and metabotropic glutamate receptor to receive the glutamate signal. Glutamate acts on the NMDA receptor would cause strong increase in calcium level to the AVP neuron, while acting on the metabotropic receptor would modulate the firing probability of AVP neuron. |
URI: | http://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/68596 |
DOI: | 10.6342/NTU201703878 |
全文授權: | 有償授權 |
顯示於系所單位: | 生命科學系 |
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