成年哺乳动物视觉系统的再生Yves Sabeplay体育公司uve和Frederic Gaillard

伊夫·索夫和弗雷德里克·加拉德

1.简介

“一旦发育结束,轴突和树突的生长和再生的源泉就不可逆转地枯竭了。在成年人的中枢,神经通路是固定的、终了的、不可改变的。万物皆有可能死亡,万物皆有可能再生。如果可能的话,应该由未来的科学来改变这一苛刻的规定。在崇高理想的鼓舞下,它必须努力阻止或减缓神经元的逐渐衰减,克服它们之间连接几乎不可战胜的刚性,并在疾病切断了密切相关的中枢时,重新建立正常的神经通路。(Santiago Ramon y Cajal, 1913-14)。

图1 Santiago Ramon y Cajal工作时的情景(From Cajal Institute;http://www.cajal.csic.es/)

在Ramon y Cajal远见卓识的工作完成90多年后,我们仍然无法解开成年哺乳动物中枢神经系统(CNS)再生的巨大谜团。视网膜变性导致的光感受器和视网膜神经节细胞(RGCs)的丧失在很大程度上仍然是无法治疗的,尽管最近的实验工作开始为这些毁灭性的情况提供可能的解决方案。其他无法治疗的导致失明的病理包括中枢神经系统视觉中枢或投射通路的病变。目前有两种基本的实验方法用于解决这两个问题。一种是通过替换(通常是胎儿)神经组织来重建失去的神经回路,另一种是试图减缓退化的速度。

2.初级视觉通路的重建

在没有任何实验干预的情况下,哺乳动物成年中枢神经系统的神经病变只会产生有限而短暂的芽育失败,然后导致切除的神经元死亡。与此形成鲜明对比的是,哺乳动物的周围神经系统(PNS)和未成熟的中枢神经系统,以及冷血脊椎动物的成熟中枢神经系统,在受伤后都显示出不同程度的成功自发再生。实验性修复策略的发展依赖于从这些系统中学到的经验教训。结合解剖学追踪和免疫组织化学方法的进步,这些策略揭示了成年哺乳动物中枢神经系统的再生和突触形成的惊人能力。例如,Albert Aguayo博士及其同事使用了一种实验方法(So and Aguayo, 1985;Vidal-Sanz等,1987;Aguayo et al., 1991)基于PNS的再生依赖于神经管中存在的许旺细胞提供的许可环境的概念。他们认为成熟中枢神经系统中缺乏这种允许环境是再生失败的原因。因此,他们假设来自成熟中枢神经系统的受损神经元如果被放置在离雪旺细胞很近的地方,可能能够再生轴突。事实上,这个假说早在一个多世纪前就由Ramon y Cajal提出,并在1907年被Tello在一系列兔子实验中验证(图2)。 There was a suggestion that retinal axons could regenerate after axotomy if the cut optic nerve end was anastomosed to a sciatic nerve graft (Tello, 1907). The lack of anatomical tracers at that time did not allow us to see whether such regenerating axons were indeed of CNS origin, namely from retinal ganglion cells (RGCs). The indisputable proof that some CNS neurons do have this regenerative potential had to wait until specific axonal tracing techniques became available in the late 1970s (Richardson et al., 1980; David and Aguayo, 1981). Further work applied to primary visual pathways showed that if directed into the brain (Fig 3), regenerating RGC axons were able to re-establish connections in visual centers of the brainstem (Vidal-Sanz et al., 1987). These connections appeared capable of transmitting visual information (Keirstead et al., 1989; Sauve et al., 1995).


图2所示。成年兔坐骨神经移植片(B)与视神经残端(A)吻合。可以看到轴突穿过吻合部位(D)。吻合部位形成了疤痕(C)。小写字母表示视神经内的静脉(A),坐骨神经移植物中的“神经鞘瘤”(b),纤维可能对应于坐骨神经移植物中再生的RGC轴突(C)。摘自Tello, 1907。

图3所示。连接离视网膜通路的周围神经移植示意图。A)正常的视神经通路投射到上丘(SC),顶盖前(PT)和膝状外侧核(dLGN)。B)视觉轴突再生通过周围神经移植(红色)到达各个视觉中心。

神经再生依赖于宽松的环境这一概念并不能单独解释为什么大多数成熟的哺乳动物中枢神经系统神经元不能再生轴突。例如,在没有像Nogo这样的轴突髓鞘相关生长抑制剂的情况下,轴突发芽本身并没有得到改善(Kim et al., 2003)。轴突生长抑制剂在轴突再生中的作用仍然是一个有争议的问题(Raisman, 2004)。在制定实验策略时,必须考虑其他因素,如轴切断术诱导的细胞死亡和继发性退化(Schwartz, 2004a),疤痕形成(Rhodes和Fawcett, 2004),以及神经元本身固有的因素。我们知道,大多数中枢神经细胞在早期发育的特定时刻失去轴突再生能力,甚至在髓鞘形成之前(Chen et al., 1995;Shewan等,1995;Bouslama-Oueghlani等人,2003)。

针对重建视觉回路的大量和不同的实验(下面将讨论一些)都揭示了一系列的困难,如:1)在发芽和/或再生轴突之间,或在移植物和宿主之间建立一个允许的界面;2)提供适当定向轴突生长的最佳条件;3)获得足够数量的轴突生长以维持正常功能;4)限制或控制局部神经对初始损伤的反应,如细胞死亡,这本身可能减缓有效恢复。所有这些工作的中心是视觉功能应该作为成功的标准(见第8节)。

3.中枢神经系统通路病变后功能恢复的要求

在任何神经元系统中,轴突中断后失去的功能的恢复取决于以下前提条件的满足:

1)切除神经元存活及预防继发性退变

2)轴突切开术后神经元的轴突延伸

3)再生轴突向适当目标的引导

4)靶神经支配和受体神经元突触形成

5)再生传入引起的靶神经元超阈值激活

6)恢复有序的功能连接

7)局部及下游线路的保存

视网膜结球通路特别适合解决上述问题,至少有三个原因:1)RGC轴突通过视神经投射到上丘(SC),这很容易损伤、替换和解剖追踪;2)由于rgc是由光激发的,它们可以在生理上被选择性地刺激,而不需要使用选择性较低的电脉冲来同时激发其他通路;3)完整的RGC轴突优先在SC的浅层树上生长,在上面形成视网膜的点对点表征(Siminoff et al., 1966;Tiao和Blakemore, 1976;Finlay等人,1978)允许使用形态学或生理学方法将再生通路与完整通路进行比较。

我们将通过使用中断的视网膜结肠通道和尝试使用PN移植物取代视神经重建的例子来回顾这些要求可以达到的程度。简而言之,视神经受损后,视神经轴突再生的潜力是通过对仓鼠的研究首次发现的,在仓鼠中,视神经被切断,周围神经移植物植入视网膜光纤层(So和Aguayo, 1985)(图3)。视神经轴突生长在神经移植物中,在这种情况下,对猫的研究表明,解剖学和生理学上的主要分类都有助于再生生长(Fukuda等人,1998)。随后的实验(Villegas-Perez et al., 1988)改进了该方法,并能够显示高达10%左右的正常视神经投影能够再生成神经移植物。如果神经移植物的另一端被放置在适当的大脑区域,部分轴突可以到达正常由它们支配的区域(Vidal-Sanz et al., 1987;Carter et al., 1989)。如果中央残端被放置在视觉中心附近,轴突在该区域内形成末端分支和突触(Aviles-Trigueros et al., 2000)。如果将轴突置于距离视觉中心较远的位置,轴突能够通过脑干生长6毫米,到达视觉输入的特定目标,在此过程中忽略了其他大脑区域,包括在手术过程中失去主要输入的区域(Carter et al., 1989)。虽然还没有对再生轴突的拓扑结构进行解剖研究,但生理实验(Sauve等人,2001a)表明,虽然没有看到正常视网膜罩投影中所遇到的精确映射,但有迹象表明,视野的鼻-颞区表征倾向于沿SC轴的喙尾方向适当排列。这是否足以使动物能够执行需要地形编码信息的行为,如头部跟踪,尚不清楚。进一步的可能性,某种训练方案可能提高地图的紧密性也没有被探索,但这种准备确实有助于这种探索。

4.促进切除rgc的存活

a)视神经横断后RGCs死亡

成年哺乳动物视神经发生完全眶内病变后,大部分rgc会在2周内丢失(Villegas-Perez et al., 1988, 1993;Berkelaar等,1994;Peinado-Ramon等人,1996)。切除的RGCs在病变一周后开始死亡,通过程序性细胞死亡。这个过程被称为凋亡,也是rgc在发育过程中自然发生的细胞死亡的原因。发生凋亡的细胞,如切除的RGCs,其特征是其细胞核的凝结、DNA碎片化和凋亡小体的形成(Berkelaar et al., 1994;奎格利,1995)。导致切除的RGCs凋亡死亡的途径包括caspases 3、8、9和CPP32-like的激活(Kermer等人,1998,1999b, 2000a;Weishaupt等,2003;张等人,2004)和p38丝裂原激活蛋白激酶p38MAPK (Kikuchi等人,2000)。 The inhibition of either or all of these caspases (Chaudhary et al., 1999; Kermer et al., 1998, 1999a, 2000a) or of p38MAPK (Kikuchi et al., 2000) enhances the survival of axotomized RGCs. Furthermore, optic nerve transection leads to the elevation of proapoptotic protein Bax and the decrease of the antiapoptotic proteins Bcl-2 and Bcl-X (Isenmann et al., 1997). The overexpression of Bcl-2 in transgenic mice has been shown to protect RGCs for axotomy-induced death (Bonfanti et al., 1996; Chierzi et al., 1998). Finally, transfection of RGCs with the X-linked inhibitor of apoptosis or with the caspase inhibitor p35 can both protect RGCs from axotomy-induced cell death (Kugler et al., 2000). The conclusion from these findings is that axotomy-induced death of RGCs involves the activation of not only one but several apoptotic pathways. Therefore, strategies aimed at preventing the death of axotomized RGC would have to target multiple pathways.

b)防止切除rgc死亡的策略

大多数预防RGC死亡的策略包括通过细胞基础治疗或通过基因转染外源提供各种营养因子(评论见:Yip and So, 1998;崔等,2000;Weishaupt和Bahr, 2001;Koeberle和Bahr, 2004)。向切除的rgc提供神经营养因子的基本原理是,它们的死亡可能与逆行提供的营养因子(如BDNF)从其SC靶细胞的丢失有关(Quigley等人,2000;Caleo等人,2000年;Spalding等人,2004)。轴切RGCs可以通过实验性地向视网膜提供BDNF来挽救,无论是通过玻璃体内注射(Mey和Thanos, 1993;mann - robaey等,1994;Peinado-Ramon等,1996; Klocker et al., 1998) or via gene transfection of retinal cells (Di Polo et al., 1998). Furthermore, transfection of retinal cells with the high affinity BDNF receptor TrkB also enhances the survival of axotomized RGCs (Cheng et al., 2002). Axotomized RGCs have also been rescued by the experimental addition of several other neurotrophic factors (some of which having additive effects with each other): neurotrophin NT-4/5 (Cohen et al., 1994; Peinado-Ramon et al., 1996); NGF (Carmignoto et al., 1989); GDNF (Klocker et al., 1997; Koeberle and Ball, 1998; Yan et al., 1999); Neurturin (Koeberle and Ball, 2002); and CNTF (Mey and Thanos, 1993; Weise et al., 2000; Watanabe and Fukuda, 2002; Cui and Harvey, 2000). Several growth factors mediate their action by binding to their specific receptors and activating the mitogen activated protein kinase (MAPK) and phosphatidylinositide-3-kinase (PI3K) transduction cascade pathways. For details on secondary messengers and factors interfering with these cascades see reviews by Kaplan and Miller, 2000; Patapoutian and Reichardt, 2001; Koeberle and Bahr, 2004. In brief, neurotrophic factors may prevent axotomy-induced RGC death by interfering with caspase pathways and by promoting the expression of pro-survival genes.

迄今为止所测试的神经营养因子对切除的RGCs的生存影响都是短期的,这表明营养消退不是切除的RGCs凋亡的唯一触发因素。轴突运输的封锁(Fagiolini et al., 1997)对新生大鼠RGCs的死亡影响极小。其他因素已经被确定,其中包括,在RGC轴切开术后Muller细胞诱导型一氧化氮合酶(iNOS)的上调(Koeberle和Ball, 1999)。对NOS的抑制已被证明可以促进切除的rgc的存活(Koeberle和Ball, 1999),当与BDNF联合使用时,它会增强这种神经营养因子的作用(Klocker等人,1998)。调节小胶质细胞和巨噬细胞的活性也被证明对切除的rgc的存活有影响(Thanos等人,1993年,Raibon等人,2002年;Koeberle等人,2004)。

最后,研究人员使用一种称为“保护性自身免疫”的疫苗接种方法来预防轴切开术引起的RGC死亡(综述见Schwartz, 2004b)。米哈尔·施瓦茨博士和他的同事最近证实,居住在中枢神经系统受损部位的自我蛋白特异性T细胞具有神经保护作用。为了增强自身免疫以保护神经系统,同时避免自身免疫性疾病的风险,Schwartz博士的团队开发了使用Cop-1(一种fda批准的治疗多发性硬化症的药物)作为神经保护的主动疫苗。目前正在研究这种方法作为一种潜在的青光眼预防性治疗方法。

5.促进切除RGC轴突的生长

将PN移植物与视神经残端吻合已被证明对rgc有存活效果(Villegas-Perez等,1988;Bahr等人,1992),以及作为允许RGC轴突再生的环境(So和Aguayo, 1985;Vidal-Sanz等人,1987)。最多占研资局啮齿动物总数的10%(每10万只大鼠和仓鼠中有1万只)(图。4a, b和c)可以再生远至自体PN移植物远端的轴突,覆盖距离可达2.5cm。这使他们能够到达主要视觉目标的区域,如对侧上丘。沿着PN移植物再生轴突的rgc似乎比没有再生轴突的rgc存活的时间更长(Villegas-Perez et al., 1988)。究竟是一些rgc具有固有的生存能力或轴突再生能力,还是一些rgc只是偶然地随机成功再生轴突(例如,在视盘以外的逆行变性之前,靠近PN移植物残端)仍有待澄清。


图4。大鼠RGC轴突在PN移植物中的再生。显微摄影蒙太奇的扁平化视网膜整体安装的动物与PN移植附着在ON。蒙太奇是由24张重叠的照片在X45放大倍数下打印而成。年代,优越;N,鼻。酒吧,500哦。在移植物远端应用HRP后2天,视网膜进行过氧化物酶组织化学反应;视网膜含有12,385个被示踪剂逆行标记的神经节细胞。

图4 b。与A组相同的视网膜,用单克隆抗体RT 97孵育,视网膜神经节细胞的免疫荧光轴突向中央视盘聚集。

图4c图,来自不同视网膜的扁平视网膜整体安装的蒙太奇照片,显示9451个神经元(点)的位置,用HRP逆行标记,应用于未连接的移植物颅外端。蒙太奇是由24张重叠的照片在45倍的放大倍率下打印而成。年代,优越;N,鼻。酒吧,500哦。(来自Vidal-Sanz et al., 198)

促进RGC轴突再生的机制似乎与促进其轴突延伸的机制不同:大多数促进RGC存活的营养因子不能促进其轴突再生。促进轴突延伸的新候选分子的发现部分来自于对晶状体划伤诱导低分子量分子产生的观察,这些分子可以促进颅内损伤视神经内RGC存活和轴突再生(Leon等人,2000)。此外,巨噬细胞的刺激与类似作用分子的释放相关(Yin et al., 2003),也可以促进病变视神经内RGC轴突的延伸。髓磷脂相关生长抑制剂的中和可以促进病变视神经内RGC轴突再生,但前提是RGC处于“活跃生长状态”,如受到上述小分子的刺激(Fischer et al., 2004)。

rgc再生轴突的能力不仅取决于它们所处的环境,还取决于它们的内在状态。正如在介绍中提到的,大多数中枢神经细胞,如RGCs,似乎在成熟过程中失去了轴突再生的能力(Chen et al., 1995;Shewan等人,1995)。最近的一些实验操作表明,至少在某种程度上,扭转这种状态是可能的。Lisa McKerracher博士和他的同事已经证明,在成年大鼠视神经微小损伤后,小GTPase Rho的失活可以促进RGC轴突再生(相关综述见Ellezam et al., 2002)。Mary Filbin博士及其同事研究的另一种方法涉及提高神经元细胞内环AMP的水平(Cai等人,2001;评论见Spencer和Filbin, 2004)。

6.引导再生的研资局轴突朝向适当的目标

根据我们对发育事件的了解,再生RGC轴突以成功达到其适当目标的挑战是严峻的。首先,就像在发育过程中一样(参见Oster et al., 2004),再生轴突必须在视网膜内导航,找到通往视盘的路,离开视盘,最后进入视神经。在PN移植(吻合于眶内切除视神经残端)结合玻璃体内BDNF(以增加轴切RGCs的存活)后,少数RGC轴突成功地将轴突再生为周围神经移植。然而,许多再生的RGC轴突实际上从未离开视盘(Sawai et al., 1996)。存活下来的rgc中的几个轴突似乎在视盘之前急剧转向,向相反的方向生长,形成大量的侧枝和环,生长模式不稳定(图5)。

微型计算机体积很小。在视神经(ON)单独横断(A)或横断时玻璃体腔注射BDNF (B)或NT-3 (C)后2周,平板视网膜中神经生物素标记的RGC轴突的相机lucida图。虚线表示ON头的边缘。A,未处理视网膜的轴突在ON头边缘转动,向视网膜外围生长824µm,形成长度为445µm的分支。然后,主轴突转向ON头,结束为生长锥。比例尺,200微米。插图,在更高的放大倍数下,A所示的轴突在ON头部附近也有许多小分支。比例尺,50毫米。B,在ON横切时用5微克BDNF处理的视网膜轴突有8个分支,长度从11到363 um不等。比例尺,100um。 C, An RGC axon in a retina treated with 5 ug of NT-3 ends over the ON head and has many short branches. Scale bar, 50 um. (from Sawai et al., 1996)

再生的RGC轴突面临的第二个挑战是通过穿过或不穿过中线在视交叉中导航,这同样取决于RGC的类型和/或在视网膜中的位置(有关综述见Williams et al., 2004)。在此之后,再生的RGC轴突(同样取决于它们的类型)必须一直延伸到它们相应的目标;一些单独的rgc甚至需要向多个目标发送侧枝,如上丘(SC)和膝状核(dLGN),甚至更多,如图6所示)。

图7。视网膜投射到主要视觉中心(白色箭头)及其与同外侧次级皮层下区域的主要连接。双箭头表示互通性。有关缩写,请参见后面的内容。皮层连接如图28所示

通过使用PN移植物,可以引导再生的RGC轴突进入其适当的靶点,如SC (Vidal-Sanz et al., 1987;卡特等人,1989年;Keirstead等人,1989年;Sauve等人,1995;灭霸与Mey, 1995;Sauve等人,2001a), dLGN (Carter和Jhaveri, 1997),顶盖前核(图7)(avles - trigueros等人,2000),或故意进入不适当的目标,如下丘或小脑(Zwimpfer等人,1992)。

图7。40 um厚低温冠状切片的光学显微图显示在左视网膜和左间脑外侧之间移植一段周围神经16周后,顶盖前层ctb标记的视网膜轴突。A, ctb标记纤维通过中脑背侧向中线延伸。这些纤维在NOT和OPN中生长。比例尺,50毫米。B, ctb标记的纤维在NOT内显示大量静脉曲张。比例尺,20毫米。C:介脑外侧的PN移植物入口区。注意PN移植物和中脑之间的接口,再生纤维穿过该接口。比例尺,50毫米。 Insets in A-C are drawings of the respective section of the midbrain, and the red boxes indicate the region photographed. Scale bar, 1 mm. (from Aviles-Trigueros et al., 2000)

然而,在一些动物中,当PN移植物远端插入选定的靶点后,只有少数甚至没有再生的RGC轴突能够进入靶点(Aviles-Trigueros et al., 2000)。在这种情况下,几个RGC轴突(用来自眼睛的示踪剂顺行标记)被限制在移植物和中枢神经系统靶点之间的神经瘤样形成中(图8)。

Fig.8。40 um厚的低温冠状切片光镜显示视网膜轴突,在连接左眼和同侧脑干的一段周围神经24周后,在眼内注射CTB 5天后。A, PN移植物与间脑的界面。大多数视网膜轴突不离开PN移植物,出现在神经瘤样形成中。比例尺,47毫米。插图是剖面图,方框表示拍摄的区域。比例尺,1毫米。B, A框中的细节显示ctb标记的轴突到达PN节的远端,但转身不进入脑干。比例尺,19 um。(来自Aviles-Trigueros et al., 2000)

神经瘤样末梢形成的原因尚不清楚。需要考虑三个主要因素:1)神经胶质反应可能与缺乏轴突穿透中枢神经系统靶区有关;2)抑制分子的存在,也可能是CNS靶点生长受限的原因,已知在受损的CNS (Dusart等人,1999)和PNS-CNS界面表达(Liuzzi和Lasek, 1987;Bandtlow等,1990;史密斯等人,1990;戴维斯等人,1997,1999;福塞特,1997);3)由于移植物插入过程,对细胞外基质三维结构的扰动,可能起到“引导轨道”的作用,被层粘连蛋白、纹蛋白和硫酸软骨素蛋白多糖(CSPG)等具有生长抑制或促进特性的分子所包裹。

在某些情况下,由于细胞核的尺寸小,PN移植物不能直接插入适当的靶点。在Aviles-Trigueros等人(2000)的研究中,通过将PN移植物的远端插入中脑浅部,在这两个核之间,小心避免接触到它们,成功地实现了橄榄状前盖核(OPN)和视道核(NOT)的神经支配。在这种情况下,可以看到一些轴突越过中线支配对侧核。这导致研究人员将神经插入距离细胞核更远的地方。轴突虽然经过脑干的距离很长,但仍然表现出对光学目标区域的选择性(图9、10、11)。即使在移植物植入相关的手术中,其轨迹内的一些核被分离,也会发生这种情况。


图9所示。移植左视网膜和左间脑外侧之间周围神经段16周后,大鼠脑干从尾端(左上)到吻端(右下)交替的40 um厚低温冠状切片图。图中显示了5天前注射到pn移植视网膜的CTB标记的再生视网膜纤维的分布。注意经过顶盖前的广泛神经再生。比例尺,0.5毫米。插图分别是最尾端和最吻端剖面的图。刻度条,1毫米(来自Aviles-Trigueros等人,2000)

图10所示。移植左视网膜和左中脑背侧之间OPN和NOT之间的周围神经段46周后,大鼠脑干从尾端(左上)到吻端(右下)连续40 um厚的低温冠状切片图。图中显示了5天前注射到pn移植视网膜的CTB标记的再生视网膜纤维的分布。注意视网膜轴突在OPN和NOT之间的分离,从吻侧到尾侧。比例尺,0.5毫米。插图分别是最尾端和最吻端剖面的图。刻度条,1毫米(来自Aviles-Trigueros等人,2000

图11所示。40 um厚低温冠状切片的光学显微照片显示,在OPN和NOT之间的左视网膜和左中脑背侧之间移植一段周围神经46周后和眼内注射CTB 5天后,顶盖内再生的视网膜纤维。A, ctb标记的视网膜轴突广泛支配OPN(向左上)和NOT的吻端界限(向中右)。比例尺,35微米。B, NOT区神经支配广泛,尾部部分有大量类似纽扣状末梢的静脉曲张。比例尺,28 um。A和B中的插图分别是中脑的各个部分,红框表示所拍摄的区域。刻度条,1毫米(来自Aviles-Trigueros等人,2000)

视觉和非视觉目标神经支配的特异性似乎与Zwimpfer等人(1992)的观察结果不一致。Zwimpfer等人的观察结果显示,小脑的神经支配是通过周围神经移植再生的视神经轴突实现的。然而,在Aviles-Trigueros et al.(2000)的研究中,实验设计有一个显著的区别,轴突可以“选择”光学或非光学目标,而在小脑研究中,没有选择。使问题更加复杂的是,有证据表明,当新生仓鼠视网膜离脑轴突的两个主要目标SC和dLGN被切除,体感(腹基)或听觉(内侧腿状)丘脑核部分失传入时,视神经轴突在后一个核中形成永久的、异常的连接(Doug, 1986)。在Aviles-Trigueros等人(2000)的研究中,对适当目标“明显”偏好的机制仍不清楚。

除了PN移植,一些研究报道了在切断视神经内成功再生RGC轴突(Eitan et al., 1994;贝里等人,1996;Leon等人,2000年;费舍尔等,2001年;Ellezam等人,2002;Li et al., 2003)。然而,对于个别再生的RGC轴突的生长模式,特别是在视交叉水平和远端,仍不清楚。

7.RGC轴突再生到中枢神经系统靶标的树杈和突触形成

利用PN移植桥接视网膜游离通路的研究表明,再生的RGC轴突可以在被再生的靶细胞中形成不同的树化(Vidal-Sanz等,1987;Carter等人,1991,1998;Aviles-Trigueros等人,2000年)。Aviles-Trigueros等人(2000)的研究表明,再生的视网膜轴突根据其再生的目标采用独特的末端树突模式。例如,进入OPN的轴突几乎没有分枝和肿胀,使人联想到该核的典型视网膜神经支配,而在NOT的轴突则倾向于显示更多的分支和树突,并伴有终末肿胀(图12和图13)。


图12所示。移植一段位于左视网膜和左中脑背侧OPN与NOT之间的周围神经后46周及眼内注射CTB后5天视网膜纤维图。视网膜纤维分裂成细小的分枝,点缀着许多中、小的静脉曲张和末端肿胀,经常形成玫瑰花状簇。这些纤维主要分布在NOT区。比例尺,9毫米。B,视网膜纤维分枝少,沿轴突长度有大的椭圆形静脉曲张,末端有不同大小的肿胀。这些纤维主要分布在OPN区,类似于过境纤维。比例尺,9毫米。茎轴突用箭头表示。(来自Aviles-Trigueros et al., 2000)

图13所示。40 um厚的中脑低温冠状切片的光学显微镜图,显示在左眼和同侧SC外侧之间移植周围神经段40周后和眼内注射CTB 5天后浅灰色的视网膜纤维。在PN移植物入口附近,垂直标记的轴突穿过SC浅层,形成典型的树形结构。注意密度高的静脉曲张和末端肿胀,类似分枝纤维上的纽扣状末梢。比例尺,17毫米。插图说明了剖面图的绘图,并指出了拍摄的区域。刻度条,1毫米(来自Aviles-Trigueros等人,2000)

这些类型的末端让人联想起以前在另一种啮齿动物中描述的视网膜受体核的末端(Ling等,1998年)。在这种情况下,同样值得注意的是,在上丘的表层(图14)中发现的精巧的树突形态与正常动物中描述的相似(Ling等,1998年)。这进一步表明了在视网膜受体再神经移植靶内的末端树形化的特异性。因此,树化的形态似乎是由受体区域决定的,而不是由到达目标的视网膜纤维的类型决定的(Carter和Jhaveri, 1997),再生轴突修改它们的树以适应目标核的局部条件。

图14所示。左眼与同侧SC外侧之间移植一段PN后48周及眼内注射CTB后5天,40 um厚的中脑低温切片的浅灰质层中再生视网膜纤维的光镜和绘图。A, SC的SGS中单个再生的RGC轴突,形成多个分支,承担多个外形相似、大小一致的曲张。比例尺,10um。插图说明绘制的中脑部分,并指出拍摄的区域。比例尺,1毫米。茎轴突以箭头表示。B、A.鳞片杆末端杆的大功率改造,9 um。C,再生视网膜投影的钮扣状末端末端簇与SC神经元密切相关。比例尺,8毫米。 (from Aviles-Trigueros et al., 2000)

1987年,Vidal-Sanz等人提供了实验证据,证明再生的RGC轴突能够重建脑干视觉中心的连接(图15)(Vidal-Sanz et al., 1987)。

图15所示。IIb组大鼠在pn移植物眼内注射HRP轻标记的浅SC(带状层和浅灰质层)突触前轮廓的电子显微图。D,树突。突触前末梢含有主要为圆形或球形的囊泡。箭头表示突触接点处突触前膜和突触后膜的增厚。a,特征性的da -协同稳定TMB反应产物(Lemann et al., 1985)仅限于突触前轴突末端。b,正如这种“技术”偶尔发生的那样,反应产物延伸到终端的边界之外。酒吧、1嗯。(来自Vidal-Sanz et al., 1987)

这些联系似乎在啮齿动物的生命周期中持续存在,即直到2岁(Vidal-Sanz et al., 1991)。所形成的突触触点的类型、触点与末端周长的比例以及接触的突触后神经元的结构域与完整的视网膜游离通路相似(Carter et al., 1989)。因此,再生的RGC轴突可以与SC中的神经元建立分化良好的突触。基于他们的结果,Carter等人(1989)得出结论:“通过这种改造的视网膜结肠分子投射获得的突触分化表明,再生的中枢神经系统轴突及其目标神经元在成年哺乳动物大脑中可能保留或重新表达某些正常连接的分子决定因素”。但再生突触与控制突触在形态学上存在差异:1)再生突触的部分末梢尺寸较大;2)再生突触的平均长度变大;3)再生突触与完整突触相比,接触含有囊泡的树突的比例更高。

8.在目标神经元中产生动作电位

Sue Keirstead博士和他的同事提供了电生理学的证据,证明像Vidal-Sanz等人(1987)在电子显微镜水平上描述的突触可以介导成年哺乳动物上丘神经元的跨突触激活(Keirstead等,1989)。在将PN移植物插入SC后的15 - 18周,上丘的细胞外记录显示,接受了完全切断的视神经上的PN吻合术的眼睛,对视觉刺激产生兴奋性和抑制性突触后反应(图16)。特定的刺激方案(包括对PN移植物的成对电刺激)被用于验证突触后活动可以在重新神经移植的SC中被诱导。

图16所示。(A)在SC中250 μ m的深度记录了10次连续对闪光的响应(箭头处)。大单元在10次迭代中有4次响应为单刺。(B)同一个单元对传递到移植物的(迹1)单一电刺激(箭头)的反应不稳定,延迟不一致,而对(迹2)相同强度的成对电刺激(箭头)的反应则更恒定,通常有多个峰值。这种反应模式与预期的RGC轴突不一致,因此确定该单元为SC神经元。所有的录音都经过过滤(带通500赫兹到5千赫)并存储在磁带上。(来自Keirstead et al., 1989)

图17。移植物植入后37周,在经神经移植的SC中,记录到一个直径为4″的点在190 um深度处对静态光照的单一反应。带通100hz到5khz

Sauve等人(1995)使用相同的实验制备进行了进一步的研究,表明典型的突发对光反应(兴奋型反应,图17)的每个元素包括一个由再生的RGC轴突末端树化产生的终端电位(TP),然后是一个被GABA选择性阻断的较长时间的局灶突触电位(FSP)(图18)。FSPs是细胞外电位的变化,反映再生RGC轴突终末场内神经元的兴奋性突触后电位(EPSPs)的总和(图18)。在某些情况下,叠加在这些FSPs上的是峰值(图19),在rgc连续三到四个间隔紧密的脉冲之后出现(从tp推断)。


图18所示。对重复光刺激的连续OFF反应每3.1秒从同一单位如图1所示。光偏移125毫秒后开始跟踪。频带通过10hz到5khz。在迹3和迹4之间应用GABA后,每个酉响应的第二个成分减弱(迹4和迹5),然后在后续迹3中消失。当GABA应用在大约90秒后停止时,每个酉响应的第二个成分逐渐恢复,在迹33到迹34之间变大。第二组分的逐渐衰减和恢复表明,氨基丁酸的离子渗透作用不是一种当前效应。痕量7至30,在此期间,氨基丁酸连续应用,省略。(来自Sauve et al., 1995)

图19所示。单次扫瞄中FSPs对一个光点的静态光照的响应所产生的尖状活动。来自两种不同动物的记录。A,关闭响应。深度200嗯。注意在rgc(箭头)和非tp(星号)的尖峰状反应中紧密间隔的脉冲后基线噪声的增加。B,三个ON反应和多个相关的峰状反应(星号)由FSPs产生。深度100嗯。(来自Sauve et al., 1995)

Sauve等人(1995)的结果表明,单个再生的RGC轴突的末端树突可以与SC中的多个神经元突触,来自再生的RGC轴突的输入收敛并不需要SC神经元对光的响应激活。

最后,Turner等人(2001)的体外研究表明,视神经切割导致的SC失流,以及将PN移植物一起插入SC的外科方法,会导致目标结构突触水平的功能上的超结构变化,即使在潜在的RGC轴突再生之后也是如此。这些变化很可能损害目标结构在信息处理过程中正常工作的能力。因此,虽然沿周围神经移植物再生的轴突可以实现功能性突触连接,但突触连接的局部变化可能会影响轴突激活目标结构的效果。

9.恢复retinotopy

恢复功能是否需要视网膜切除?

是的,对于视觉引导的行为的适当执行是这样的。这要归功于1981年诺贝尔生理学奖得主之一Roger W. Sperry博士(图20),他巧妙地利用了青蛙视网膜被膜系统的自发功能恢复(参见Gaze, 1970)。

图20。诺贝尔奖得主罗杰·斯佩里的照片

Sperry令人印象深刻的演示包括通过180Á切割青蛙的视神经并旋转眼睛(Sperry, 1950)。在视网膜被膜通道的自发再生后,青蛙试图捕捉猎物的结果是向截然相反的方向攻击(图21)。青蛙的行为为再生的RGC轴突如何在顶盖中重新连接提供了线索;注:等同于SC的结构在低等脊椎动物中被称为“顶盖”。斯佩里推断,再生的轴突已经回到了顶盖中的原始位置,而不管它们在旋转的眼睛中的新位置。这为他的化学特异性理论(Sperry, 1963)提供了实验支持,该理论规定:“连接是由前进的纤维尖端的固有特异性以及它在生长过程中遇到的各种细胞元素的固有特异性所控制的”(Sperry, 1965)。

图21。当眼睛旋转180Á时,青蛙的捕食行为是倒转的。(斯佩里后,1956)

通过比较具有不同程度视网膜罩系统再生的物种,并检查它们可以恢复的视觉引导行为的水平,我们可以了解视网膜位投影必须重新建立的程度,以实现行为恢复。Dunlop等人(2004)的研究总结了脊椎动物视觉通路中RGC轴突再生的能力。例如,不同种类的蜥蜴之间有差异。一些人实现了视网膜罩组织的稳定恢复(伴随视觉引导行为的恢复),而另一些人(Ctenophorus ornatus)无法维持再生投影的视位顺序,并失去执行视觉引导任务的能力(Dunlop等人,2003)。然而,视觉任务训练已被证明可提高视神经再生的结果Ctenophorus ornatus蜥蜴(Beazley et al., 2003)。

损伤的视网膜罩通路中的指导线索

视被系统是研究中枢神经系统中有序连接形成机制的选择模型。在完整成熟的啮齿类动物中,位于颞视网膜的RGCs的轴突投射到对侧SC的吻侧(前)部分,而位于鼻视网膜的RGCs的轴突投射到对侧SC的尾侧(后)部分(Siminoff et al., 1966;Tiao和Blakemore, 1976;Finlay等人,1978)。腹侧RGCs向内侧投射轴突,背侧RGCs向外侧投射对侧SC的轴突(图22)。

图22。视网膜罩投影的腹侧视图示意图

为了阐明轴突引导的机制,特别是关于顶盖中极性的特异性,Friedrich Bonhoeffer博士和他的同事开发了一种在体外试验,称为“条纹试验”(Walter et al., 1987a,b)。这种方法的基础是在由顶盖的吻端和尾端交替组成的条状组织上生长视网膜外植体。使用发育中的雏鸡或啮齿类动物的组织的结果表明,颞部RGC轴突避免由尾部顶盖组织组成的条纹,而鼻部RGC轴突在吻侧或鼻顶盖组织条纹上生长得同样好(Walter et al., 1987a,b;Godement和Bonhoeffer, 1989;Roskies和O’leary, 1994),或表现出对提供特定预处理的鼻条纹的偏好(von Boxberg等,1993)。这种偏好似乎以一种在成熟系统中丢失的方式受到发育调节。然而,Mathias Bahr博士及其同事在成年大鼠视神经切断后,这种能力可以部分恢复(Bahr和Eschweiler, 1991,1993;维森曼等人,1993年)。他们的结果表明,引导线索可能在成年哺乳动物的失传入视网膜罩系统中被重新表达,这些线索可能保留了某种程度的功能。

已经发现了几种轴突导向分子及其受体。其中,研究得最好的包括这四类:网蛋白、信号蛋白、缝蛋白和ephrins(参见Koeberle和Bahr, 2004)。在发生自发再生的金鱼中,视神经再生过程中地形恢复时,Eph/ephrins作为梯度上调(King et al, 2003)。此外,Eph/ephrin系统需要恢复地形,因为在体内阻断它们与融合蛋白的相互作用会导致地形异常(Rodger et al., 2004)。在不发生自发再生的啮齿类动物中,大多数已知的引导分子已被证明在失传入后被调节。然而,虽然一些分子的上调水平与发育过程中达到的水平相似,但有些分子(如视网膜中的ephrin受体EphA5和ephrin- b)实际上是下调的。因此,这些不同的变化实际上可能再现发育事件仍然是不可能的。实验操作如何实现对发育过程的再现,目前还是一个令人难以置信的谜题。

通过PN移植物再生的RGC轴突在上丘再神经时能否恢复拓扑特异性?(例子来自Sauve等人的研究,2001a)

Sauve等人(2001a)的研究表明,再生的哺乳动物RGC轴突末梢在对SC进行再植时,不会形成精确的视网膜位图(与正常完整动物相比,图23)(图24)。


图23所示。A,从一只正常仓鼠的左眼记录多单位感受野,绘制在距离眼睛20厘米的切线屏幕上,从屏幕对面观察动物。眼的鼻颞轴,由内侧和外侧直肌的位置确定,用标记为NT的线表示。视盘的投影在与眼的背前腹垂直轴(标记为DV的线)的交点处。标定网格圈定了20Á。B, D,这些感受野的位置被重新绘制为视网膜上相应的位置,用线性刻度表示角坐标。C, E,在对侧右SC内指示相应的记录部位。这些数字表示每个接受野与录音部位的关联。SC投影位置从亲侧到尾侧的位移(图C)与视网膜中RGC位置从颞部到鼻腔的平行位移(图B)相关,而与视网膜或SC的位置无关。SC投影位置从外侧到内侧的位移(图E)与视网膜中RGC位置从背侧到腹侧的平行位移(图D)相关较少(来自Sauv_ et al., 2001a)。

图24。rgc在移植动物左视网膜的位置及其各自轴突末端在对侧右SC的投射位置。数字表示SC中的记录位点,字母表示单个SC位点上记录的多个接收域。A, rgc的位置是从视觉感受野的位置推断出来的,如图1所示。rgc的位置以视盘为轴,位于鼻颞轴和腹背轴的交点,在线性刻度上绘制。B,在SC图中,有编号的开圈表示记录单一反应的记录点,叉表示记录闪光反应但无法识别接受野的记录点,填满的方格表示不记录视觉反应的记录点。C, D,下面的图是从上面的图(A, B)中提取出来的,显示了SC中9个广泛分离的rgc到同一记录位点(19号位点)的投影(开圈)和SC中两个相邻的rgc到广泛分离的记录位点(10号位点,21号位点)的投影(填充圈)。PN,周围神经。(来自Sauv_ et al., 2001a)

然而,叠加在RGC终末分布的明显随机性上,这些终末似乎有一个小但在统计学上显著的趋势,即它们在SC的喙侧轴内适当排列。对地形的评估必须是对每个动物轴突再生末梢的相对位置的比较,而不是对每个末梢的绝对位置的确定。还必须强调的是,Sauve等人(2001a)使用的方法评估的是末端位置,而不是再生RGC轴突的轨迹。尽管如此,这些结果表明,在重新神经支配的SC中可能存在一些因素,这些因素可以影响轴突生长的方向和/或发生树突和突触形成的区域。

在视网膜离视通路的正常发育过程中,投影的地形顺序被认为至少反映了两个过程,1)由空间特异性分子线索引导到近似正确的区域的初始寻径,如Sperry(1963)首次提出的,2)由于活动依赖过程(邻近rgc几乎同时发射),投影的后续细化阶段(评论见Wong,1999)相互作用以稳定它们在LGN或顶盖中共享的目标神经元的连接(Shatz, 1990, Cline 1991;Penn等人,1998年;德斯基和克莱恩,2002年;施密特,2004)。RGC轴突在顶盖中的初始寻路可能非常精确,就像青蛙和鱼一样(Holt和Harris, 1983;Stuermer等人,1992),或更活跃和扩散,如啮齿动物(Simon和O’leary, 1992a, b)。计算机模拟表明,位置线索和活动依赖机制的结合,在各种实验情况下产生了非常精确的视网膜被膜拓扑结构(Fraser和Perkel, 1990;Honda, 1998),例如,即使分子梯度只是在顶盖神经支配的起始阶段短暂表达(Hua等人,1993)。

在青蛙和鱼的视网膜被膜通道的再生过程中,最初的地形只是粗略的组织。当金鱼的RGC轴突进入顶盖时,它们的再生不分青红的形成了功能突触。如果位置不当,这些可能不稳定(Matsumoto et al., 1987;Meyer和Kageyama, 1999)。通过依赖邻近RGC轴突持续活动的机制(Udin and Fawcett, 1988;1991年Cline)。

体外实验表明,对吻侧和尾侧顶盖或SC具有拓扑特异性的分子在新生哺乳动物SC中瞬时表达(Walter et al., 1987a)。这些拓扑特异性标记物在视网膜-丘通路铺设后消失,但在SC去神经后约2周左右再次出现(Wizenmann et al., 1993)。这种位置特异性标记可能在无传入性SC中比在胚胎SC中表达更强烈(Bahr and Wizenmann, 1996)。Sauve等人(2001)的实验结果与这种位置特异性标记的梯度可能通过再生RGC轴突对SC的探索产生影响的可能性相一致(Baier和Bonhoeffer, 1992;Wizenmann和Bahr, 1997,1998)。:通过对它们的轴突生长锥施加排斥或向好效应(Walter et al., 1987a,b;Boxberg等人,1993年;中本等人,1996;Ichijo和Bonhoeffer, 1998, Davenport等人,1998),或通过影响它们的分支模式(Roskies和O’leary, 1994)。当再生的RGC轴突接近SC时,位置特异性标记物也会影响其在移植物中的部署(Goodhill, 1998)。

问题是,如果这些因素存在,为什么这些因素的影响在经过神经移植的哺乳动物SC中很少表达或很难记录。在经过神经移植的SC中,再生RGC轴突的探索范围为1毫米或更小(Carter et al. 1994)。对SC的更广泛的探索可能受到抑制轴突生长因素的存在的限制(Caroni和Schwab, 1988;McKerracher等1994年;史密斯-托马斯等人,1994;Ghosh和David, 1997),它们既存在于成年动物中,也存在于生长许可分子的发育下调中(McLoon等人,1988;Rager等人,1996)和受体(Cohen等人,1986;de Curtis和Reichardt, 1993)。这与正常发育时期的情况相反,在正常发育时期,视网膜所有部分的RGC轴突最初支配整个SC (Simon and O’leary, 1992a,b)。在PN移植物再生范式中,正常总数不超过10%的rgc通常会在PN移植物上再生它们的轴突,只有一部分rgc会再生SC (Vidal-Sanz et al., 1987)。许多轴突在穿透中枢神经系统后立即终止生长(Aviles-Trigueros et al. 2000)。 One way to increase sprouting of regenerating RGC axons in the SC could be to provide brain-derived neurotrophic factor (BDNF) and chondroitinase ABC (Tropea et al., 2003). However, even in these conditions, with surviving RGCs widely separated in the retina and their axon terminals widely dispersed within the SC, the influence of activity-dependent mechanisms in shaping the topological pattern of innervation would be expected, a priori, to be much more limited than in normal development. Furthermore, with little competition among axons for synaptic sites, it is possible that inappropriately located synapses, once formed, would be much more stable than in the reinnervated frog or goldfish tectum. Such premature formation of synapses could in turn curtail the further exploration of the SC by regenerated RGC axons.

10.保存局部和下游电路

在Turner等人(2001)的研究中,通过周围神经移植到大鼠上丘(SC)的RGC轴突再生后,评估了上丘(SC)浅灰色层的局部突触连通性在体外大脑切片技术。在双侧视神经损伤和同侧枕皮质消融后,同侧眼和SC之间实现了修复。

传入神经阻滞的影响

正常大鼠SC浅灰色层(SGL)的兴奋性输入大部分(90%)来自视网膜(Lund and Lund 1971,图25),其余(10%)来自视觉皮层(Harvey and Worthington, 1980)。

图25。正常大鼠SC的囊泡和接触形态的细节。(a)标准S端子作非对称触点(S), F端子作对称触点(F)。(b) F端子作对称触点。(c) S端子作两个非对称触点(箭头);只有一个接触点聚集了囊泡。(d)髓磷脂片层不对称接触。刻度为0.1 um。(摘自隆德和隆德,1971)

SGL内的相互连接似乎是由局部gaba能中间神经元介导的(Mize, 1988;Pinard等人,1991)。局部回路中间神经元的gaba能过程(Lund and Lund, 1971;Houser et al., 1983)和其他投影的轴突末端增殖(Gerrikagoitia et al., 2000;Garcia del Cano等人,2002)。这些新的神经突起似乎形成了额外的突触,或者占据了SC中退化的视网膜传入神经留下的突触后密度空缺的位置(Lund and Lund, 1971)。因此,在SC中突触与神经元的比例保持不变(Smith and Bedi, 1998),尽管尚不清楚这些突触接触是否具有功能性。由于随后视网膜传入神经的修复也将改变兴奋性输入和抑制性输入之间的平衡,因此修复后的视网膜传入神经和目标神经元之间的连接可能与正常浅灰色层(SGL)的连接非常不同。

图26。突触后触点部分占位。(a)触点(箭头)具有简并端子(D)和与之相邻的F端子(F)。(b)触点(箭头)由一个F端子(F)和一个未识别的剖面(U)共享。放大倍率X 50,000。(摘自隆德和隆德,1971)

目前还没有证据表明在SGL中存在局部兴奋性连接。电生理学研究与解剖组织一致,视网膜对SGL的输入是单突触的,即使抑制被阻断,也没有证据表明局部网络相关的活动(Isa et al., 1998)。此外,记录前14天对侧去核足以导致SGL兴奋性输入的完全丧失在体外在分子内刺激后(Miyamoto等,1990年)。然而,Turner等人(2001)的研究表明,情况并非总是如此:视神经横切后3-9个月的视束刺激会导致SC兴奋,这可能是由于靠近视束的皮质丘投射的补充(Bourassa和Deschenes, 1995)。的确,解剖研究表明,在对侧去核后30-45天,皮质丘末梢会发生反应性突触生成(Garcia del Cano等,2002)。这种反应性的性质也表明,这种皮层输入召集了局部复发性兴奋性连接,这些连接是作为视网膜传入抑制反应过程的一部分而形成的。

pn -移植物修复后有新输入的证据

视网膜和皮质神经传导阻滞(作为PN桥接视网膜-结肠通路手术的一部分)合并后,所有对SGL的正常兴奋性输入都被取消。然而,Turner等人(2001)的研究证明,在PN移植物修复制剂的SC切片中存在自发和诱发的epsp样事件。这表明兴奋性输入可以在SGL内的神经元上形成新的突触接触。这些连接很可能是由于兴奋性神经元在SGL本身或SC更深层(如中间灰色层(IGL))的反应性发芽。由于SGL和IGL都包含有横跨SO的树突的神经元,这可以为这种反应性突触发生提供一个基底,在其上形成一个反复的兴奋性网络。当然,电刺激后网络去极化发生的延迟(20-30ms) (Turner et al., 2001年报道)表明,萌芽的兴奋性输入是多突触性的,来自于相对偏远的神经元群体的募集,可能位于IGL中。事实上,IGL的结构有利于爆发活性,因为IGL神经元在正常动物中形成循环的侧支网络,并在双丘碱存在时产生持久的突触反应(Isa et al., 1998)。PN移植物制备中的网络重组(记录)在体外(Turner et al., 2001)并不那么令人惊讶,因为传入性失用对其他结构的影响,例如大脑皮层(Salin et al., 1995)或海马的齿状回(Laurberg and Zimmer 1981)。在这两种情况下,这个过程导致兴奋性轴突的萌发,形成新的循环兴奋性连接。在大多数SC切片(来自PN移植物修复制剂)中发现的反应性事件的一个后果是,它们可能会掩盖再生的RGC轴突的功效,这些轴突已经建立了视网膜受体神经元的单突触连接。

pn移植物修复手术对SGL功能的影响:修复策略的未来

从Turner等人的工作(2001)可以清楚地看出,反应模式的内在变化将影响SGL在视觉刺激期间的功能。Keirstead等人(1989)证明,与正常对照相比,使用pn -移植物方法将功能性视网膜输入恢复到SC中,突触后动作的发生有延迟(Fortin等人,1999)。这种延迟可能反映了一个事实,即潜在的突触反应涉及到复发性兴奋连接的募集。这可能也反映了gaba能抑制在控制该网络方面的深远影响。视觉传入干扰的影响需要在整个SC中进行评估,以确定影响网络行为改变的反应性变化的位点/位点。此外,为了改善当前通路修复策略,需要限制或逆转这些由失传入引起的变化,因为首先,这将允许更好地评估新连接的有效性,其次,这可能会改善系统功能。

综上所述,单纯的轴突再生并不能保证功能的恢复。Turner等人(2001)的研究强调,一旦实现轴突神经再植,目标区域的功能状态对于是否能恢复正常功能至关重要。

11.有证据表明在pn桥连接的视网膜转移通路中有一定程度的功能恢复

视觉功能是否可以由再生轴突介导的问题已经通过观察1)瞳孔光反射(条件反应),2)脑电图不同步和3)行为唤醒进行了探讨。研究发现再生通路可以介导瞳孔对光的收缩(Thanos, 1992)。进一步的研究(Whiteley et al., 1998)表明,反应振幅和潜伏期最多可以在正常范围内,但一个值得注意的区别是,在正常情况下,重复刺激会产生相似振幅的重复反应,而再生通路在连续刺激下振幅大幅降低。条件反应研究,即逃离穿梭箱的反应,以闪光作为电击的预测因素,表明该任务可以在具有再生光输入的大鼠中执行(Sasaki et al., 1993)。最后,对动物进行测试,以证明再生通路是否可以介导脑电图对光的不同步行为(Sasaki et al., 1996)。这取决于一个事实:在正常情况下,老鼠表现出一种慢波睡眠模式。一种感官刺激,如闪光或听觉信号,会使这种高振幅慢波活动不同步,取而代之的是低振幅高频活动。当看到闪光时,失明的大鼠没有这种反应,但将神经移植到SC的动物有这种反应。与此相关,大鼠也表现出一系列的行为唤醒。

12.视觉功能评估

视觉功能在感知的无意识反应中有很多层次。这些不同的功能通常是通过特定的初级视觉中枢来调节的。无意识反应包括驱动昼夜节律(通过视交叉上核传递)、恐惧反应(不是特定定位于任何特定的视觉中心)、瞳孔光反射(由橄榄状顶盖前核介导)、定向反应(涉及上丘,SC)和头部对移动条纹的跟踪(也涉及SC,但需要皮质输入更高的空间频率)。感知需要对一组视觉信号进行精细的解码和整合,才能在皮层层面获得表征图像。

对于一些视觉驱动的功能,如昼夜节律和畏光症,所需要的只是识别光和暗的时间或空间梯度。对于瞳孔光反射,编码光强度的能力也很重要,因为瞳孔收缩的程度取决于亮度。对于定向响应和头部跟踪,一定程度的地形编码必须存在。对于感知来说,必须达到更精细的编码程度。在任何试图重建受损的视觉系统,或限制其恶化的尝试中,理想的情况是完全重建或保存各种视beplay体育公司觉驱动行为的正常基质。这几乎是不可能的,甚至可能并不总是必要的。中枢神经系统有时可以适应不完美的感觉输入,并表现出足够的适应水平以实现正常反应(Kaas等人,1983;梅策尼希等人,1984;吉尔伯特,1998;Xerri等人,1998年):即使在一个完整的动物中,该系统也能够在大范围的亮度和对比度灵敏度下工作(MacEvoy和Paradiso, 2001年)。 It is also apparent, especially in conditions involving re-establishment of connections, that specific visual responses can be modulated by associated events and may be interdependent.

因此,要重建一种特定的功能,就必须让轴突支配相应的大脑区域,为该功能服务。除此之外,还可能需要在该区域内恢复视网膜的拓扑表示。尽管先前缺乏视觉输入的视网膜受体核可能发生神经回路重塑,但该特定核内的信息处理应该是相对正常的,当涉及到皮质功能时,这就变得尤为重要。最后,这些信息必须对动物有“意义”,这样它才能制定出适当的反应策略或形成感知。

13.参考文献

Aguayo AJ, Rasminsky M, Bray GM, Carbonetto S, McKerracher L, Villegas-Perez议员,Vidal-Sanz M, Carter DA。成年哺乳动物中枢神经系统损伤神经元的退化和再生反应。中华生物学报1991;31:337 - 343。[PubMed

陈晓燕,陈晓燕,陈晓燕。大鼠视网膜神经节细胞轴突通过周围神经移植再生对视网膜受体脑干核的选择性支配。J > 2000; 20:361 - 374。[PubMed

Bahr M, Eschweiler GW。再生成年大鼠视网膜轴突与目标神经元的体外连接。Neuroreport。1991;2:581 - 584。[PubMed

经压碎的坐骨神经移植物能促进成年大鼠视网膜神经节细胞的存活和轴突再生。Exp Neurol.1992; 116:13-22。[PubMed

Bahr M, Eschweiler GW。体外再生成年大鼠视网膜神经节细胞轴突形成中脑靶区功能突触的研究。J Neurobiol.1993; 24:456 - 473。[PubMed

视网膜神经节细胞轴突识别在无传入的成年大鼠上丘中存在的特定指导线索。J Neurosci.1996; 16:5106 - 5116。[PubMed

贝尔,Bonhoeffer, F.目标衍生分量的梯度轴突制导。科学。1992;255:472 - 475。[PubMed

Bandtlow C, Zachleder T, Schwab ME。少突胶质细胞通过接触抑制抑制神经突生长。J > 1990; 10:3837 - 3848。[PubMed

Beazley LD, Rodger J, Chen P, Tee LB, Stirling RV, Taylor AL, Dunlop SA。视觉任务训练可提高视神经再生的效果。J创伤。2003;20:1263 - 1270。[PubMed

Berkelaar M, Clarke DB, Wang YC, Bray GM, Aguayo AJ。轴切开术可导致成年大鼠视网膜神经节细胞延迟死亡和凋亡。J Neurosci.1994; 14:4368 - 4374。[PubMed

外周神经外植体植入眼玻璃体后,能促进视神经切断的视网膜神经节细胞轴突的再生。J Neurocytol。1996;25:147 - 170。[PubMed

Bonfanti L, Strettoi E, Chierzi S, Cenni MC, Liu XH, Martinou J-C, Maffei L, Rabacchi SA。过表达bcl-2的转基因新生小鼠视网膜神经节细胞在自然和轴切诱导的细胞死亡中的保护作用J > 1996; 16:4186 - 4194。[PubMed

大鼠初级视觉皮层的皮质丘脑投射:使用生物素作为顺行示踪剂的单纤维研究。神经科学。1995; 66:253 - 263。[PubMed

Bouslama-Oueghlani L, Wehrle R, Sotelo C, Dusart I.浦肯野细胞再生轴突能力的发育丧失发生在髓磷脂缺失的情况下:一种防止髓鞘形成的体外模型。J > 2003; 23:8318 - 8329。[PubMed

蔡东,邱娟,曹铮,McAtee M, Bregman BS, Filbin MT.神经元环AMP控制轴突再生能力的发育损失。J Neurosci.2001; 21:4731 - 4739。[PubMed

卡哈尔老(1913 - 1914)。清醒的神经系统和再生的神经系统。马德里:火山泥。神经系统的退化与再生(R. M. May, tran。Ed)。伦敦:牛津大学出版社,1928。J. DeFelipe和E. G. Jones()《卡哈尔神经系统的退化和再生》的转载和编辑。纽约:牛津大学出版社;1991。

Caleo M, Menna E, Chierzi S, Cenni MC, Maffei L.脑源性神经营养因子是大鼠视觉系统的顺行生存因子。beplay体育公司咕咕叫影像学杂志;10:1155 - 1161。[PubMed

Carmignoto G, Maffei L, Candeo P, Canella R, Comelli C. NGF对视神经切除后大鼠视网膜神经节细胞存活的影响。J Neurosci.1989; 9:1263 - 1272。[PubMed

Caroni P, Schwab ME。抗髓磷脂相关的神经突生长抑制剂抗体中和中枢神经系统白质的非允许底物性质。1988; 1:85 - 96。[PubMed

卡特DA,布雷总经理,阿瓜约AJ。再生的视网膜神经节细胞轴突可在成年仓鼠上丘形成分化良好的突触。J > 1989; 9:4042 - 4050。[PubMed

黄晓明,黄晓明。大鼠上丘视网膜神经节细胞末端的超微结构研究。中华神经科学杂志。1991;311:97-107 .[PubMed

卡特DA,布雷总经理,阿瓜约AJ。成年仓鼠视网膜-丘再生连接的长期生长和重塑。J > 1994; 14:590 - 598。PubMed

成年仓鼠视网膜膝状轴突再生能够形成形态学上不同的末端。Exp。1997;146:315 - 322。PubMed

卡特DA,布雷总经理,阿瓜约AJ。再生的视网膜神经节细胞轴突形成正常数量的钮扣,但不能扩大其上丘的乔木。J Neurocytol。1998;27:187 - 196。[PubMed

Chaudhary P, Ahmed F, Quebada P, Sharma SC. Caspase抑制剂阻断视神经横断后视网膜神经节细胞死亡。脑Res Mol Brain Res 1999; 67:36-45。[PubMed

陈芳,Jhaveri S, Schneider GE。发育中的视网膜神经元的内在变化导致轴突的再生失败。中国科学(d辑:自然科学版)1995;[PubMed] [免费全文在PMC

Cheng L, Sapieha P, Kittlerova P, Hauswirth WW, Di Polo A. TrkB基因转染对切除视网膜神经节细胞死亡的保护作用J Neurosci.2002; 22:3977 - 3986。[PubMed

张郑华,陈耀明,萧富芳,叶香康,吴伟,梁振英,苏克富。轴切视网膜神经节细胞中半胱天冬酶激活的调控。摩尔细胞Neurosci.2004; 25:383 - 393。[PubMed

Chierzi S, Cenni MC, Maffei L, Pizzorusso T, Porciatti V, Ratto GM, Strettoi E. bcl-2转基因小鼠视神经损伤后视网膜神经节细胞的保护及功能保留。视觉研究》1998;38:1537 - 1543。[PubMed

克莱恩HT。蛙和鱼视觉系统的活动依赖性可塑性。beplay体育公司趋势> 1991;14:104 - 111。[PubMed

科恩A,布雷总经理,阿瓜约AJ。神经营养因子4/5 (NT-4/5)能促进成年大鼠视网膜神经节细胞存活和神经突生长。J Neurobiol.1994; 25:953 - 959。[PubMed

Cohen J, Burne JF, Winter J, Bartlett P.视网膜神经节细胞对层粘连蛋白的反应随着成熟而消失。大自然。1986;322:465 - 467。[PubMed

崔强,苏克富,叶香港。神经营养因子对哺乳动物视网膜神经节细胞的主要生物学作用。生物信号接收器。1998;7:20 20 - 226。[PubMed

崔强,Harvey AR. CNTF促进视网膜神经节细胞轴突在小鼠周围神经移植中的再生。Neuroreport。2000;11:3999 - 4002。[PubMed

Davenport RW, Thies E, Zhou R, Nelson PG. ephrin-A2, ephrin-A5和其他功能指导线索的细胞定位是跨物种视网膜位发育的基础。J > 1998; 18:975 - 986。[PubMed

大卫·S,阿瓜约·AJ。成年大鼠中枢神经系统损伤后轴索伸长形成外周神经系统“桥”。科学。1981;214:931 - 933。PubMed

Davies SJA, Fitch MT, Memberg SP, Hall AK, Raisman G, Silver j成年中枢神经系统白质束轴突的再生。Nature.1997; 390:680 - 684。[PubMed

陈晓燕,陈晓燕,陈晓燕。大鼠脊髓退化白质中感觉轴突的再生。J Neurosci.1999; 19:5810 - 5822。[PubMed

Debski EA, Cline HT。视网膜罩投影的活动依赖性映射。神经生物学杂志2002;12:93-99。[PubMed

德·柯蒂斯一世,赖克哈特二世。层粘连蛋白受体α 6 β 1及其异构体在雏鸡视网膜发育中的功能和空间分布。Development.1993; 118:377 - 388。[PubMed

迪·波罗A,艾格纳LJ,邓恩RJ,布雷总经理,阿瓜约AJ。腺病毒感染的穆勒细胞延长脑源性神经营养因子的传递时间,可暂时挽救受伤的视网膜神经节细胞。中国科学(d辑:自然科学版)1998;[PubMed] [免费全文在PMC

Dunlop SA, Stirling RV, Rodger J, Symonds AC, Bancroft WJ, Tee LB, Beazley LD.视神经再生过程中无法形成稳定的地形图:异常活动依赖机制。实验神经。2003;184:805 - 815。[PubMed

Dunlop SA, Tee LB, Stirling RV, Taylor AL, Runham PB, Barber AB, Kuchling G, Rodger J, Roberts JD, Harvey AR, Beazley LD.爬行动物视神经再生后视力恢复失败:对轴切开术反应的种间变异。中华神经科学杂志2004;478:292-305。[PubMed

Dusart I, Morel MP, Wehrle R, Sotelo C.损伤浦肯野细胞轴突后期萌发及其与胶质瘢痕允许性变化的时间相关性。中华神经科学杂志1999;408:399-418。[PubMed

Eitan S, Solomon A, Lavie V, Yoles E, Hirschberg DL, Belkin M, Schwartz M.转谷氨酰胺酶治疗损伤成年大鼠视神经视觉反应的恢复。科学。1994;264:1764 - 1768。[PubMed

Ellezam B, Dubreuil C, Winton M, Loy L, Dergham P, Selles-Navarro I, McKerracher L.细胞内Rho失活刺激轴突生长和再生。2002; 137:371-380。[PubMed

新生大鼠视神经轴突转运阻滞诱导有限视网膜神经节细胞死亡。J Neurosci.1997; 17:7045 - 7052。[PubMed

福西特JW。星形细胞和神经元因素影响受损中枢神经系统轴突再生。细胞组织决议1997;290:371-377。[PubMed

芬利BL,施耐德SE,威尔逊KG,施耐德GE。黄金仓鼠上丘的视觉和体感投射的地形。大脑研究》1978;142:223 - 235。[PubMed

大鼠视神经通路中晶状体损伤刺激的轴突再生。Exp。2001;172:257 - 272。PubMed

费希尔D,何铮,贝诺维茨LI。如果视网膜神经节细胞处于活跃的生长状态,对抗Nogo受体可以增强视神经再生。J > 2004; 24:1646 - 1651。[PubMed

Fortin S, Chabli A, Dumont I, Shumikhina S, Itaya SK, Molotchnikoff S大鼠上丘视觉感受野特性的成熟。Brain Res Dev Brain Res. 1999; 112:55-64。[PubMed

弗雷泽SE,佩克尔DH。神经连接模式中的竞争和位置线索。J一般。1990;21:51 - 72。[PubMed

霜。叙利亚仓鼠视网膜异常投射到非可视丘脑核的发展:一项定量研究。中华神经科学杂志。1986;252:95-105 .[PubMed

田田芳,王晓燕,王晓燕。再生视神经纤维的视觉功能恢复。视觉研究》1998;38:1545 - 1553。[PubMed

Garcia del Cano G, gerrikagoitii, Martinez-Millan L.新生或成年期对侧视网膜失能后大鼠视觉皮质-顶连接的可塑性反应:轴突生长与反应性突触发生。中华神经科学杂志2002;446:166-178。[PubMed

凝视RM(1970)神经连接的形成,学术出版社,纽约。

新生大鼠和成年大鼠去核后上丘胆碱能输入的变化。大脑研究》2001;898:61 - 72。[PubMed

Gilbert CD:成人皮质动力学。杂志启78:467 1998;485年。[PubMed

成年大鼠大脑皮层灰质中的神经突生长抑制活性。J一般。1997;32:671 - 683。[PubMed

王晓燕,王晓燕。视网膜纤维对顶盖线索的跨物种识别。发展。1989;106:313 - 320。[PubMed

Goodhill GJ。轴突的数学指导。趋势> 1998;21:226 - 231。[PubMed

从不同视觉皮质区到大鼠上丘的投影。中华神经科学杂志1990;29:281 - 292。[PubMed

利用互补配体和受体梯度在视网膜被膜投影中绘制地形图:计算机模拟研究。中华生物学杂志1998;192:235-246。[PubMed

Holt CE, Harris WA非洲爪蟾视网膜被膜初始图谱的顺序:一种标记生长中的神经纤维的新技术。大自然。1983;301:150 - 152。[PubMed

豪瑟CR,李M,沃恩JE。正常和非传入上丘谷氨酸脱羧酶的免疫细胞化学定位:γ -氨基丁酸突触重组的证据。J > 1983; 3:2030 - 2042。[PubMed

华瑟,马松LL,侯JC。瞬态表达斥力分子引导地形图发展的模型。Neuroreport。1993;4:1319 - 1322。PubMed

黄文华,黄文华。分泌因子诱导视网膜轴突的差异消退。J > 1998; 18:5008 - 5018。[PubMed

大鼠上丘局部回路中的视觉运动通路。J > 1998; 18:8496 - 8504。[PubMed

大鼠视神经损伤后变性视网膜神经节细胞中Bax蛋白上调先于凋亡细胞死亡。神经科学杂志,1997;9:1763-1772。[PubMed

Kaas JH, Merzenich MM, Killackey HP。成人和发育中的哺乳动物周围神经损伤后体感皮层的重组。神经科学。1983;6:325-356。[PubMed

卡普兰博士,米勒FD。神经系统中的神经营养因子信号转导。神经生物学杂志2000;10:381-391。[PubMed

Kermer P, Klocker N, Labes M, Šhr MB.抑制CPP32-like蛋白酶在体内挽救切除视网膜神经节细胞的继发性细胞死亡。J Neurosci.1998; 18:4656 - 4662。[PubMed

Kermer P, Klocker N, Labes M, Thomsen S, Srinivasan A, Bahr M.切除大鼠视网膜神经节细胞caspase-3在体内的激活。2月Lett.1999; 453:361 - 364。[PubMed

黄晓燕,张晓燕,张晓燕,等。抑制ced - 3样caspase对体外切除视网膜神经节细胞存活的长期影响。Exp Neurol.1999; 158:202 - 205。[PubMed

柯梅梅,李文华,李文华,李文华。Caspase-9与大鼠视网膜神经节细胞继发性死亡的关系。脑Res Mol Brain Res 2000; 85:144-150。[PubMed

Keirstead SA, Rasminsky M, Fukuda Y, Carter DA, Aguayo AJ, Vidal-Sanz M.视网膜轴突再生引起的仓鼠上丘电生理反应。科学。1989;246:255 - 257。[PubMed

Kikuchi M, Tenneti L, Lipton SA。p38丝裂原激活蛋白激酶在轴切诱导大鼠视网膜神经节细胞凋亡中的作用。J Neurosci.2000; 20:5037 - 5044。[PubMed

金济,李s, GrandPre T,邱丹,Strittmatter SM。缺乏Nogo-A/B的年轻成年小鼠轴突再生。神经元。2003;38:187 - 199。[PubMed

King CE, Wallace A, Rodger J, Bartlett C, Beazley LD, Dunlop SA。视网膜EphA3和EphA5短暂上调,而非ephrin-A2,与金鱼视神经再生过程中地形图的重建一致。实验神经。2003;183:593 - 599。[PubMed

陈晓燕,陈晓燕,陈晓燕,等。GDNF对切除视网膜神经节细胞的体外神经营养作用。Neuroreport。1997;8:3439 - 3442。PubMed

自由基的清除和一氧化氮合酶的抑制增强脑源性神经营养因子对活体切除视网膜神经节细胞的神经营养作用。J > 1998; 18:1038 - 1046。[PubMed

Koeberle警局,Ball AK。GDNF对轴切开术后视网膜神经节细胞存活的影响。视觉研究》1998;38:1505 - 1515。[PubMed

Koeberle警局,Ball AK。一氧化氮合酶抑制延缓轴突变性,促进轴突切除的视网膜神经节细胞存活。Exp Neurol.1999; 158:366 - 381。[PubMed

Koeberle警局,Ball AK。神经酪蛋白在体内增强切除视网膜神经节细胞的存活:与胶质细胞系源性神经营养因子和脑源性神经营养因子的联合作用神经科学。2002;110:555 - 567。[PubMed

Koeberle PD, Gauldie J, Ball AK。腺病毒介导的白细胞介素-10、白细胞介素-4和转化生长因子- β基因转移对切除视网膜神经节细胞存活的影响。神经科学。2004;125:903 - 920。[PubMed

轴突再生的生长和指导线索:它们去了哪里?J一般。2004;59:162 - 180。[PubMed

Kugler S, Straten G, Kreppel F, Isenmann S, Liston P, Bahr M. X-linked inhibitor of apoptosis (XIAP)在体内可防止切除的中枢神经细胞死亡。细胞死亡差异。2000;7:815-824。[PubMed

发育中和成年大鼠海马苔状纤维侧支损伤诱导的齿状筋膜芽生。J Comp Neurol.1981; 200:433 - 459。[PubMed

Lemann W, Saper CB, Rye DB, Wainer BH。TMB反应产物的电子显微镜逆行和顺行纤维示踪的稳定性。1985;14:27 - 281。[PubMed

李志强,尹勇,阮俊,李志强,李志强。晶状体损伤刺激成熟大鼠视神经轴突再生。J > 2000; 20:4615 - 4626。[PubMed

李勇,苏文勇,李东,Lund RD, Raisman G.移植的嗅鞘细胞促进切下的成年大鼠视神经轴突再生。J Neurosci.2003; 23:7783 - 7788。[PubMed

凌聪,施耐德,陈晓燕。成年仓鼠视网膜轴突的靶特异性形态。Vis > 1998; 15:559 - 579。[PubMed

里尤兹FJ,拉塞克RJ。星形胶质细胞通过激活生理停止途径阻断哺乳动物轴突再生。科学。1987;237:642 - 645。[PubMed

Lund RD, Lund JS。大鼠上丘传导阻滞后的突触调整。科学。1971;171:804 - 807。[PubMed

MacEvoy SP, Paradiso MA。初级视觉皮层的亮度恒定。中国科学(d辑:自然科学版)2001;[PubMed] [免费全文在PMC

Mansour-Robaey S, Clarke DB, Wang YC, Bray GM, Aguayo AJ。眼损伤及脑源性神经营养因子对切除视网膜神经节细胞存活和再生的影响。中国科学(d辑:自然科学版)1994;[PubMed] [免费全文在PMC

金鱼再生的视网膜纤维在形成最终的视网膜定向投影之前,会产生暂时的、非特异性的但具有功能性的突触。神经科学。1987;22:1103 - 1110。[PubMed

麦克拉彻L,大卫S,杰克逊DL,科提斯V,邓恩RJ,布劳恩PE。髓磷脂相关糖蛋白作为神经突生长的主要髓磷脂来源抑制剂的鉴定。神经元。1994;13:805 - 811。[PubMed

McLoon SC, McLoon LK, Palm SL, Furcht LT.发育中的大鼠视神经层粘连蛋白的瞬时表达。J > 1988; 8:1981 - 1990。[PubMed

Merzenich MM, Nelson RJ, Stryker MP, Cynader MS, Schoppmann A, Zook JM。成年猴子手指截肢后体感皮层图的变化。中华神经科学杂志1984;224:591-605。[PubMed

玻璃体内注射神经营养因子支持成年大鼠切除视网膜神经节细胞在体内的存活。大脑Res.1993; 602:304 - 317。[PubMed

梅耶RL,神山GH。金鱼视轴突再生形成图过程中的大尺度突触误差。中华神经科学杂志1999;409:299-312 .[PubMed

宫本,樱樱,冈田。NMDA受体拮抗剂对豚鼠上丘切片长期增强(LTP)形成的遮蔽作用。大脑研究》1990;518:166 - 172。[PubMed

麦斯RR。猫上丘-氨基丁酸(GABA)的免疫细胞化学定位。中华神经科学杂志1988;276:169-187。[PubMed

Nakamoto M, Cheng HJ, Friedman GC, McLaughlin T, Hansen MJ, Yoon CH, O’leary DD, Flanagan JG。ELF-1对体外视网膜轴突引导和体内视网膜轴突定位的地形特异性影响。细胞。1996;86:755 - 766。[PubMed

奥斯特SF,戴纳M,伯格鲍尔E,斯瑞塔万DW。视网膜和视神经中的神经节细胞轴突寻路。细胞发育生物学2004;15:125-136。[PubMed

Patapoutian A, Reichardt LF。Trk受体:神经营养因子作用的介质。神经生物学杂志2001;11:272-280。[PubMed

Peinado-Ramon P, Salvador M, Villegas-Perez MP, Vidal-Sanz M.轴切开术和眼内给药NT-4、NT-3和脑源性神经营养因子对成年大鼠视网膜神经节细胞存活的影响。体内定量研究。眼科科学1996;37:489-500。[PubMed

Penn AA, Riquelme PA, Feller MB, Shatz CJ。自发活动驱动的视网膜膝状图竞争。科学。1998;279:2108 - 2112。PubMed

大鼠上丘浅灰色层gaba免疫反应神经元过程的电镜研究:它们与变性视网膜神经末梢的关系。J Neurocytol。1991;20:262 - 276。[PubMed

Quigley HA, Nickells RW, Kerrigan LA, Pease ME, Thibault DJ, Zack DJ。实验性青光眼视网膜神经节细胞的死亡是通过凋亡发生的。投资眼科视觉科学1995;36:774-786。[PubMed

Quigley HA, McKinnon SJ, Zack DJ, Pease ME, Kerrigan- baumrind LA, Kerrigan DF, Mitchell RS.视网膜神经节细胞中BDNF的逆行轴突运输被大鼠急性眼压升高阻断。眼科科学2000;41:3460-3466。[PubMed

雷杰,森野平,施尼泽,孙瑞杰,等。鸡视网膜被膜发育过程中轴突细胞粘附分子轴突素-1和Ng-CAM的表达。中华神经科学杂志1996;365:594-609。[PubMed

雷本E, Sauve Y, Carter DA, Gaillard F.视网膜神经节细胞轴突再生到周围神经移植物的微胶质改变。J Neurocytol。2002;31:57 - 71。[PubMed

髓磷脂抑制剂:NO是GO的意思吗?神经科学。2004;5:157-161。[PubMed

罗德斯KE,福西特JW。硫酸软骨素蛋白多糖:防止可塑性还是保护中枢神经系统?阿娜特。2004;204:33-48。[PubMed] [免费全文在PMC

理查森PM,麦吉尼斯UM,阿瓜约AJ。中枢神经细胞的轴突再生为中枢神经细胞移植物。大自然。1980;284:264 - 265。[PubMed

Rodger J, Vitale PN, Tee LB, King CE, Bartlett CA, Fall A, Brennan C, O 'Shea JE, Dunlop SA, Beazley LD.视神经再生过程中EphA/ephrin-A的相互作用:地形的恢复和ephrin-A2表达的调节。细胞神经科学2004;25:56-68。[PubMed

Roskies AL, O’leary DDM。抑制性膜结合分子对视网膜轴突分枝的控制。科学。1994;265:799 - 803。[PubMed

沙林P,曾GF,霍夫曼S,帕拉达一世,达王子。慢性损伤大脑皮层V层锥体神经元的轴突萌发。J Neurosci.1995; 15:8234 - 8245。[PubMed

Sasaki H, Inoue T, Iso H, Fukuda Y, Hayashi Y.成年仓鼠坐骨神经移植至切片视神经后的明暗辨别。视觉研究》1993;33:877 - 880。[PubMed

Sasaki H, Coffey P, Villegas-Perez MP, Vidal-Sanz M, Young MJ, Lund RD, Fukuda Y.光诱导周围神经移植恢复视网膜结肠投影大鼠的脑电图去同步和行为唤醒。>。1996;218:45-48。[PubMed

成年仓鼠上丘视网膜神经节细胞轴突再生形成的功能性突触连接。J > 1995; 15:665 - 675。[PubMed

黄晓燕,王晓燕,王晓燕,等。再生视网膜神经节细胞轴突对成年仓鼠上丘神经再植的拓扑特异性。J > 2001; 21:951 - 960。[PubMed

Sauve Y, Girman SV, Wang S, Lawrence JM, Lund RD.皇家外科学院大鼠的进行性视觉敏感性丧失:上丛的周边研究。神经科学。2001;103:51 - 63。[PubMed

Sawai H, Clarke DB, Kittlerova P, Bray GM, Aguayo AJ。脑源性神经营养因子和神经营养因子4/5可通过再生视网膜神经节细胞刺激轴突分支的生长。J > 1996; 16:3887 - 3894。[PubMed

施密特JT。视网膜罩投影的活动驱动锐化:寻找逆行突触信号通路。J一般。2004;59:114 - 133。PubMed

视神经挤压:保护和再生。2004; 62:467-471。[PubMed

青光眼疫苗接种:梦想还是现实?2004; 62:481-484。[PubMed

Shatz CJ。中枢神经系统发育过程中的脉冲活动与连接模式。神经元。1990;5:745 - 756。[PubMed

王晓燕,王晓燕。早期胚胎神经元在未成熟和成体中枢神经系统组织上的广泛再生。J > 1995; 15:2057 - 2062。PubMed

王晓燕,王晓燕,王晓燕,等。大鼠上丘视觉投射的电生理研究。中华神经科学杂志1966;127:435-444。[PubMed

Simon DK, O 'Leary DDM。体内和体外视网膜轴突对胚胎上丘位置编码分子的响应。Neuron.1992; 9:977 - 989。[PubMed

Simon DK, O 'Leary DDM。哺乳动物视网膜丘投影中地形次序的发展。J > 1992; 12:1212 - 1232。[PubMed

Smith GM, Rutishauser U, Silver J, Miller RH。星形胶质细胞的体外成熟改变了神经突生长的程度和分子基础。Dev杂志。1990;138:377 - 390。[PubMed

Smith SA, Bedi KS。成年大鼠单侧眼球摘除术可导致对侧上丘神经元丢失。阿娜特。1997;190:481 - 490。[PubMed] [免费全文在PMC

史密斯-托马斯LC、福相J、史蒂文斯J、杜J- s、缪尔E、费斯纳F、盖勒HM、罗杰斯JH、福西特JW。星形胶质细胞产生的神经突生长抑制剂。细胞科学1994;107:1687-1695。[PubMed

KF, Aguayo AJ。成年大鼠末梢神经移植入视网膜后神经节细胞切下的轴突长时间再生长。大脑研究》1985;328:349 - 354。[PubMed

靶向源性和局部源性神经营养因子支持新生大鼠视网膜神经节细胞存活。J Neurobiol.2004; 60:319 - 327。[PubMed

cAMP在成年哺乳动物中枢神经系统再生中的作用。阿娜特。2004;204:49-55。[PubMed] [免费全文在PMC

斯佩RW光碟。视觉反转产生自发光动力反应的神经基础。中华医学杂志1950;43:482-489。[PubMed

斯佩RW光碟。神经纤维形态和连接有序生长中的化学亲和作用。美国国家科学研究院1963;50:703-709。[PubMed

斯佩RW光碟。(1965)行为神经网络的胚胎发生。在:DeHann RL, Ursprung H编辑。器官形成。纽约:霍尔特,莱因哈特和温斯顿。p.161 - 186。

stezner DJ, Bohn RC, Strauss JA(1986)青蛙视神经的再生。比较与发展。Neurochem分册。5:255 - 288。

图尔默CA, Bastmeyer M, Bahr M, Strobel G, Paschke K.试图了解鱼中枢神经系统的轴突再生。J一般。1992;23:537 - 550。PubMed

Tello F. La regeneration dans les voies opttes。Madr投资生物大学trb实验室1907;5:37 - 248。

通过周围神经移植再生的成人视网膜轴突可以恢复光诱导的瞳孔收缩反射。欧元Neurosci.1992; 4:691 - 699。[PubMed

用小胶质细胞抑制因子处理成人视网膜可以延缓轴突切开术诱导的神经元降解,增强体内外轴突再生。J > 1993; 13:455 - 466。[PubMed

成年大鼠视网膜再生神经节细胞的类型特异性稳定和靶向依赖性存活。J > 1995; 15:1057 - 1079。[PubMed

田永春,黄志刚。金仓鼠上丘的功能组织。中华神经科学杂志1976;168:483-503。[PubMed

张晓燕,张晓燕。脑源性神经营养因子和软骨素酶ABC对成年大鼠上丘去神经支配后视网膜纤维发芽的协同作用。J > 2003; 23:7034 - 7044。[PubMed

Turner JP, Sauve Y, Lund RD, Salt TA。周围神经移植修复视神经切口后体外视网膜被膜突触传递的研究。神经科学文摘2001;2799。目光RM。神经连接的形成。纽约:文献出版社,1970100。

乌丁SB,福西特JW。形成地形图。神经科学。1988;11:289-327。[PubMed

Vidal-Sanz M, Bray总经理,Villegas-Perez议员,灭霸S, Aguayo AJ。成年大鼠视网膜神经节细胞在上丘的轴突再生和突触形成。J > 1987; 7:2894 - 2909。[PubMed

Vidal-Sanz M, Bray GM, Aguayo AJ。视网膜神经节细胞轴突再生后,再生突触仍存在于上丘。J Neurocytol.1991; 20:940 - 952。[PubMed

Villegas-Perez议员,Vidal-Sanz M, Bray总经理,Aguayo AJ。周围神经移植物对切除成人大鼠视网膜神经节细胞存活和再生的影响。J > 1988; 8:265 - 280。[PubMed

Villegas-Perez议员,Vidal-Sanz M, Rasminsky M, Bray GM, Aguayo AJ。在成年大鼠视神经轴切开术后,视网膜神经节细胞迅速和持久的丧失阶段。一般人。1993;24:23-36。[PubMed

冯·博斯伯格,戴斯,施瓦兹。鸡鼻视网膜轴突对靶标衍生成分的体外引导和地形稳定。Neuron.1993; 10:345 - 357。[PubMed

黄志强,黄志强,黄志强,等。颞视网膜轴突对后顶膜的影响。发展。1987;101:909 - 913。[PubMed

王晓燕,王晓燕,王晓燕。体外视网膜轴突对顶盖细胞膜位置特异性的识别。Development.1987; 101:685 - 696。[PubMed

王晓东,王晓东。成年猫视网膜神经节细胞的存活和轴突再生。Prog Retin Eye Res. 2002; 21:29 - 553。[PubMed

Weise J, Isenmann S, Klocker N, Kugler S, Hirsch S, Gravel C, Bahr M.腺病毒介导的睫状神经营养因子(CNTF)表达可挽救轴突切除大鼠视网膜神经节细胞,但在体内不支持轴突再生。一般人说。2000;7:212 - 223。[PubMed

视网膜神经节细胞退变作为中枢神经系统神经元凋亡的模型——分子死亡和生存途径。神经科学2001;19:19-27。[PubMed

魏绍平,李晓燕,李晓燕,李晓燕。caspase-8在大鼠视网膜神经节细胞凋亡中的作用。一般人说。2003;13:124 - 135。[PubMed

Whiteley SJ, Sauve Y, Aviles-Trigueros M, Vidal-Sanz M, Lund RD.通过周围神经移植定向到顶膜前的成年大鼠视网膜神经节细胞轴突再生后瞳孔光反射恢复的范围和时间。实验神经。1998;154:560 - 572。[PubMed

Williams SE, Mason CA, Herrera E.视交叉作为中线选择点。神经生物学杂志2004;14:51-60。[PubMed

Wizenmann A, Thies E, Klostermann S, Bonhoeffer F, Bahr M.中枢神经系统损伤后轴突再生的靶特异性指导信息的出现。1993; 11:975 - 983。[PubMed

大鼠发育和再生视网膜罩投影中神经节细胞轴突的生长特征。细胞组织Res.1997; 290:395 - 403。[PubMed

成年大鼠视网膜神经节细胞轴突在视网膜罩共培养中的生长偏好。J一般。1998;35:379 - 387。[PubMed

黄罗。视网膜波与视觉系统发育。beplay体育公司神经科学年鉴1999;22:29-47。[PubMed

成年猴脑卒中后初级体感觉皮层可塑性与感觉运动技能恢复的关系。J Neurophysiol。1998;79:2119 - 2148。[PubMed

尹勇,崔强,李勇,Irwin N, Fischer D, Harvey AR, Benowitz Li。巨噬细胞衍生因子刺激视神经再生。J > 2003; 23:2284 - 2293。PubMed

叶HK,苏kf。视网膜神经节细胞的轴突再生:营养因子的影响。Retin Eye Res. 2000; 19:559-575。[PubMed

陈晓燕,陈晓燕,陈晓燕,等。成年仓鼠视网膜神经节细胞轴突向小脑定向再生后颗粒细胞层突触的形成和优先分布。J > 1992; 12:1144 - 1159。[PubMed

作者伊夫博士索维出生在加拿大的蒙特利尔。他就读于蒙特利尔大学,1983年获得生物化学学士学位,1988年师从Thomas Reader博士获得神经科学硕士学位,主要研究儿茶酚胺及其中枢神经系统受体的神经化学。1995年,他在麦吉尔大学的Michael Rasminsky博士的指导下获得生理学博士学位,他的研究重点是利用Albert Aguayo博士团队开发的制备方法,对再生的RGC轴突和上丘神经元之间的重组突触进行电生理学评估。随后,Sauve博士在眼科学研究所(伦敦大学学院)与Raymond Lund博士进行博士后研究,在那里他开发了电生理学方法,以评估视网膜变性啮齿动物模型的视觉反应性。2001年,他成为莫兰眼科中心(犹他大学)的眼科学和视觉科学助理教授。伊夫后来移居加拿大,现在是埃德蒙顿阿尔伯塔大学眼科学和生理学助理教授。他目前正在评估视网膜退化、移植治疗和成年哺乳动物视觉通路再生后的视杆和视锥功能。

作者弗雷德里克•盖拉德博士出生在法国图尔。他就读于普瓦捷大学,在那里他获得了理学学士学位(1969年)和理学硕士学位(1971年)。之后,他获得了神经生理学博士学位(1975)和科学博士学位(1984)。直到最近,他的研究主要集中在两栖动物视觉系统的双眼信息处理方面,主要是峡顶叶交叉通路的功能特性。beplay体育公司他现在正在研究成年哺乳动物视觉系统中的宿主-移植物关系。beplay体育公司自1977年以来,Gaillard博士一直是法国生理学和细胞生物学研究所(UMR 6187)国家科学研究中心(CNRS)的高级研究员(科研主管)。法国普瓦捷。