Induction of long-term potentiation and depression is reflected by corresponding changes in secretion of endogenous brain-derived neurotrophic factor

doi:10.1073/pnas.0406960101

.2004年11月2日；101(44):15788-92.

doi:10.1073/pnas.0406960101。 Epub 2004年10月25日。

内源性脑源性神经营养因子分泌的相应变化反映了长期增强和抑制的诱导

乔治·艾卡迪¹, 伊曼纽拉·阿吉利, 西尔维娅·卡佩罗, 斯巴达克·桑蒂, 马西莫·里奇奥, 汉斯·托恩, 马可·卡诺萨

附属公司

PMID： 15505222
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内政部： 10.1073/pnas.0406960101

内源性脑源性神经营养因子分泌的相应变化反映了长期增强和抑制的诱导

乔治·艾卡迪等。美国国家科学院程序. 2004.

.2004年11月2日；101(44):15788-92.

doi:10.1073/pnas.0406960101。 Epub 2004年10月25日。

作者

乔治·艾卡迪¹, 伊曼纽拉·阿吉利, 西尔维娅·卡佩罗, 斯巴达克·桑蒂, 马西莫·里奇奥, 汉斯·托恩, 马可·卡诺萨

附属

¹意大利博洛尼亚大学人类和普通生理学系，Via San Donato 19/2，I-40126 Bologna。

PMID： 15505222
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内政部： 10.1073/pnas.0406960101

摘要

神经营养素在调节活动依赖性神经元可塑性中起着重要作用。特别是，脑源性神经营养因子（BDNF）的阈值水平需要在急性海马脑片中诱导长期增强（LTP）。相反，外源性BDNF可防止视觉皮层长期抑郁（LTD）的诱导。BDNF这种调节作用的分析中长期缺失的一个环节是在引发LTP和LTD的同一器官型制剂中确定内源性BDNF分泌的时间进程。在这里，我们在嗅周皮层切片中满足了这一要求。经典的θ-脉冲刺激模式引发持续时间大于180分钟的LTP，导致BDNF分泌大量增加，持续时间超过刺激期5-12分钟。较弱的θ-爆发刺激模式仅导致LTP的初始阶段（约35分钟），伴随着BDNF分泌的少量增加，持续<1分钟。通过TrkB-IgG受体体阻断BDNF阻止LTP。导致LTD的低频刺激伴随着BDNF分泌的减少，这种减少从未持续超过刺激的持续时间。

PubMed免责声明

数字

**图1。**
PRh皮层BDNF表达。(A类)我们使用的切片制备的示意图，包括PRh皮层、外侧内嗅皮层和海马（白色背景），其中BDNF的表达通过使用多克隆抗BDNF抗体的免疫组化显示(B类)双标记实验表明，在第II/III层的代表区域，BDNF免疫反应性（绿色）主要与神经元核标记物NeuN（红色）（BDNF/NeuN）的免疫反应性相关。注意，BDNF免疫反应性表现为不连续的斑片状特征。如第一层（BDNF/胶质纤维酸性蛋白）的代表区域所示，星形胶质细胞（红色）中未检测到BDNF免疫反应性。（比例尺指示50μm。）

**图2。**
基底突触刺激期间PRh皮层FPs和灌注介质内源性BDNF分泌的平行分析。(A类)将单个切片放置在潜水记录室中，并以3 ml/min的速度灌注。电生理记录是通过放置在PRh皮层第II/III层的细胞外微电极（Rec）进行的（见图1A类). 使用同心双极电极（Stim）对水平传入纤维施加恒流方波，诱发负FP，其振幅在记录的100分钟内没有变化(n个= 6). (B类)用ELISA法测定切片灌注培养基中1分钟组分中BDNF的浓度，这些组分是在以下实验中收集的：A类注意，BDNF浓度在实验期间逐渐降低（20分钟后降至92±4%，100分钟后降至86±3%）。单个实验中的100%BDNF浓度如下：135、24、34、68、24和19 pg/ml(C类)电生理记录，如A类在没有钠通道阻滞剂TTX（1μM）（箭头所示）的情况下（0-10分钟）和在有钠通道阻拦剂TTX的情况下进行（10-100分钟）。请注意，TTX处理取消了FP(n个= 6). (D类)实验期间BDNF分泌C类BDNF分泌最初减少（20分钟后，即TTX应用10分钟后，降至87±4%），100分钟后达到与对照条件下相似的值（至84±3%）。单个实验中的100%BDNF浓度如下：79、35、19、56、22和47 pg/ml。

**图3。**
基础刺激和LTP诱导TBS期间PRh皮层FPs和内源性BDNF分泌的平行分析(A类)100Hz TBS诱导LTP。这种刺激诱导FP振幅增加，持续时间>180分钟(n个= 6). (B类)实验期间BDNF分泌的时间进程A类100Hz TBS后BDNF分泌迅速增加，高水平持续5-12分钟后降至基础值。单个实验中的100%BDNF浓度如下：166、16、18、73、25和39 pg/ml(C类)TrkB-IgG受体体（1μg/ml）的存在阻止了100Hz TBS诱导的LTP(n个= 5).

**图4。**
基础和弱TBS期间PRh皮层FPs和内源性BDNF分泌的平行分析。(A类)由两组而不是四组刺激组成的100-Hz TBS（两组）仅诱导LTP的初始阶段(n个= 8). (B类)实验期间BDNF分泌的时间进程A类100Hz的TBS（两组）引起BDNF分泌的小幅增加。单个实验中的100%BDNF浓度如下：37、29、79、122、189、20、48和21 pg/ml(C类)25Hz TBS未能诱导LTP。25赫兹TBS与100赫兹TBS的不同之处在于，频率是25赫兹而不是100赫兹。在我们的实验中，这种降低的频率总是不能诱导LTP(n个= 6). (D类)实验期间BDNF分泌的时间进程C类25-Hz TBS导致BDNF分泌量略有增加，仅限于单个（1分钟）收集的部分。单个实验中的100%BDNF浓度如下：61、19、22、82、224和41 pg/ml。

**图5。**
在基础刺激和LTD诱导刺激期间，PRh皮层中FPs和灌注介质中内源性BDNF分泌的平行分析。(A类)LTD由5 Hz下3000个刺激的LFS诱发。LTD持续超过180分钟(n个= 6). (B类)实验期间BDNF分泌的时间进程A类LFS立即诱导BDNF分泌减少。BDNF分泌的最大减少发生在LFS的第一分钟内，持续数分钟后才恢复到基础水平。单个实验中的100%BDNF浓度如下：73、39、95、45、224和73 pg/ml(C类)LFS由900个1 Hz的刺激组成，诱导LTD持续≈40分钟(n个= 6). (D类)实验期间BDNF分泌的时间过程如C类单个实验中的100%BDNF浓度如下：51、69、221、172、124和91 pg/ml。

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