大鼠大脑皮层运动区生物素化葡聚糖胺神经示踪标记的全景和局部组织学观察

摘要

目的 采用传统生物素化葡聚糖胺(biotinylated dextran amine, BDA)神经示踪技术结合全景和局部显微镜成像技术显示大脑初级运动皮层(primary motor cortex, M1)锥体神经元胞体及其轴突沿皮质脊髓束投射的详细组织学特征。方法 使用脑立体定位系统将100 nL 10%(质量分数)BDA (相对分子质量10 000)注射到大鼠M1脑区，通过全景组织扫描分析系统连续追踪BDA神经标记沿皮质脊髓束通路在脑和脊髓组织中的分布，通过激光共聚焦显微镜详细观察BDA神经标记的组织学特征。结果 采用全景组织扫描分析系统更便于对BDA神经标记的总体分布进行观察，在M1注射点周围，BDA标记显示在第Ⅴ层锥体神经元胞体；在注射点对侧对应的M1脑区以及同侧的初级感觉皮层，BDA主要显示顺行标记的神经纤维同时伴有少量逆行标记的神经元胞体；在大脑皮层以下的区域，BDA均显示顺行标记的神经纤维，包括神经纤维束和神经纤维终末，其投射区域有同侧的纹状体、丘脑、内囊、大脑脚和脑桥，以及经脑干锥体交叉后到达对侧的脊髓。在此基础上，采用共聚焦显微成像及其三维重建操作系统可以实现对BDA神经标记的局部显微特征进行详细的观察和解析，其中包括逆行标记的神经元胞体、树突及其树突棘，以及顺行标记的神经纤维及其终末。结论 传统的BDA神经示踪技术与全景组织扫描分析和共聚焦显微成像技术的有机结合可以成为从全景到局部对长投射神经环路观察和解析的有效途径并具有广泛的应用前景。

关键词

运动皮层 / 神经环路 / 皮质脊髓束 / 全景扫描 / 显微成像 / 三维重建

基金资助

国家自然科学基金项目(82474219,82474648); 中央级公益性科研院所基本科研业务费专项(ZZ-YQ2023008,ZZ14-YQ-032,ZZ-JQ2023008,ZZ-YC2023007)