谷氨酸-天冬氨酸转运体在豚鼠Corti器的分布和生理意义的探讨

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正常豚鼠耳蜗Corti器CaM-PKⅡ的分布及活性

正常豚鼠耳蜗Corti器CaM-PKⅡ的分布及活性
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西南军 医
20 07年 2月 第 9 第 1 卷 期
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正 常 豚 鼠 耳 蜗 C ri C M. K Ⅱ的 分 布 及 活 性 ot器 a P
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2 %戊 巴 比妥钠 麻 醉后 开胸 , 主 动脉 插 管 灌 注 固定 , 行 取 出颞 骨 , 打开 听泡 , 解 剖显 微 镜 下 剔 除 蜗 壳 , 去 在 撕 血管 纹 、 盖膜 , 于 4 置 %多 聚 甲醛 后 固定 过 夜 。 耳蜗 经 脱水 干燥 , 子镀 膜 , S50型 扫描 电镜 下观 察 。 离 于 -2

谷子天冬氨酸转氨酶基因部分片段的克隆

谷子天冬氨酸转氨酶基因部分片段的克隆

谷子天冬氨酸转氨酶基因部分片段的克隆贾小平;董志平;董普辉;郁飞燕【摘要】The genomic DNA extracted from young,no-lesion leaves of foxtail millet cultivar Yugu 1 was as template,and a pair of specific primers was designed according to the reported corn aspartate aminotransferase gene sequence to clone aspartate transaminase partial gene sequence of foxtail millet,so as to provide foundation for alte-ring composition and content of amino acids by genetic engineering,further altering nutritional quality of foxtail mil-let.The results showed that:PCR amplification obtained a 750 bp target fragment.After cloning and sequencing,a 742 bp fragment was obtained.After Blast search through public database,a specific conserved domain belonging to aspartate aminotransferase supergene family was found in cloned sequence,which proved that the cloned fragment was aspartate aminotransferase gene.Then a phylogenetic tree based on the gene sequences was constructed,which indicated that part of monocots and dicots could cluster respectively,but foxtail millet,maize and sugar cane,three C4 plants,could not cluster together.This study provided foundation for further revealing the function of aspartate aminotransferase gene of foxtail millet.%为了利用基因工程手段改变谷子中氨基酸组成和含量,进而改善谷子营养品质,以谷子栽培品种豫谷1号幼嫩、无病斑的叶片基因组 DNA 为模板,根据已报道的玉米天冬氨酸转氨酶基因序列,设计1对特异性引物扩增克隆谷子天冬氨酸转氨酶基因部分序列。

谷氨酸代谢 生理意义

谷氨酸代谢 生理意义

谷氨酸代谢生理意义谷氨酸代谢是人体中一种重要的生化过程,对于维持机体正常功能发挥着关键作用。

在这篇文章中,我将全面评估谷氨酸代谢的深度和广度,并探讨其生理意义。

通过从简到繁的方式,希望能够让你更深入地理解这一主题。

我们来了解谷氨酸代谢的基本概念。

谷氨酸是一种氨基酸,它在人体内可以通过多种途径进行代谢。

在蛋白质的代谢过程中,谷氨酸可以被氨基转移酶转化为丙氨酸,进一步参与能量代谢。

谷氨酸还可以通过谷氨酰胺酶的作用转化为谷氨酰胺,而谷氨酰胺则是一种重要的中间产物,参与多种代谢途径,如尿素循环、谷氨酰胺循环等。

可以说,谷氨酸代谢是人体内一条复杂的代谢通路,承担着多种生理功能。

接下来,让我们深入探讨谷氨酸代谢的生理意义。

谷氨酸的代谢与蛋白质的合成和分解密切相关。

蛋白质是构成人体细胞及组织的基本单位,不仅参与细胞结构的建立,还具有调节、催化等多种功能。

谷氨酸作为蛋白质代谢的重要中间产物,参与氨基酸的转运和氨基酸代谢的调节,对于维持机体蛋白质平衡至关重要。

谷氨酸代谢在能量代谢中也发挥着重要作用。

通过转化为丙氨酸参与丙氨酸循环,谷氨酸可以进入线粒体,进而与乳酸酐化、氧化磷酸化等能量代谢途径相互作用。

谷氨酸还可以通过转化为谷氨酰胺参与尿素循环,在尿素循环中产生尿素,将过量的氨基酸代谢产物转化为无害的尿素排泄出体外。

这一过程对于机体氮平衡的维持和解毒功能的实现至关重要。

谷氨酸代谢还与神经递质的合成和调节有关。

谷氨酸可以通过转化为谷氨酰胺进入神经元,并参与谷氨酰胺酸能受体的激活,从而调节神经信号传导。

谷氨酸还可以被氨基转移酶转化为谷氨酸盐酸盐,这是一种重要的神经递质,与神经元兴奋性的调节密切相关。

总结回顾一下,谷氨酸代谢是人体中一条复杂的代谢通路,对于维持机体正常功能发挥着关键作用。

它参与蛋白质代谢、能量代谢、氮平衡和神经递质合成等多个生理过程。

通过谷氨酸代谢,机体能够合理利用蛋白质、调节能量代谢、维持氮平衡和调节神经信号传导,实现身体各项功能的正常运行。

简述谷氨酸的合成反应及在体内的生理意义。

简述谷氨酸的合成反应及在体内的生理意义。

简述谷氨酸的合成反应及在体内的生理意义。

谷氨酸是一种重要的氨基酸,它在体内具有多种生理意义。

下面将简述谷氨酸的合成反应以及其在体内的生理意义。

谷氨酸的合成反应主要发生在肝脏和肾脏中。

在肝脏中,谷氨酸主要通过谷氨酰胺和α-酮戊二酸反应合成。

首先,谷氨酰胺通过谷氨酰胺酶的作用水解为谷氨酸和氨,其中氨被转运到尿素循环中进一步代谢。

而谷氨酸则与α-酮戊二酸反应,在转氨酶的作用下生成天冬氨酸。

最后,天冬氨酸经过转氨酶的作用,再次与谷氨酸进行反应,生成两个分子的谷氨酸。

在肾脏中,谷氨酸的合成主要通过肾小管上皮细胞内的谷氨酸脱氨酶和转氨酶的作用完成。

谷氨酸脱氨酶将谷氨酸中的氨基团剥离出来,生成氨和α-酮戊二酸。

然后,α-酮戊二酸与谷氨酸反应,通过转氨酶的作用生成两个分子的谷氨酸。

谷氨酸在体内具有多种生理意义。

首先,谷氨酸是一种重要的代谢物质,它参与多种代谢途径。

例如,谷氨酸可以通过谷氨酸-丙氨酸转氨酶的作用与丙氨酸反应,生成α-酮戊二酸和谷氨酰胺,从而参与三羧酸循环。

此外,谷氨酸还可以通过谷氨酸-半胱氨酸转氨酶的作用与半胱氨酸反应,生成谷氨酰胺和半胱氨酸,从而参与硫氨酸代谢途径。

谷氨酸是一种重要的神经递质。

谷氨酸可以在神经元之间进行传递,参与神经信号的传导。

在突触间隙中,谷氨酸通过释放到突触间隙中,与N-甲基-D-天冬氨酸受体结合,从而引起兴奋性神经传递。

此外,谷氨酸还可以通过谷氨酸脱羧酶的作用转化为γ-氨基丁酸(GABA),从而参与抑制性神经传递。

谷氨酸还参与体内的氮平衡调节。

体内氮平衡是指体内氮的摄入与排出之间的平衡状态。

谷氨酸可以通过谷氨酰胺酶的作用水解为谷氨酸和氨,其中氨可以转运到肝脏进一步代谢,生成尿素排出体外。

通过这一途径,谷氨酸可以帮助体内排除多余的氨基团,维持体内的氮平衡。

谷氨酸是一种重要的氨基酸,它在体内通过多个途径合成。

谷氨酸在体内具有多种生理意义,包括参与代谢途径、作为神经递质以及调节体内的氮平衡。

氨基酸

氨基酸


生物合成
谷氨酸的生物合成有两个来源:一是谷氨 酰胺脱氨基;二是三羧酸循环中间产物α-酮 戊二酸转氨基。 天冬氨酸由三羧酸循环的中间产物草酰乙 酸转氨基生成。


重摄取

大部分经谷氨酸或天冬氨酸能神经末梢重 摄取,也可被胶质细胞摄取。
谷氨酸的重摄取是由突触前膜高亲和性转 运体承担的,目前已克隆出四种高亲和性 谷氨酸转运体:GLAST1、GLT1、EAAC1、 EAAT4。


印防己毒素(picrotoxin) 神经甾体(neurosteroid) 青霉素

GABAB受体 GABAB受体与K+通道偶联,激动时K+通 道开放,使突触后膜超极化,引起慢速 IPSP。 GABAB受体激活时与Gi/o蛋白偶联阻滞Ca2 +内流,从而减少兴奋性神经递质的释放, 起突触前抑制作用。

GABA受体 GABA受体可分为GABAA、GABAB和 GABAC三种亚型。 GABAA受体 GABAA受体属配体门控性离子通道受体。 GABA受体、氯离子通道和苯二氮卓受体组 成超分子功能单位,即“GABA受体-氯离 子通道-苯二氮卓受体复合物”。




调节GABAA受体功能的物质 激动剂和拮抗剂:蝇蕈醇(muscimol)、 异四氢烟酸(isoguvacine);荷包牡丹碱 (bicuculline) 巴比妥类药物 苯二氮卓类药物(BZ):BZ的结合位点 位于构成GABAA受体的α1亚基和γ2亚基的 界面上。


GABA的分布 GABA在哺乳类动物CNS内分布广泛,其中 四迭体、间脑、黑质和苍白球含量最高, 脊髓含量最低。

GABA的代谢 GABA是经谷氨酸脱羧基生成的,其合成酶 为谷氨酸脱羧酶(GAD)。 GABA失活主要依赖于神经末梢和神经胶质 细胞的重摄取,这种重摄取是由依赖于Na+ /Cl-的GABA转运体(GAT)完成的。

谷氨酸转运体与脑缺血的研究综述

谷氨酸转运体与脑缺血的研究综述

谷氨酸转运体与脑缺血的研究综述摘要谷氨酸盐,是神经系统中最重要的兴奋性神经递质之一。

由于细胞外缺少谷氨酸代谢酶,故其灭活方式主要依赖于谷氨酸转运体的摄取。

脑缺血时,谷氨酸转运体表达障碍或失活,导致细胞外或突触间隙内谷氨酸盐过度聚积进而引起神经毒性反应甚至神经元死亡,因此谷氨酸盐转运机制的深入研究对于脑缺血等疾病的病因学及治疗方面起着重要的意义。

本文就谷氨酸转运体的分类与脑缺血保护的关系做以综述。

关键词谷氨酸,转运载体,脑缺血谷氨酸转运体分类(一)NA离子依赖性转运体目前已知的位于细胞膜的高亲和力转运体有5 种,分别为:GLAST (EAAT1)、G L T ( E A A T 2 ) 、E A A C 1 (EAAT3)、EAAT4和EAAT5。

其中EAAT1 和EAAT2 主要在星型胶质细胞表达,在终止谷氨酸能神经传递、维持细胞外液Glu 浓度处于低水平、防止其兴奋性毒性作用以及对过量Glu的转运中发挥着主要作用。

低亲和力谷氨酸转运体VGLUTs 分布于囊泡膜上,它能够特异地将突触囊泡外的Glu 转运进入突触囊泡内。

目前VGLUTs 有3 种:Ⅰ型囊泡谷氨酸转运体(VGLUT1)、Ⅱ型囊泡谷氨酸转运体(VGLUT2)和Ⅲ型囊泡谷氨酸转运体(VGLUT3).EAATs 和VGLUT1 转运Glu 时的一个非常重的区别就是EAATs 依赖钠离子的存在,而VGLUT1发挥其转运Glu的功能则低浓度的氯化物是必要的。

和EAATs 相比,VGLUT1 的表面亲和力实质上较低。

EAATs 识别天冬氨酸和Glu,并以两者作为底物,而VGLUT1 不识别天冬氨酸[12]。

VGLUT1 能够将Glu 转运进入突触囊泡,并具有能量依赖性和底物特异性,由这种特性可以推断,VGLUT1 作为囊泡谷氨酸转运体,其表达可定义神经元的谷氨酸能表型,即可以作为谷氨酸能神经元的标志.(二)非Na离子依赖型转运体Na +非依赖性谷氨酸转运体———胱氨酸-谷氨酸转运体调节的谷氨酸释放除了Na+ 依赖性的谷氨酸转运体,体内尚有其他的转运体也参与了细胞外Glu稳态的调节作用,尤其是胱氨酸-谷氨酸转运体。

生物体内谷氨酸代谢途径及其在神经系统中的作用及机制分析

生物体内谷氨酸代谢途径及其在神经系统中的作用及机制分析

生物体内谷氨酸代谢途径及其在神经系统中的作用及机制分析谷氨酸是生物体内一种重要的氨基酸,在人体中发挥着重要的生理功能。

作为多种代谢途径的重要基础物质,谷氨酸在神经系统中的作用尤其引人关注。

本文将从生物体内谷氨酸的代谢途径入手,探讨其在神经系统中的作用及机制。

一、谷氨酸代谢途径概述1. 谷氨酸氨基转移反应在生物体内,谷氨酸主要在肝脏、肌肉和大脑等组织中代谢。

其中最重要的途径是谷氨酸氨基转移(GOT)反应。

此反应是谷氨酸从胆汁酸、尿素、葡萄糖、乳酸和丙酮酸等物质合成胆碱等化合物的基础。

在此反应中,天冬氨酸被谷氨酸氨基转移到α-酮戊二酸上,形成门冬氨酸和谷酰酸,同时释放出氨基团。

氨基团进入尿素循环途径后经过一系列反应,最终合成尿素,从而从人体中排泄出去。

2. 谷氨酸-尿素循环谷氨酸-尿素循环是另一个重要的谷氨酸代谢途径。

谷氨酸在肝脏中被转化为尿素,进而排泄出体外。

在此过程中,谷氨酸被转化为天冬氨酸,天冬氨酸进一步被转化为尿素,最终从人体中排泄出去。

3. 瘤氨酸-谷氨酸循环瘤氨酸-谷氨酸循环也是谷氨酸代谢途径中的一个重要组成部分。

该循环是葡萄糖异生和一些神经递质的合成的基础,通常发生在肝脏和胰岛素细胞中。

4. 谷氨酸-谷酰胺循环谷氨酸-谷酰胺循环也是谷氨酸代谢途径中的一个重要组成部分,它是细胞内氮循环的主要途径之一。

谷氨酰胺是谷氨酸和胆碱酰基结合后形成的产物,它具有维持细胞内稳态、抗氧化和信号传导等重要功能。

二、谷氨酸在神经系统中的作用1. 神经元营养和代谢神经元在自身运作过程中需要大量能量,而谷氨酸可以作为神经元营养的重要来源。

在神经系统中,谷氨酸可以通过神经细胞内磷酸合成酶的作用被转化为ATP,作为神经元的主要能源。

2. 神经元发育和成熟谷氨酸在神经系统中的另一个重要作用是参与神经元发育和成熟。

在胎儿和青少年期,谷氨酸作为神经递质和神经调节因子的前体,参与了神经元的形成和发育过程。

3. 神经元保护和修复研究表明,谷氨酸在神经系统中还具有保护神经元的作用。

谷氨酸和谷氨酰胺转运系统的研究进展_王秋菊

谷氨酸和谷氨酰胺转运系统的研究进展_王秋菊

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6期
王 秋菊等 : 谷氨酸 和谷氨酰胺 转运系统的 研究进展
903
机制 。
2 谷氨酸和谷氨酰胺转运系统及主要载体 特点
王秋菊 许 丽
1 1*
范明哲
2
(1. 东北 农业大学动 物科技学院 动物营养 与饲料系 , 哈尔 滨 150030;2. 圭 尔夫大学 安大略 农业学院 动物与家 禽科学系 , 圭尔 夫 N1G2W 1, 加拿大 )
摘 要 : 谷氨酸作为幼年动物重要的氨基酸 , 是肠内 能量生成的最 大贡献者 , 它不能由机体 自 身合成 , 需额外添加或通过谷氨酸前体物谷氨酰胺转化而成 。 谷氨酸是谷胱甘肽合成的重要底 物 , 对动物肠道抗氧化剂的提供有重要作用 , 其转运依靠谷氨酸转运载体完成 。 因此 , 本文就谷 氨酸和谷氨酰胺转运系统的分类及作用机制做一综述 。 关键词 : 谷氨酸 , 谷氨酰胺 , 转运载体 , 作用机制 中图分类号 : S 811. 2 文献标识码 : A 文章编号 : 1006267X ( 2011) 060901 07 谷氨酸 ( G l u ) 作为 动物黏膜 主要的能 源物质 之一 , 可以氧 化供 能 , 为 动物 机体提 供能 量 , 是肠 内能量生成的 最大贡 献者
[ 28] [ 19] [ 27] [ 26]
转运系统 。 X A G 转运系统可以发挥转运载体和离 子通道的作用
2. 1 X A G 转运系统 2. 1. 1 X AG 转运系统分类及特点 N a 依赖的兴奋 性氨基酸转 运载体或 谷氨酸 转运载体可以调节中枢神经系统细胞内 外谷氨酸 的转运 , 并 调节细 胞外谷 氨酸 的浓 度 , 属 于 X A G
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锻作者踊j垡盍亟 甘麓 五砖一‘一I
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采用免疫组织化学和图像分析方法探讨GLAST在豚鼠耳蜗内的表达 及分布,对照组采用PBS代替一抗:采用耳蜗内灌注GLAST抗体,拮抗耳 蜗内GLAST,以ABR、耳蜗基底膜铺片和透射学坝I?学位论文
照组采用人工外淋巴液代替GLAST抗体。
2结果 2.1 谷氨酸一天冬氨酸转运体在豚鼠耳蜗的分布
2.1 1 正常耳蜗内毛细胞、外毛细胞、支持细胞、螺旋神经节细胞、血 管纹边缘细胞和螺旋缘上皮细胞,均有谷氨酸一天冬氨酸转运体样免疫反
应(glutamate-aspartate transporter·likeimmunoreactivity,GLAST—IR)呈棕
黄色阳性表达。其中内毛细胞、外毛细胞、内毛细胞周围的支持细胞(包 括内柱细胞)、外毛细胞周围的Deiter细胞和螺旋神经节细胞表达呈强阳 性;而外毛细胞周围的其他支持细胞,包括Hensen细胞、Claudius细胞, 血管纹边缘细胞和螺旋缘上皮细胞表达稍弱。
2.1.2采用图像分析方法对耳蜗内GLAST—IR阳性表达部位进行分析提 示:内毛细胞第2转与其他各转比较GLAST—IR阳性反应明显增强
(尺O.05),其他各转之间的差异性不明显(协O.05):外毛细胞各转 GLAST—IR阳性反应强度之间均有明显差异性(P<O.05),而且GLAST—IR 反应从第1转到第4转依次递减。 2.2 GLAST抗体对豚鼠耳蜗听反应阈及形态学的影响 2.2.1 耳蜗内灌注GLAST抗体后ABR测定实验组和对照组豚鼠在手术 前ABR反应阈之间无明显差异。手术后实验组始终未引出ABR。手术后3 天,对照组只有2只豚鼠引出ABR,但是反应闽较高;手术后6天,对照 组均引出ABR,反应闽平均62.5±5.25 dB SPL,与手术前相比反应阈值 升高(P(O.05):手术后9天,对照组均引出ABR,反应阈平均47.5±6.18dB SPL,与手术前相比反应闽值升高(RO.05),与手术后6天相比反应阈 值降低(尺O.05)。 2.2.2形态学观察耳蜗铺片示对照组耳蜗顶转至底转,内、外毛细胞 听毛形态基本正常,靠近蜗顶处外毛细胞有少量缺失。实验组可见内毛 细胞、外毛细胞病变广泛,遍于耳蜗各转,且从蜗底到蜗顶逐渐加重,
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glutamine synthetase hair cell inner hair cell outer hair cell phosphate-at!-·tivatedglutaminase
中文全称
听性脑干反应 中枢神经系统 3,3。二氨基联苯胺 兴奋性氨基酸 谷氨酸一天冬氨酸转运体 谷氨酸一天冬氨酸转运体 样免疫反应 谷氨酰胺 谷氨酸转运体l 谷氨酸 谷氨酰胺合成酶 毛细胞 内毛细胞 外毛细胞 磷酸激活谷氨酰胺酶

第川军医人学顺l‘学位论史
以底转最轻,靠近顶转最为明显,可见内毛细胞缺失,三排外毛细胞均 有严重损伤表现,纤毛失去正常形态,排列紊乱,外毛细胞缺失数量较 多,尤以第l、2排外毛细胞为著。透射电镜观察示对照组耳蜗毛细胞形 态基本正常:实验组可见毛细胞胞浆空化明显:线粒体肿胀,嵴断裂、 融合变短或消失。 3小结 3.1 耳蜗内GLAST分布广泛,存在于内毛细胞、外毛细胞、支持细胞、 螺旋神经节细胞、血管纹和螺旋缘的边缘细胞。其中内毛细胞、外毛细 胞、内毛细胞周围的支持细胞(包括内柱细胞)、外毛细胞周围的Deiter 细胞和螺旋神经节细胞表达呈强阳性;而外毛细胞周围的其他支持细胞, 包括Hensen细胞、CtaudiUS细胞,血管纹边缘细胞和螺旋缘上皮细胞表 达稍弱。 3.2 图像分析结果提示:在不同耳蜗转,GLAST在内毛细胞和外毛细胞 分布具有差异性。在内毛细胞以第2转分布最为密集(P<O.05);在外毛 细胞GLAST分布从第l转到第4转逐渐依次递减(P<O.05)。有文献表明, 耳蜗传入神经分布情况与此类似,因此,GLAST的分布情况可能是与耳蜗 传入神经的分布的密度有关,其功能可能与听觉神经传入功能密切相关。 3.3耳蜗鼓阶灌注GLAST抗体后,未引出ABR,出现耳蜗毛细胞损伤等 表现,与对照组有明显差异性(P<O.05),这些结果表明,GLAST抗体能 够造成耳蜗毛细胞和传入神经的损伤,GLAST功能可能与中枢神经系统中 的GLAST一样,体现在对突触间隙Glu的重新摄取上,保持细胞外环境 较低的Glu浓度,防止Glu的神经毒性影响。 3.4耳蜗灌注给药可能面临术中外淋巴液流失、血液流入外淋巴、毛细 胞外环境改变、耳蜗灌注的压力引起基底膜的震荡等的损伤和问题,所 以临床上及实验研究中耳蜗灌注给药时应该进一步完善操作技术。
氨酸转运体之一一谷氨酸一天冬氨酸转运体(glutamate—aspartate transporter,GLAST)在豚鼠耳蜗内的表达及分布,采用GLAST抗体拮抗 耳蜗内GLAST,通过听性脑干反应(audi tory brainstem response,ABR)
测试和耳蜗形态学改变作为判断指标,探讨GLAST在防止耳蜗Glu神经 毒性中的作用和机理。 1 实验方法
笫叫军医人学坝I:学位论文
谷氨酸一天冬氨酸转运体在豚鼠Corti器 的分布及生理意义的探讨
硕士研究生:纪育斌

师:王锦玲教授(主任医师)
邱建华教授(主任医师)
第四军医大学西京医院全军耳鼻咽喉专科中心,西安710032
中文摘要
谷氨酸(glutamate,Glu)是耳蜗传入神经系统兴奋性突触传递的主 要神经递质,在介导突触兴奋性活动和突触可塑性方面起着重要作用。 同时,许多研究表明,耳蜗缺血、缺氧或过度声刺激均可使耳蜗内毛细 胞、支持细胞释放大量Giu,对耳蜗内毛细胞、外毛细胞、传入神经纤维 和螺旋神经节产生毒害作用。既往对中枢神经系统(central nervous system,CNS)的研究中已经证实,谷氨酸转运体在清除突触间隙Glu,防 止Glu神经毒性中发挥重要作用。本实验采用免疫组织化学方法研究谷
㈣糊:j型盍邀导獬:丕擎!兰s啊 汾r 6一’
第叫军I廷人学嘟!Ij学位论立
缩略语表
缩略语
ABR CNS DAB
英文全称
auditory brainstem response central ilcrvous system 3,3’一diamionbenzidine
EAAS
excitatory amino acids
GLAST
glutamate—aspartate transporter
GLAST··IR glutamate--aspartate transporter
Gm
GⅡ
Gm
-likeimmunoreactivity glutamine glutamate transporters 1 glutamate
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