神经生物学的形态学研究方法
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第一部分神经生物学的形态学研究方法一、研究神经细胞的形态及细胞构筑的方法
(一)尼氏(Nissl)染色法
原理用碱性染料染神经组织
常用染料焦油紫、硫堇、中性红
结果尼氏小体被染色,背景无色。
用途皮质的分层、分区、脊髓灰质的分层、核团的分区、细胞的构筑
(二)高尔基(Golgi)镀银染色法
原理铬银与脂蛋白形成复合物,在细胞
膜系统的间隙内形成结晶
结果整个细胞为黑色
用途显示整个细胞的全貌
二、研究神经径路的方法
(一)溃变法
原理神经元胞体或纤维损伤后远侧部分发生顺行变性(纤维交替膨胀和狭窄,呈念珠状继而呈颗粒状),可用镀银法显示或电镜观察。胞体发生逆行变性(胞体内色质溶解,胞体肿胀,核偏向胞体的一边),可用尼氏法显示。
应用研究纤维联系。
(二)辣根过氧化物酶(HRP)标记法
原理HRP注入神经组织或脏器—逆行、顺行、过节标记—H2O2、色原酶反应—呈色
试剂HRP: 1.游离HRP
2.结合HRP(WGA-HRP、CT-HRP)
色原: 1.二氨基联苯胺(DAB)
2.二盐酸联苯胺(BDHC)
3.邻-联茴香胺(OD)
4.四甲基联苯胺(TMB)
稳定剂:硝普钠、钨酸钠
用途研究脏器的神经支配、中枢内核团间的联系等。还可与免疫组织化学、电镜技术等结合。
(三)荧光素轴突逆行传递标记法
原理将荧光物质注射至神经元的轴突分布区, 经分支的末梢吸收后,循轴突逆行输送至胞体。在荧光显微镜下可看到胞体内呈现荧光标记物。
荧光素Furogold FB-NY GB-NY TB-Bb PI-Bb EB-DAPA
应用研究神经元的轴突分支至不同部位的投射。
(四)放射自显影示踪技术
原理将放射性同位素3H等标记的氨基酸导入神经组织,氨基酸被神经元摄取后在胞体内合成蛋白质,沿轴突顺行运输,分
布于整轴突和末梢,同位素产生的核射线使照相乳胶感光,
根据感光银粒所在部位和黑度判断放射性示踪剂的位置和
数量,从而确定神经纤维的路径。
示踪剂3H -脯氨酸标记终末、跨突触标记
3H -亮氨酸标记终末、纤维
3H -HRP酶蛋白与HRP结合双标记
用途研究神经元的传出路径
(五)2-脱氧葡萄糖放射自显影法
原理2-DG能与葡萄糖竞争和6-磷酸葡萄糖异构酶结合,但不能转化为相应的磷酸果糖,因此滞留在细胞中。将2-DG标记上
放射性同位素,就可追踪中枢神经系统中各种神经结构的代
谢率。
结果在感光底片上,代谢率较高的核团和区域银粒较密。
用途显示处于兴奋状态的神经元链。
(六)植物凝集素标记法
原理凝集素通过神经细胞膜上不同受体的介导而被胞饮入神经元内,经轴突运输至一定部位,再用免疫组化的方法显示。凝集素麦芽凝集素(WGA)可与HRP、荧光素结合
菜豆凝集素(PHA-L)
用途顺行或逆行追踪,研究神经通路。
(七)葡聚糖胺结合生物素
原理葡聚糖胺结合生物素(BDA) 被胞饮入神经元内,经轴突运输至一定部位,再用组化反应或荧光显微镜显示。
用途顺行追踪,研究神经通路。
(八)病毒标记法
原理活病毒导入神经元,增殖,顺次进入各级神经元,用免疫组织化学显示。
病毒疱疹病毒(单纯疱疹病毒Ⅰ型、猪疱疹病毒)
弹状病毒
用途跨突触标记(顺向或逆向)
近年来,用分子生物学方法制作基因重组病毒。将绿色荧光蛋白(GFP)的基因整合入病毒,通过病毒增值,GFP在感染的神经元中表达。在荧光显微镜下观察GFP基因重组病毒在单个神经元范围内顺行或逆行标记,可显示神经元全貌,与Golgi法相似。
三、研究神经肽分布的方法
(一)黄递酶组织化学
原理尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸-黄递酶(NADPH-d)是神经型一氧化氮合成酶(nNOS)的辅酶,两者高度共存。可将底物B-
NADPH氧化成B- NADP,释放H2,使显色试剂硝基四氮唑蓝
(NBT )还原成DBT,黄色变成蓝色或紫蓝色。
用途研究周围及中枢神经系统nNOS神经元。
(二)诱发荧光组织化学法
原理神经元内含量很微的单胺类物质如多巴胺(DB)、去甲肾上腺素(NA)、肾上腺素(A)和 5-羟色胺(5-HT)与某些醛
类物质在一定条件下发生聚合反应,形成新的环形化合物,
在荧光显微镜下发出较强的不同颜色的荧光。
醛类乙醛酸、多聚甲醛加戊二醛等
用途研究周围及中枢神经系统单胺类神经元。
(二)免疫细胞化学方法
原理用特异抗体加在神经组织切片上孵育,形成抗原-抗体复合物,将之用可见物质(荧光素、HRP、同位素等)标记出来,
在镜下观察。
分类直接法间接法
直接法标记抗体——抗原——显微镜观察
特点:简单、省时、特异性高、非特异性染色轻。敏感性差,一种标记抗体只能检测一种抗原。现少用。
间接法标记抗抗体抗体抗原显微镜观察
特点:只要标记一种抗体就可检测多种抗体。敏感性高,用途较广。目前多用。
非标记抗体过氧化物酶-抗过氧化物酶法(抗酶抗体、PAP法)原理酶抗体(兔)——二抗(羊)——一抗(兔)——抗原
抗生物素蛋白-生物素-过氧化物酶复合物法(ABC 法)
原 理 生物素即维生素H ,它与卵白素有极高的亲合力;生物素
与抗体或多种酶结合后,抗体及酶的活性不受影响。
ABC 复合物——生物素化二抗(羊)——一抗(兔)——抗原
ABC 复合物: HRP-生物素-卵白素
卵白素 酶 生物素 待测抗原 一抗(兔)
A B C 复合物
待测抗原 一抗 二抗