游佳鵬，宋長寶，梁妃學(xué)

南方醫(yī)科大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)院神經(jīng)信息工程實(shí)驗(yàn)室，廣東 廣州 510515

動(dòng)物通過雙耳獲得外界的聲音信息，并從多個(gè)平行的神經(jīng)通路將聲音信號(hào)和行為反應(yīng)聯(lián)系起來，從而指導(dǎo)它們自身的活動(dòng)［1］，紋狀體在這里發(fā)揮了重要作用。嚙齒動(dòng)物的紋狀體沿著喙尾軸延伸分布，并接收來自大腦各個(gè)皮層的神經(jīng)輸入［2-6］。盡管進(jìn)行了數(shù)十年的研究，但目前關(guān)于紋狀體的解剖功能組織知識(shí)和衍生理論在很大程度上都依賴于對(duì)其喙部研究所獲得的結(jié)果［7］。紋狀體的尾部區(qū)域，又被稱為紋狀體的尾巴（TS），是一個(gè)相對(duì)較小的區(qū)域。雖然現(xiàn)有的研究確定了感覺運(yùn)動(dòng)皮層、視覺皮層和聽覺皮層（AC）是TS神經(jīng)元的主要輸入來源［8］，特別是來自聽覺核團(tuán)的神經(jīng)輸入會(huì)匯集于TS內(nèi)［9］，但有關(guān)于TS的特性，包括神經(jīng)元特性，仍然是不清楚的。

根據(jù)現(xiàn)有的研究表明，紋狀體主要的神經(jīng)元類型是GABA能的中等多棘神經(jīng)元（MSN），也被稱為紋狀體投射神經(jīng)元（SPN），它在神經(jīng)元群中的占比高達(dá)95%［10］。剩余只有不到5%是中間神經(jīng)元，由幾種不同的GABA能和膽堿能中間神經(jīng)元組成，其中包括以表達(dá)小白蛋白（PV）中間神經(jīng)元為代表的快速尖峰中間神經(jīng)元（FSI）［11］等。雖然中間神經(jīng)元的占很少，但都能提供局部的輸入影響SPN的活動(dòng)［12,13］。在這里，PV神經(jīng)元發(fā)揮了重要作用。

根據(jù)現(xiàn)有的研究表明，PV神經(jīng)元在AC及其下行聽覺投射腦區(qū)TS內(nèi)都是主神經(jīng)元抑制性調(diào)控的主要來源［14-18］。雖然PV神經(jīng)元在這兩個(gè)腦區(qū)局部環(huán)路的調(diào)控中都發(fā)揮了關(guān)鍵作用，但TS的GABA能神經(jīng)元數(shù)量占比很小，而皮層內(nèi)的GABA能神經(jīng)元數(shù)量占比卻達(dá)到了20%［19］，這表明PV神經(jīng)元在這兩個(gè)腦區(qū)的局部調(diào)控中可能發(fā)揮著不同的作用。神經(jīng)元的電生理特性是神經(jīng)元網(wǎng)路功能作用的基礎(chǔ)，雖然目前對(duì)紋狀體PV神經(jīng)元電生理特性的研究有了一定的進(jìn)展［14］，但這些進(jìn)展依然是建立在對(duì)喙部研究的基礎(chǔ)上，根據(jù)有關(guān)報(bào)道指出，紋狀體不同區(qū)域的PV 神經(jīng)元存在不同的電生理特性［20］，TS內(nèi)的還不是很清楚。另外，目前對(duì)AC的PV神經(jīng)元操控聽覺信息的表達(dá)［21］以及對(duì)調(diào)控動(dòng)物和聽覺有關(guān)的行為［22,23］等已經(jīng)有非常充分的研究，因此，本研究重新評(píng)估TS的PV（TS-PV）神經(jīng)元的電生理特性，并和AC的PV（AC-PV）神經(jīng)元作比較，這將有助于我們理解TS的PV神經(jīng)元處理聽覺信息的機(jī)制。

1 材料和方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

1.1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物 本實(shí)驗(yàn)所使用的轉(zhuǎn)基因鼠Ai14小鼠、PV-Cre小鼠最初在Jackson Laboratory處購得，后在上海南方模式生物凈化處繁殖產(chǎn)生子代鼠，子代鼠在南方醫(yī)科大學(xué)SPF級(jí)動(dòng)物中心飼養(yǎng)、繁殖，經(jīng)基因鑒定后，篩選出Ai14、PV-Cre基因陽性的小鼠。PV-Cre雄性小鼠（5～8周齡）與Ai14雌性小鼠（純合子，5～8周齡）同籠飼養(yǎng)雜交，其后代小鼠4周齡時(shí)，經(jīng)過基因鑒定篩選出PVCre-Ai 14的子代雜交鼠。所有的動(dòng)物繁殖和實(shí)驗(yàn)手術(shù)程序都遵循[南方醫(yī)科大學(xué)動(dòng)物倫理與使用委員會(huì)標(biāo)準(zhǔn)（批準(zhǔn)號(hào)為L2017207）]。

1.1.2 實(shí)驗(yàn)試劑 麻醉氣體異氟烷（瑞沃德生命科技有限公司），磷酸鹽緩沖液（PBS，思瑪特生命科技有限公司），氯化鈉（NaCl）、氯化鉀（KCl）、六水合氯化鎂（MgCl2·6H2O）、氯化鈣（CaCl2）、三水合磷酸二氫鈉（NaH2PO4·3H2O）、丙酮酸鈉（Sodium Pruvate）、碳酸氫鈉（NaHCO3）、葡萄糖（Glucose）、蔗糖（Sucrose）[西格瑪奧德里奇（上海）貿(mào)易有限公司]。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 PV-Cre-Ai14小鼠基因鑒定 PV-Cre-Ai14轉(zhuǎn)基因小鼠可以標(biāo)記全身所有PV神經(jīng)元，呈紅色熒光。出生后7d 內(nèi)的小鼠，顱骨壁薄，毛發(fā)還未生長，用綠色LED光照射小鼠頭部，佩戴紅色濾光眼鏡觀察，如果能清楚地看到小鼠頭部存在紅色區(qū)域，比如鼻子、耳朵部分，則該小鼠的基因型為PV-Cre-Ai14。使用該方法篩選出PV-Cre-Ai14陽性小鼠，用以選擇性記錄AC和TS內(nèi)的PV神經(jīng)元。

1.2.2 動(dòng)物灌流 通過吸入式氣體（異氟烷）深度麻醉小鼠，在操作臺(tái)上固定小鼠的四肢，暴露胸腹部，使用外科手術(shù)剪剪開胸腔的皮膚，剪斷肋骨，暴露心臟和肝臟。灌注針扎進(jìn)左心室的心尖處，剪開右心耳，灌注大約15 mL 1×PBS后就可以觀察到小鼠的肝臟和四肢開始發(fā)白，繼續(xù)灌注直至從右心房流出的液體接近透明無色，更換PBS為4%多聚甲醛（PFA）繼續(xù)灌注。PFA灌入后，可以觀察到小鼠的尾巴開始翹起，全身的肌肉僵硬收縮。繼續(xù)灌注直至小鼠尾巴翹起后又放下。用剪刀取下頭部，用外科剪小心完全剝離顱骨，取下腦組織，浸泡在4%PFA中，放到4 ℃冰箱中固定24 h以上。

1.2.3 離體腦片的制備和孵育 PV-Cre-Ai14小鼠稱取質(zhì)量后，通過吸入式氣體（異氟烷）深度麻醉小鼠，用大手術(shù)剪剪斷頭后，迅速剖開顱骨，取下腦組織置于含有碎冰的冷凍切片液中，切片液成分如下：60 mmol NaCl，3 mmol KCl，1.25 mmol NaH2PO4，25 mmol NaHCO3，115 mmol Sucrose，10 mmol Glucose，7 mmol MgCl2，0.5 mmol CaCl2，pH 為7.4，滲透壓為300 mOsm/(kg·H2O)。隨后在切片液中使用振動(dòng)切片機(jī)（T-l000S，LEICA，USA）制備出含有AC和TS，厚度為300 μm的冠狀腦切片若干，并迅速轉(zhuǎn)移至恒溫（34 ℃）人工腦脊液孵育槽內(nèi)孵育，人工腦脊液的成分為：126 mmol NaCl，2.5 mmol KCl，1.25 mmol NaH2PO4,26 mmol NaHCO3，1 mmol MgCl2，2 mmol CaCl2，0.5 mmol Ascorbic acid,2 mmol Sodium Pruvate,and 10 mmol Glucose，pH 為7.4，滲透壓為310 mOsm/(kg·H2O)，至少孵育30 min。實(shí)驗(yàn)全程都給予95%O2和5%CO2的混合氣體。

1.2.4 電生理記錄 選取孵育槽內(nèi)的腦片移至記錄槽內(nèi)。在配備有紅外光源的直立熒光顯微鏡（Nikon Eclipse FN1）下觀察并記錄神經(jīng)元，在綠色光源下，只有具有紅色熒光標(biāo)記的PV神經(jīng)元才是全細(xì)胞記錄的對(duì)象。記錄用的玻璃電極為帶有內(nèi)芯的硼硅酸鹽玻璃微電極（USA），電極尖端灌入含鉀基的細(xì)胞內(nèi)溶液，成分為：125 mmol K+-gluconate，10 mmol HEPES，10 mmol EGTA，4 mmol Mg-ATP，0.3 mmol GTP,2 mmol KCl，0.1 mmol CaCl2，8 mmol Phosphocreatine Sodium，pH為7.2。保持尖端電阻在7～12 MΩ。通過微型操作儀（MP-285,Sutter Instrument,USA）將有一定正壓的玻璃電極移到目標(biāo)神經(jīng)元表面，壓迫在細(xì)胞膜上形成凹痕，撤去正壓給予較小的負(fù)壓以形成高阻封接（電阻在1 GΩ 以上），穩(wěn)定后口吸破膜形成全細(xì)胞記錄。在電流鉗模式下，通過向細(xì)胞內(nèi)注入-150～600 pA的步進(jìn)電流來記錄PV神經(jīng)元的動(dòng)作電位（AP）反應(yīng)，步進(jìn)間隔為50 pA，電流持續(xù)注入時(shí)間為300 ms。實(shí)驗(yàn)全程循環(huán)灌流恒溫（34 ℃）人工腦脊液，并給予含95%O2和5%CO2的混合氣體。在電壓鉗模式下進(jìn)行PV神經(jīng)元胞體染色。記錄用的玻璃電極尖端內(nèi)灌注含有0.3%生物素（Biocytin）的含鉀基細(xì)胞內(nèi)溶液，形成全細(xì)胞記錄后，停留20 min，使得Biocytin能夠充分侵染PV神經(jīng)元的胞體、樹突和軸突。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，將腦片浸泡于4%多聚甲醛溶液（PFA）中8 h以上。

1.2.5 免疫染色 腦片浸泡結(jié)束后，轉(zhuǎn)移至磷酸鹽緩沖液PBS中沖洗3遍，隨后浸泡在0.3%Triton中，并用錫箔紙完全密封避光，放置在搖床上振蕩。3 h后，用PBS沖洗。隨后浸泡在用5%牛血清稀釋的Streptavidin-Cy3中，用錫箔紙完全包裹住避光。在搖床上振蕩6 h后，將其用磷酸鹽PBS沖洗，封片，在共聚焦顯微鏡下觀察所記錄神經(jīng)元的形態(tài)，并拍照保存。

1.3 數(shù)據(jù)處理

TS-PV和AC-PV神經(jīng)元的電生理性質(zhì)比較包括AP的峰電位特性、后電位特性以及重復(fù)放電特性的比較。在全細(xì)胞電流鉗模式下向PV神經(jīng)元細(xì)胞內(nèi)注入步進(jìn)電流激發(fā)并記錄其電反應(yīng)。分析AP反應(yīng)時(shí)，選取基強(qiáng)度（Rheobase，引起PV神經(jīng)元產(chǎn)生AP的最小電流強(qiáng)度）下產(chǎn)生的第一個(gè)AP進(jìn)行分析。峰電位特性主要分析的指標(biāo)有：AP半峰寬、幅值、AP最大上升斜率和最大下降斜率。后電位特性主要的分析指標(biāo)有包括后超極化持續(xù)時(shí)間和后超極化波谷［24］。重復(fù)放電特性的分析指標(biāo)有F/I斜率［25］和AP的尖峰頻率自適應(yīng)（SFA）［24］。所有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的讀取、分析都通過Clampfit和MATLAB 2018b（Math Works）軟件完成，隨后的畫圖主要通過Excel、Origin 2021（Origin Lab）軟件完成。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

使用Origin 2021（Origin Lab）軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理，各個(gè)結(jié)果的數(shù)值都以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)誤來表示。兩個(gè)腦區(qū)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)之間的比較都首先使用夏皮羅-威爾克檢驗(yàn)（Shapiro-Wilk'Test）檢驗(yàn)兩組數(shù)據(jù)是否都符合正態(tài)分布。都符合正態(tài)分布的數(shù)據(jù)使用樣本t檢驗(yàn)，不符合正態(tài)分布的數(shù)據(jù)使用曼-惠特尼u檢驗(yàn)（Mann-WhitneyUTest），P＜0.05表示差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩類PV神經(jīng)元?jiǎng)幼麟娢话l(fā)放比較

圖1A 為使用Biocytin 填充并重建形態(tài)學(xué)后的TS-PV神經(jīng)元，圖1C為AC-PV神經(jīng)元。可以看到，和AC-PV神經(jīng)元相比，TS-PV神經(jīng)元有更為密集分布的樹突軸突。圖1B和圖1D分別顯示了TS-PV神經(jīng)元和AC-PV神經(jīng)元分別在亞閾值和超閾值步進(jìn)電流下的響應(yīng)示例，兩類PV神經(jīng)元在長時(shí)間步進(jìn)電流中都表現(xiàn)出了高頻放電，但相比較之下，TS-PV神經(jīng)元的放電頻率較低，AC-PV神經(jīng)元發(fā)放AP的時(shí)間更早。為了具體研究兩類PV神經(jīng)元AP的發(fā)放特性，我們測量了它們響應(yīng)基強(qiáng)度電流的第一個(gè)AP發(fā)放延遲（圖1E），TS-PV神經(jīng)元的為50.1±9.62 ms，AC-PV神經(jīng)元的為11.0±1.54 ms，具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＜0.001）。對(duì)兩類PV神經(jīng)元內(nèi)在電生理特性的測量表明，雖然它們處于相同的靜息膜電位上（圖1F；TS-PV神經(jīng)元：65.4±1.26 mV；AC-PV神經(jīng)元：67.3±1.32 mV；P＞0.05），但是TS-PV神經(jīng)元的SFA要大于AC-PV神經(jīng)元（圖1G），具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（TS-PV神經(jīng)元：1.35±0.11338；AC-PV神經(jīng)元：0.966±0.0977；P＜0.01）。

圖1 小鼠TS-PV和AC-PV神經(jīng)元的AP發(fā)放特性Fig.1 AP release characteristics of TS-PV and AC-PV neurons in mice.A: Morphological reconstruction of TS-PV neuron recorded by biocyton.B,D:Response recorded during injection of a hyperpolarizing current and a train of APs recorded during injection of a depolarizing current from a TS-PV neuron and a AC-PV neuron,respectively.C:Morphological reconstruction of a ACPV neuron recorded by biocyton.E:Comparison of AP onsets between TS-PV(n=29)neurons and AC-PV (n=22) neurons (***P＜0.001).F: Comparison of resting potentials between TS-PV (n=29)neurons and AC-PV(n=22)neurons(P＞0.05).G:Comparison of SFA between TS-PV(n=29)neurons andAC-PV(n=22)neurons(**P＜0.01).

2.2 兩類PV神經(jīng)元重復(fù)放電特性比較

圖2A和圖2B分別是TS-PV神經(jīng)元和AC-PV神經(jīng)元響應(yīng)去極化步進(jìn)電流的放電示例，兩類PV神經(jīng)元的重復(fù)放電模式在對(duì)去極化電流的反應(yīng)上有所不同。TSPV 神經(jīng)元的放電閾值較高（圖2C）,具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（TS-PV 神經(jīng)元：169±10.1 pA；AC-PV 神經(jīng)元：116±12.0 pA；P＜0.01）。另外，雖然AC-PV神經(jīng)元的平均放電率都高于TS-PV神經(jīng)元（圖2E），但TS-PV神經(jīng)元的F/I斜率要更大（圖2D），具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（TS-PV神經(jīng)元0：0.491±0.0261 Hz/pA；AC-PV神經(jīng)元：0.385±0.0225 Hz/pA；P＜0.01）。

圖2 TS-PV和AC-PV神經(jīng)元的重復(fù)放電特性Fig.2 Repetitive firing characteristics of TS-PV and AC-PV neurons.A,B: Representative firing in response to increasing depolarizing current (0-350 pA,50 pA increments) recorded from a TS-PV neuron and a AC-PV neuron,respectively.C: Comparison of rheobase between TS-PV (n=29) neurons and AC-PV (n=22) neurons(**P＜0.01).D,E:Comparison of F/I slope and normalized average firing rate,respectively,between TS-PV(n=10)neurons andAC-PV(n=12)neurons(**P＜0.01).

2.3 兩類PV神經(jīng)元在閾值附近放電特性比較

圖3A分別是TS-PV神經(jīng)元（紅色）和AC-PV神經(jīng)元（藍(lán)色）在閾值附近放電的AP波形。在峰電位特性上，TS-PV 神經(jīng)元的AP 半峰寬較短（TS-PV 神經(jīng)元：0.332±0.0169 ms；AC-PV 神經(jīng)元：0.617±0.0120 ms；P＜0.001，圖3B），但幅度更大（TS-PV 神經(jīng)元：71.8±1.46 mV；AC-PV 神經(jīng)元：63.4±2.16 mV；P＜0.01，圖3B）。在后電位特性上，AC-PV神經(jīng)元AHP持續(xù)時(shí)間更長（TS-PV 神經(jīng)元：11.5±0.660 ms；AC-PV 神經(jīng)元：14.9±0.976 ms；P＜0.01），但TS-PV神經(jīng)元AHP波谷更大（TS-PV 神經(jīng)元：12.7±0.664 mV；AC-PV 神經(jīng)元：9.60±1.19 mV；P＜0.05，圖3C）。對(duì)兩類PV神經(jīng)元AP上升支和下降支的分析比較顯示，TS-PV神經(jīng)元的AP上升支有更大的最大上升斜率（TS-PV神經(jīng)元：156±6.56 mV/ms；AC-PV神經(jīng)元：125±7.88 mV/ms；P＜0.01，圖3D），下降支也有更大的最大下降斜率（TS-PV神經(jīng)元：-75.1±4.48 mV/ms；AC-PV神經(jīng)元：-59.1±5.59 mV/ms；P＜0.05，圖3E）。

圖3 TS-PV和AC-PV神經(jīng)元的AP波形特性Fig.3 AP waveform characteristics of TS-PV and AC-PV neurons.A:Pepresentative APs recorded from a TS-PV neuron(red trace)and a AC-PV neuron(bule trace).B:Comparison of half width(left,***P＜0.001)and AP amplitude(right,**P＜0.01)between TS-PV(n=29) neurons and AC-PV (n=22) neurons.C: Comparison of AHP duration (left, **P＜0.01) and AHP through (right,*P＜0.05)between TS-PV (n=29) neurons and AC-PV (n=22) neurons.D,E: Comparison of AP maximum rise slope (**P＜0.01) and AP maximum decay slope(*P＜0.05),respectively,between TS-PV(n=29)neurons andAC-PV(n=22)neurons.

3 討論

本研究使用與現(xiàn)有文獻(xiàn)報(bào)道相類似的方法［24］，運(yùn)用離體膜片鉗技術(shù)結(jié)合轉(zhuǎn)基因動(dòng)物，系統(tǒng)地探究并比較了小鼠TS和AC內(nèi)主要的抑制性神經(jīng)元PV神經(jīng)元的電生理性質(zhì)，結(jié)果顯示這兩類PV神經(jīng)元都表現(xiàn)出了高頻放電的電生理特性，這與以往的文獻(xiàn)報(bào)道的結(jié)果相類似［11,24］。本研究結(jié)果進(jìn)一步從AP固有特性的其他方面證明了TS-PV神經(jīng)元和AC-PV神經(jīng)元在電生理性質(zhì)上存在的異同。

現(xiàn)有的研究顯示，在嚙齒動(dòng)物的大腦中，GABA能抑制性中間神經(jīng)元占整個(gè)皮層神經(jīng)元群約20%［19］，而在紋狀體內(nèi)的占比不到5%［11］。抑制性中間神經(jīng)元種類繁多，包含了PV神經(jīng)元在內(nèi)的幾種類型。為了能夠準(zhǔn)確地記錄目標(biāo)神經(jīng)元，本研究通過使用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物PVCre-Ai14小鼠來選擇性地標(biāo)記PV神經(jīng)元。我們記錄了TS-PV神經(jīng)元和AC-PV神經(jīng)元的放電模式，以及使用形態(tài)學(xué)染色的方法重建了它們的細(xì)胞形態(tài)?，F(xiàn)有的研究表明，在形態(tài)學(xué)上，紋狀體的PV神經(jīng)元表現(xiàn)出緊湊且呈球形的軸突場，AC的PV神經(jīng)元?jiǎng)t會(huì)形成獨(dú)特的燭臺(tái)狀突觸終端，在電生理特性上它們都具有快放電的特性，單位時(shí)間內(nèi)動(dòng)作電位的發(fā)放頻率要明顯高于其它類的抑制性神經(jīng)元［11,26］。本研究TS-PV神經(jīng)元的整個(gè)軸突場十分密集且大致呈球形結(jié)構(gòu)，AC-PV神經(jīng)元的軸突向四周伸展且呈燈形，它們都表現(xiàn)出了高頻放電的特性。解剖學(xué)特征結(jié)合電生理特征驗(yàn)證了我們的轉(zhuǎn)基因動(dòng)物對(duì)PV神經(jīng)元的標(biāo)記是準(zhǔn)確的。值得一提的是，和AC-PV神經(jīng)元相比，TS-PV神經(jīng)元的軸突高度分支?，F(xiàn)有的研究表明，皮層內(nèi)的PV神經(jīng)元對(duì)興奮性神經(jīng)元的抑制支配局限在同一層［16］，而紋狀體的PV神經(jīng)元在其軸突的區(qū)域半徑內(nèi)會(huì)盡可能地連接SPN［12,13］，這種差異可能也是由于它們解剖形態(tài)學(xué)所導(dǎo)致。

AP的閾值和神經(jīng)元的興奮性有著密切的聯(lián)系，閾值越低，神經(jīng)元的興奮性越高。在本研究中，我們發(fā)現(xiàn)TS-PV神經(jīng)元的AP不但閾值更大，在基電流強(qiáng)度下的發(fā)放延遲也遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于AC-PV神經(jīng)元。另外，記錄它們對(duì)一系列去極化步進(jìn)電流的響應(yīng)也顯示出和AC-PV神經(jīng)元相比，TS-PV神經(jīng)元的平均放電率要更小。我們的結(jié)果表明雖然兩類PV神經(jīng)元都具有高頻放電的特性，但是TS-PV神經(jīng)元在接受外來刺激信號(hào)時(shí)比AC-PV神經(jīng)元更難被興奮?，F(xiàn)有的研究認(rèn)為PV神經(jīng)元強(qiáng)烈涉及SPN活動(dòng)的前饋抑制［27,28］，而PV神經(jīng)元的低活性和高活性都會(huì)減少SPN的輸出，尤其是過度激活PV神經(jīng)元足以破壞動(dòng)物的神經(jīng)動(dòng)力學(xué)和行為能力［29］。結(jié)合本研究結(jié)果，表明TS-PV神經(jīng)元的高閾值和低放電率特性能夠使其避免過度興奮。一個(gè)有待解決的問題是這些結(jié)果的生物學(xué)意義，以往的研究表明抑制PV神經(jīng)元的活性能模擬稀疏PV神經(jīng)元群的急性效應(yīng)，這與Tourette綜合征［30］和亨廷頓病［31］等疾病有關(guān)。然而，過度激活PV神經(jīng)元目前沒有反映任何已知的生理狀態(tài)［31］，這還需要進(jìn)一步的研究。

本研究發(fā)現(xiàn)TS-PV神經(jīng)元和AC-PV神經(jīng)元在閾值附近表現(xiàn)出顯著不同的AP波形。對(duì)于峰電位的研究結(jié)果顯示，雖然它們擁有相同的靜息膜電位，但TS-PV神經(jīng)元的半峰寬更小，幅度更大。另外，TS-PV神經(jīng)元有更大的AP最大上升斜率和最大下降斜率，這顯示出TS-PV神經(jīng)元在被去極化電流激活后，其膜電位的去極化和復(fù)極化速度都更快。對(duì)于后電位的研究結(jié)果顯示，TS-PV神經(jīng)元超極化程度更深，恢復(fù)到靜息電位的時(shí)間更短。我們的研究結(jié)果顯示，和AC-PV神經(jīng)元相比，TS-PV 神經(jīng)元表現(xiàn)出更狹窄的AP 波形。另外，雖然TS-PV神經(jīng)元的AP發(fā)放閾值較高，放電率較低，但它具有更大的F/I斜率，表明隨著去極化步進(jìn)電流的增加，TS-PV神經(jīng)元AP發(fā)放頻率的增長速度會(huì)更快。因此雖然TS-PV神經(jīng)元的放電率較低，但在接受一定強(qiáng)度的刺激后其快速增長的AP頻率足以延遲或阻止SPN動(dòng)作電位的發(fā)放，從而發(fā)揮強(qiáng)大的抑制作用，這也與現(xiàn)有文獻(xiàn)報(bào)道的PV神經(jīng)元接受興奮性輸入后阻止SPN放電的結(jié)果相似［12］。值得注意的是，TS-PV神經(jīng)元也有更大的SFA。SFA是神經(jīng)元的適應(yīng)機(jī)制，當(dāng)神經(jīng)元接受外界信號(hào)刺激時(shí)，自身的放電頻率會(huì)隨著刺激時(shí)間不斷減弱。SFA與神經(jīng)元的長期可塑性有直接聯(lián)系，SFA更大的神經(jīng)元有望表現(xiàn)出更佳的尖峰時(shí)間依賴可塑性（TDP）［32］，這是大腦學(xué)習(xí)和信息存儲(chǔ)的基礎(chǔ)?，F(xiàn)有的研究表明AC-PV神經(jīng)元在聽覺聯(lián)想學(xué)習(xí)行為中發(fā)揮著重要作用［33］，這提示了我們TS-PV神經(jīng)元也很有可能參與了小鼠的聽覺學(xué)習(xí)過程，這與現(xiàn)有的文獻(xiàn)報(bào)道的損傷紋狀體PV神經(jīng)元會(huì)導(dǎo)致小鼠依賴性學(xué)習(xí)產(chǎn)生嚴(yán)重缺陷的結(jié)果相類似［34］。

綜上，本研究通過離體膜片鉗電生理記錄的方法探究了TS-PV神經(jīng)元和AC-PV神經(jīng)元內(nèi)在電生理性質(zhì)的異同，探究這些異同點(diǎn)有助于我們進(jìn)一步理解TS-PV神經(jīng)元在聽覺信息處理過程中發(fā)揮的作用。