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岛叶(Insula)是大脑半球的五大脑叶之一,又称第5脑叶,属于边缘系统的一部分。大量研究表明,岛叶是多种神经网络整合的脑区,在内脏感觉、内脏运动、注意力、痛觉、情感、语言等多方面具有重要作用。钙／钙调蛋白依赖性蛋白激酶Ⅱ(Calcium/Calmodulin-dependent Protein Kinase-Ⅱ,CaMKⅡ)是一种多功能丝氨酸／苏氨酸蛋白激酶,分布于外周和中枢神经元内,在不同脑区的学习与记忆和突触可塑性中发挥着重要作用。CaMKII主要有四种亚型：α、β、γ和δ,前脑中主要为α亚型,是突触后致密蛋白(Postsynaptic density, PSD)的主要成份。aCaMKII通过改变突触后NMDA和AMPA受体的磷酸化水平,进而改变其在突触后膜上数量,调节突触传递效率。研究表明,aCaMKII在岛叶皮层(Insular Cortex, IC)也大量表达,但其在岛叶突触传递中的作用却未见任何研究报道。为了探究aCaMKII上调是否影响岛叶基本电生理特性和突触传递?我们利用前脑过量表达aCaMKII的aCaMKII-F89G转基因小鼠,研究了前脑过量表达aCaMKII对小鼠岛叶皮层基本电生理特性及突触传递的影响,并分析了可能的作用机制。1. aCaMKII-F89G小鼠岛叶皮层锥体细胞(Pyramidal cell)的基本电生理分析为研究a CaMKII过量表达对岛叶皮层锥体细胞基本电生理特性的影响,采用脑片膜片钳技术,分别测定了a CaMKII-F89G转基因小鼠和野生型小鼠岛叶皮层锥体细胞的静息膜电位(Resting Membrane Potential, Vm),膜时间常数(Membrane Time Constant,τm),放电特性(Action Potentials, APs)和电流电压曲线(Current Voltage Curve,Ⅰ-ⅤCurve)。结果显示三者均无显著性差异。提示：a CaMKII过量表达没有改变岛叶皮层锥体细胞的基本电生理特性。2. aCaMKII-F89G小鼠岛叶皮层基本突触传递分析为研究a CaMKII过量表达对岛叶皮层基本突触传递的影响,采用脑片膜片钳方法,测定比较了野生型和aCaMKII-F89G转基因小鼠岛叶锥体细胞自发兴奋性突触后电流(Spontaneous Excitatory Postsynaptic Currents, sEPSCs),微小兴奋性突触后电流(Miniature Excitatory Postsynaptic Currents, mEPSCs)和双脉冲易化曲线(Paired Pulse Facilitation, PPF)。采用脑片场电位记录方法,测定比较了野生型和aCaMKII-F89G转基因小鼠岛叶皮层刺激—反应曲线(Input-OutputCurve, I/O Curve).结果显示aCaMKII-F89G转基因小鼠的sEPSCs和mEPSCs幅度高于野生型小鼠,频率无变化。PPF曲线两者无差异,但I/O曲线出现显著差异,转基因型高于野生型。提示：a CaMKII在岛叶脑区过量表达可能通过提高突触后膜上AMPA和(或)NMDA受体活性的途径,增强了突触传递效率。3.aCaMKII-F89G小鼠岛叶皮层突触可塑性分析采用脑片膜片钳方法,测定比较了以强直方式诱导野生型和aCaMKII-F89G转基因小鼠岛叶锥体细胞诱发兴奋性突触后电流(Evoked Excitatory Postsynaptic Currents, eEPSCs)产生的长时程增强(Long-term Potentiation, LTP),两者间无显著性差异。采用脑片场电位方法,测定比较了以低频刺激诱导野生型和转基因小鼠岛叶皮层场兴奋性突触后电位(Field Excitatory Postsynaptic Potential, fEPSP)产生的长时程抑制(Long-term Depression, LTD),转基因型LTD幅度低于野生型。提示：a CaMKII在岛叶脑区过量表达可能没有参与岛叶皮层LTP形成的调控,但却损伤了岛叶皮层LTD的形成。