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下丘脑是神经-内分泌两大机能系统的结合点，整合、处理体内大量生长信号和代谢信号，在维持机体正常生命活动和内环境恒定中发挥重要的作用。研究表明机体衰老过程中，首先会出现内分泌功能的紊乱，因此有学者认为下丘脑在调节衰老的进程中起着重要作用。衰老的钙失衡假说认为，衰老伴随有神经元胞浆内钙离子浓度([Ca2+]i)稳态调节机制的失调，衰老可通过多种机制导致神经元[Ca2+]i异常升高，这些内钙调节机制的异常又进一步影响突触传递、递质释放和信号转导过程，促进衰老的发展。胰岛素样生长因子-1（Insulin-like growth factor-1，IGF-1）与IGF-2、胰岛素具有相似的结构和功能，参与调节糖、能量代谢和生长。IGF-1在中枢神经系统具有调节代谢稳态、神经营养和神经内分泌调节作用。已有研究显示，IGF-1能影响下丘脑的神经内分泌调节功能。下丘脑弓状核的神经肽Y（Neuropeptide Y，NPY）神经元参与调节代谢、生长、生殖和食欲。IGF-1可通过作用于NPY神经元（影响NPY的合成和释放），发挥神经内分泌调节作用。钙离子在调节细胞活性、激素的合成与释放中扮演着重要角色，而IGF-1对下丘脑神经元细胞内钙信号的调节作用，特别是对电压依赖性钙通道（voltage-gated calcium channels，VGCCs）的作用尚未见报道。长时间培养的细胞在一定程度上可以反映在体细胞的衰老、退化过程。因此本研究用长时间培养的下丘脑神经元，模拟神经元发育、成熟与衰老的全过程，采用全细胞膜片钳技术，结合形态学观察及免疫组化的鉴定，研究生理浓度的IGF-1对长时间培养的下丘脑NPY神经元VGCCs的调节作用及其这种作用的机制。实验结果显示，IGF-1预孵育24小时能显著增加NPY神经元的高电压激活钙电流(highvoltage-activated calcium currents，IHVA)的幅值，这种增强作用能被磷脂酰肌醇3激酶（Phosphatidylino 3-kinase，PI3-K）的抑制剂所阻断，而且L-型钙通道的阻断剂nifedipine也能明显抑制这种作用。IGF-1的这种调节作用在培养的中期较早期和后期明显。激光共聚焦免疫荧光双标实验显示IGF-1可使NPY神经元上L-型钙通道的表达上调。这些结果表明IGF-1通过激活PI3-K增加NPY神经元的IHVA，其中L-型钙通道是介导IGF-1神经元调节作用的主要钙通道亚型，钙通道表达的变化可能参与了IGF-1的作用。第一部分IGF-1对不同培养时间的下丘脑NPY神经元电压依赖性钙电流的作用目的：在衰老的神经-内分泌学说中，认为下丘脑是衰老的起步点。长时间培养的细胞在一定程度上反映在体细胞的衰老、退化过程。IGF-1和NPY都能调节代谢、生殖并有神经保护作用。IGF-1可通过影响NPY的合成及释放，调节下丘脑的神经内分泌功能，进而参与调节衰老进程。VGCCs在调节神经细胞兴奋性和神经递质的释放中发挥着重要作用。在本部分实验中，我们观察了生理浓度的IGF-1对下丘脑NPY神经元IHVA的作用以及这种作用与体外培养时间之间的关系。方法：（1）采用免疫组化的方法鉴定下丘脑NPY神经元。（2）结合形态学特征及记录后的再次鉴定比对，应用全细胞膜片钳技术观察IGF-1对不同培养时间的下丘脑NPY神经元IHVA的作用。结果：（1）NPY神经元在形态上具有明显的特点，典型的NPY神经元细胞体较小，成三角形或纺锤形，大部分具有1-3个细小的、不分枝的一级树突。（2）IGF-1能增加各个培养时期的NPY神经元的IHVA，其调节作用在培养中期（DIV 7d和14d）最大，培养的早期和晚期，调节作用均明显降低。结论：IGF-1对VGCCs的抑制或活化能调节相应神经元的兴奋性及功能，这可能是IGF-1神经内分泌调节作用的机制之一。第二部分IGF-1对下丘脑NPY神经元电压依赖性钙通道的作用及其机制目的：下丘脑NPY神经元参与调节代谢、生长、生殖和食欲。IGF-1可通过作用于NPY神经元（影响其合成和释放），而发挥神经内分泌调节作用。VGCCs在调节神经细胞兴奋性和神经递质的释放中发挥着重要作用。在本部分实验中，我们进一步观察生理浓度的IGF-1对体外培养7d的NPY神经元VGCCs的作用，并探讨IGF-1调控这类神经元VGCCs的机制。方法：（1）采用免疫组化方法鉴定NPY神经元。（2）结合形态学特征，采用全细胞膜片钳技术及记录后的再次鉴定比对，进一步观察IGF-1对体外培养7d的NPY神经元VGCCs的作用并探讨其信号调节通路。（3）应用激光共聚焦免疫荧光双标方法，观察IGF-1对NPY神经元上钙通道表达的影响。结果：（1）NPY神经元在形态上具有明显特点，典型的NPY神经元细胞体较小，成三角形或纺锤形，大部分具有1-3个细小的、不分枝的一级树突。（2）IGF-1增加NPY神经元的IHVA，使稳态激活曲线稍向超级化方向移动，但不改变稳态失活曲线。IHVA的增加能被PI3-K的抑制剂明显减弱，而且可被L-型钙通道的阻断剂nifedipine明显抑制。（3）IGF-1上调NPY神经元上L-型钙通道的表达。结论：IGF-1通过激活PI3-K信号通路增加NPY神经元IHVA，L-型钙通道是介导IGF-1这种调节作用的主要通道亚型。钙通道表达的变化可能参与了IGF-1的作用。