水楊酸鈉提高嚙齒類動物背側(cè)中縫核五羥色胺能神經(jīng)環(huán)路活動水平的機制.pdf

1、背景:五羥色胺(serotonin，5-HT)是一種主要存在于動物和人類的胃腸道和中樞神經(jīng)系統(tǒng)的單胺類神經(jīng)遞質(zhì)或神經(jīng)調(diào)質(zhì)。在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中，5-HT能神經(jīng)元的胞體主要分布在腦干中縫核團中，并向各個腦區(qū)，包括聽覺系統(tǒng)發(fā)出纖維投射。5-HT能系統(tǒng)與許多神經(jīng)精神疾病或癥狀有關，包括耳鳴，即一種在沒有外部聲音情況下的一種幻聽感覺。耳鳴可以由多種因素誘導發(fā)生，包括噪聲暴露、耳毒性藥物。已有的研究表明，可以誘導耳鳴樣癥狀的水楊酸鈉（阿司匹林在體內(nèi)的

2、主要代謝產(chǎn)物），能夠顯著提高大鼠下丘和聽皮層中5-HT的水平。另有研究也發(fā)現(xiàn)，在水楊酸鈉誘導耳鳴的沙鼠模型中，背側(cè)中縫核團里的神經(jīng)元，包括5-HT能神經(jīng)元活動增強。本論文旨在探究水楊酸鈉導致背側(cè)中縫核團神經(jīng)環(huán)路活動水平升高的神經(jīng)機制。具體地，我檢測了水楊酸鈉對大鼠和小鼠背側(cè)中縫核上5-HT能神經(jīng)元和γ-氨基丁酸（gamma aminobutyric acid，GABA）能神經(jīng)元的功能型內(nèi)在模特性和突觸傳遞的影響。
　　方法:利用W

3、istar大鼠和VGAT-ChR2-EYFP轉(zhuǎn)基因小鼠制備腦片標本。在轉(zhuǎn)基因小鼠上，GABA能神經(jīng)元上表達有光明感通道蛋白channelorhodopsin-2。全細胞膜片鉗技術(shù)用以記錄背側(cè)中縫核5-HT能神經(jīng)元和GABA能神經(jīng)元的內(nèi)在膜特性和突觸傳遞活動。具體來說，記錄了細胞膜阻抗、膜電位、自發(fā)放電、電流或光刺激誘導的發(fā)放活動以及自發(fā)和微小抑制性突觸后電流（sIPSCs與mIPSCs）與興奮性突觸后電流（sEPSCs與mEPSCs）。

4、腦片灌流1.4 mM水楊酸鈉對內(nèi)在膜特性和突觸傳遞活動的改變也被記錄。在Wistar大鼠上，利用形態(tài)學特征、電生理學特征和藥理學特性鑒別5-HT能神經(jīng)元和GABA能神經(jīng)元的類型;在VGAT-ChR2-EYFP轉(zhuǎn)基因小鼠上，利用形態(tài)學特征、電生理學特征、藥理學特性和光遺傳學特征鑒別5-HT能神經(jīng)元和GABA能神經(jīng)元的類型。
　　結(jié)果:在Wistar大鼠背側(cè)中縫核腦片上，(1)5-HT能神經(jīng)元和GABA能神經(jīng)元可以通過他們之間顯著不同

5、的形態(tài)學特點、電生理特性和藥理學反應特性被成功鑒定區(qū)分。(2)對于GABA能神經(jīng)元，水楊酸鈉顯著性地并可逆性地超極化了神經(jīng)元的靜息膜電位，降低了其膜輸入阻抗，改變了神經(jīng)元的動作電位特征屬性，并且壓抑其自發(fā)和電流誘發(fā)的動作電位發(fā)放速率，但水楊酸鈉對5-HT神經(jīng)元的上述反應沒有影響。這些結(jié)果表明水楊酸鈉偏向性地改變了背側(cè)中縫核中GABA能神經(jīng)元的內(nèi)在膜特性并降低了其膜興奮性。(3)水楊酸鈉壓抑了GABA能與5-HT能神經(jīng)元上sIPSCs的頻

6、率與幅度，并且降低了GABA能神經(jīng)元上mIPSCs的頻率與幅度，但只降低5-HT能神經(jīng)元上mIPSCs的頻率而不影響幅度。這些結(jié)果表明在大鼠背側(cè)中縫核中，水楊酸鈉通過通過突觸前和突觸后機制削弱了GABA能神經(jīng)元上的GABA能的突觸傳遞效能，通過突觸前機制降低了5-HT能神經(jīng)元上GABA能的突觸傳遞效能。(4)水楊酸鈉增加5-HT能神經(jīng)元上，而不是GABA能神經(jīng)元上，谷氨酸能sEPSCs和mEPSCs的頻率。這個結(jié)果表明水楊酸鈉通過突觸前

7、機制增加5-HT能神經(jīng)元上興奮性突觸傳遞效能。
　　在VGAT-ChR2-EYFP轉(zhuǎn)基因小鼠的背側(cè)中縫核腦片上，(5)藍色激光(473nm波長)興奮GABA能神經(jīng)元和超極化5-HT能神經(jīng)元上的膜電位，并可以消除5-HT能神經(jīng)元上電流誘發(fā)的動作電位發(fā)放。這個結(jié)果表明光刺激能夠通過興奮GABA能神經(jīng)元增強轉(zhuǎn)基因小鼠背側(cè)中縫核神經(jīng)環(huán)路的抑制性。(6)水楊酸鈉顯著地壓抑了GABA能神經(jīng)元上光誘發(fā)的動作電位發(fā)放。伴隨光刺激，水楊酸鈉顯著提高

8、了5-HT能神經(jīng)元上電流誘發(fā)動作電位發(fā)放速率，增加了神經(jīng)元的膜輸入阻抗，并且去極化了靜息膜電位。這些結(jié)果表明水楊酸鈉可以在腦片水平上去抑制背側(cè)中縫核5-HT能神經(jīng)環(huán)路。(7)與大鼠背側(cè)中縫核上的結(jié)果相似，水楊酸鈉壓抑了5-HT能神經(jīng)元上藍光刺激誘發(fā)的sIPSCs的增加，說明水楊酸鈉降低了轉(zhuǎn)基因小鼠背側(cè)中縫核5-HT能神經(jīng)元上的抑制性突觸傳遞。
　　討論:在本研究中，實驗結(jié)果說明1.4 mM的水楊酸鈉對嚙齒類動物背側(cè)中縫核神經(jīng)元的興

9、奮性和突觸傳遞有直接影響。水楊酸鈉通過壓抑GABA能活動水平及提高5-HT能神經(jīng)元上谷氨酸能興奮性突觸傳遞，從而促進背側(cè)中縫核局部5-HT能神經(jīng)環(huán)路的活動。支持以上結(jié)論的證據(jù)包括:(1)水楊酸鈉增加5-HT能神經(jīng)元的興奮性，但壓抑GABA能神經(jīng)元的興奮性;(2)水楊酸鈉降低5-HT能神經(jīng)元上抑制性突觸傳遞活動;(3)水楊酸鈉增加5-HT能神經(jīng)元上谷氨酸能興奮性突觸傳遞活動。水楊酸鈉對背側(cè)中縫核5-HT能神經(jīng)環(huán)路的活動水平的增強作用，可能