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

1、背景:五羥色胺(serotonin，5-HT)是一種主要存在于動(dòng)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(tuán)中，并向各個(gè)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(guān)，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(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)耳鳴的沙鼠模型中，背側(cè)中縫核團(tuán)里的神經(jīng)元，包括5-HT能神經(jīng)元活動(dòng)增強(qiáng)。本論文旨在探究水楊酸鈉導(dǎo)致背側(cè)中縫核團(tuán)神經(jīng)環(huán)路活動(dòng)水平升高的神經(jīng)機(jī)制。具體地，我檢測(cè)了水楊酸鈉對(duì)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(biāo)本。在轉(zhuǎn)基因小鼠上，GABA能神經(jīng)元上表達(dá)有光明感通道蛋白channelorhodopsin-2。全細(xì)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(dòng)。具體來(lái)說(shuō)，記錄了細(xì)胞膜阻抗、膜電位、自發(fā)放電、電流或光刺激誘導(dǎo)的發(fā)放活動(dòng)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(duì)內(nèi)在膜特性和突觸傳遞活動(dòng)的改變也被記錄。在Wistar大鼠上，利用形態(tài)學(xué)特征、電生理學(xué)特征和藥理學(xué)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(xué)特征、電生理學(xué)特征、藥理學(xué)特性和光遺傳學(xué)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(guò)他們之間顯著不同

5、的形態(tài)學(xué)特點(diǎn)、電生理特性和藥理學(xué)反應(yīng)特性被成功鑒定區(qū)分。(2)對(duì)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(dòng)作電位特征屬性，并且壓抑其自發(fā)和電流誘發(fā)的動(dòng)作電位發(fā)放速率，但水楊酸鈉對(duì)5-HT神經(jīng)元的上述反應(yīng)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(guò)通過(guò)突觸前和突觸后機(jī)制削弱了GABA能神經(jīng)元上的GABA能的突觸傳遞效能，通過(guò)突觸前機(jī)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(gè)結(jié)果表明水楊酸鈉通過(guò)突觸前

7、機(jī)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(lán)色激光(473nm波長(zhǎng))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(dòng)作電位發(fā)放。這個(gè)結(jié)果表明光刺激能夠通過(guò)興奮GABA能神經(jīng)元增強(qiáng)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(dòng)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(dòng)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(lán)光刺激誘發(fā)的sIPSCs的增加，說(shuō)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(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明1.4 mM的水楊酸鈉對(duì)嚙齒類動(dòng)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(guò)壓抑GABA能活動(dòng)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(jìn)背側(cè)中縫核局部5-HT能神經(jīng)環(huán)路的活動(dòng)。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(dòng);(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(dòng)。水楊酸鈉對(duì)背側(cè)中縫核5-HT能神經(jīng)環(huán)路的活動(dòng)水平的增強(qiáng)作用，可能