大鼠丘腦底核HCN通道的電生理學(xué)及行為學(xué)研究.pdf

1、丘腦底核(subthalamic nucleus，STN)是基底神經(jīng)節(jié)間接通路上的重要中繼核團(tuán)，在正常和病理狀態(tài)下對機(jī)體運(yùn)動(dòng)功能起著非常重要的調(diào)節(jié)作用。研究表明超級化激活環(huán)核苷酸門控陽離子(hyperpolarization-activated cyclicnucleotide gated，HCN)通道在STN自發(fā)起搏電活動(dòng)中起重要作用。形態(tài)學(xué)研究表明STN有HCN通道的表達(dá)。離體腦片膜片鉗研究發(fā)現(xiàn)HCN通道參與調(diào)節(jié)STN神經(jīng)元電活動(dòng)。

2、
　　目的:探討HCN通道阻斷劑ZD7288對正常大鼠STN神經(jīng)元的在體電生理效應(yīng)，激動(dòng)劑8-Br-cAMP以及另一種HCN通道阻斷劑CsCl對正常大鼠STN神經(jīng)元在體電生理效應(yīng)，將記錄到的STN神經(jīng)元按照放電間隔直方圖和自相關(guān)進(jìn)行放電模式分類，觀察微量核團(tuán)注射ZD7288和8-Br-cAMP對氟哌啶醇僵直模型大鼠姿勢行為的影響，以及正常大鼠STN神經(jīng)元HCN通道各亞型的表達(dá)情況。
　　方法:本課題實(shí)驗(yàn)采用多管微電極在體細(xì)胞

3、外電生理記錄、埋管術(shù)、免疫組織化學(xué)染色以及尼氏染色等實(shí)驗(yàn)方法。
　　結(jié)果:正常大鼠在體細(xì)胞外電生理實(shí)驗(yàn)中，在71只正常大鼠中共記錄到160個(gè)STN神經(jīng)元，平均放電頻率為10.2±0.8Hz，規(guī)則放電78個(gè)(48.8％)，不規(guī)則放電52個(gè)(32.5％)，簇狀放電30個(gè)(18.7％)。1.其中89個(gè)STN神經(jīng)元在微量壓力注射0.05mM ZD7288后，42個(gè)(47.2％)自發(fā)放電頻率由11.6±1.8Hz降低至5.7±1.3Hz(n

4、=42，P＜0.001)，平均降低56.7±5.3％(P＜0.001)，另外47個(gè)(52.8％)STN神經(jīng)元可以被0.05mMZD7288興奮，自發(fā)放電頻率由9.5±1.6Hz升高到16.3±2.4Hz(n=47，P＜0.001)，平均升高142.2±29.8％(P＜0.001)。2.39個(gè)STN神經(jīng)元在微量壓力注射0.1mM8-Br-cAMP后，其中的18個(gè)(46.2％)STN神經(jīng)元發(fā)生興奮，自發(fā)放電頻率由9.0±1.9Hz升高到15

5、.6±3.1Hz(n=18，P＜0.001)，平均升高126.4±36.8％(P＜0.001)。15個(gè)(38.5％) STN神經(jīng)元可以被抑制，自發(fā)放電頻率由6.5±0.8Hz降低至2.0±0.5Hz(n=15，P＜0.001)，平均降低66.7±6.5％(P＜0.01)。剩余的6個(gè)(15.4％)STN神經(jīng)元微量壓力注射0.1mM8-Br-cAMP后，自發(fā)放電頻率由11.9±3.2Hz升高到12.9±4.0Hz(n=6，P＞0.05)，平

6、均升高2.9±5.8％(P＞0.05)，未發(fā)生顯著改變。3.在另外一組，21個(gè)STN神經(jīng)元經(jīng)微量壓力注射1mM CsCl后可以抑制其中的13個(gè)(61.9％) STN神經(jīng)元，使自發(fā)放電頻率由7.1±1.0Hz降低到2.4±0.6Hz(n=13，P＜0.001)，平均降低67.0±8.1％(P＜0.001)。另外8個(gè)(38.1％) STN神經(jīng)元可以被1mM CsCl興奮，自發(fā)放電頻率由12.0±3.8Hz升高至20.2±6.0Hz(n=8，

7、P＜0.05)，平均升高110.6±48.7％(P＜0.05)。4.在行為學(xué)實(shí)驗(yàn)中，腹腔注射氟哌啶醇可誘導(dǎo)大鼠產(chǎn)生相對穩(wěn)定的僵直癥狀，單側(cè)微量注射ZD7288或8-Br-cAMP可致帕金森病僵直模型大鼠出現(xiàn)不同的偏轉(zhuǎn)行為。其中在注射ZD7288實(shí)驗(yàn)組12只大鼠中，有7只表現(xiàn)出明顯的對側(cè)偏轉(zhuǎn)行為，與生理鹽水組比有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(u=47.5，P＜0.001)，另外5只表現(xiàn)為明顯的同側(cè)偏轉(zhuǎn)行為，與生理鹽水組比有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(u=36.0，P＜0.

8、001)。在注射8-Br-cAMP實(shí)驗(yàn)組12只大鼠中，有6只表現(xiàn)出明顯的對側(cè)偏轉(zhuǎn)行為，與生理鹽水組比有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(u=75.4，P＜0.001)，另外6只表現(xiàn)為明顯的同側(cè)偏轉(zhuǎn)行為，與生理鹽水組比有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(u=61.0，P＜0.001)。5.在免疫組織化學(xué)染色實(shí)驗(yàn)中，正常大鼠丘腦底核神經(jīng)元HCN通道四種亞型均有表達(dá)。
　　結(jié)論:電生理學(xué)研究結(jié)果顯示ZD7288阻斷HCN通道后可改變正常大鼠丘腦底核神經(jīng)元的興奮性，出現(xiàn)放電頻率降低

9、和升高的雙向效應(yīng)。用HCN通道激動(dòng)劑8-Br-cAMP和另一種阻斷劑CsCl作用于正常大鼠丘腦底核神經(jīng)元同樣可以產(chǎn)生放電頻率降低和升高兩種效應(yīng)。ZD7288引起的雙向效應(yīng)可能與HCN通道亞型在丘腦底核神經(jīng)元共表達(dá)有關(guān)。行為學(xué)實(shí)驗(yàn)則進(jìn)一步揭示丘腦底核微量注射ZD7288能夠誘導(dǎo)氟哌啶醇所致的帕金森病僵直大鼠出現(xiàn)不同的偏轉(zhuǎn)行為，提示可能與ZD7288對丘腦底核神經(jīng)元的不同電生理效應(yīng)有關(guān)。形態(tài)學(xué)研究顯示正常大鼠丘腦底核神經(jīng)元有HCN通道受體的