大鼠蒼白球HCN通道的電生理學(xué)和行為學(xué)研究.pdf

1、蒼白球作為基底神經(jīng)節(jié)間接環(huán)路的重要中繼核團(tuán),在正常和病理狀態(tài)下對(duì)機(jī)體運(yùn)動(dòng)功能起重要的調(diào)節(jié)作用。研究表明超級(jí)化激活環(huán)核苷酸門控(hyperpolarization-activatedcyclicnucleotide-gated,HCN)通道在蒼白球自發(fā)起搏電活動(dòng)中發(fā)揮重要作用。形態(tài)學(xué)研究證實(shí)蒼白球有HCN通道表達(dá)。離體腦片膜片鉗研究揭示HCN通道參與調(diào)節(jié)蒼白球神經(jīng)元自發(fā)放電活動(dòng)。
　　 目的:探討HCN通道阻斷劑ZD7288對(duì)正常

2、大鼠和6-羥基多巴胺(6-hydroxydopamine,6-OHDA)帕金森病模型大鼠蒼白球神經(jīng)元的在體電生理效應(yīng),ZD7288對(duì)氟哌啶醇僵直大鼠整體姿勢(shì)行為的影響,以及正常和帕金森病模型大鼠蒼白球神經(jīng)元HCN通道各亞型的表達(dá)情況。
　　 方法:本實(shí)驗(yàn)采用多管微電極在體細(xì)胞外電生理記錄、帕金森病大鼠模型的制備、埋管術(shù)以及免疫組織化學(xué)染色等實(shí)驗(yàn)方法。
　　 結(jié)果:1.在正常大鼠蒼白球記錄到的35個(gè)神經(jīng)元中,有16個(gè)(45

3、.7%)神經(jīng)元在微量壓力注射0.5mMZD7288后自發(fā)放電頻率由12.0±2.1Hz降低至6.5±1.3Hz,平均降低53.9±6.7%(P＜0.001);另外16個(gè)(45.7%)神經(jīng)元可以被0.SmMZD7288興奮,自發(fā)放電頻率由8.9±0.9Hz升高到16.6±1.9Hz,平均升高90.3±14.8%(P＜0.001)。2.在6-OHDA帕金森病模型大鼠損毀側(cè)記錄到的27個(gè)蒼白球神經(jīng)元中,微量壓力注射0.5mMZD7288可以使

4、其中10個(gè)(37.0%)神經(jīng)元的自發(fā)放電頻率由7.8±2.4Hz降低到3.1±1.3Hz,平均降低70.2±7.5%(P＜0.01);另外15個(gè)(55.6%)蒼白球神經(jīng)元在微量壓力注射0.5mMZD7288后自發(fā)放電頻率由7.8±1.4Hz升高至17.1±3.0Hz,平均升高149.8±29.8%(P＜0.001)。3.在6-OHDA帕金森病模型大鼠損毀對(duì)側(cè)記錄到的28個(gè)蒼白球神經(jīng)元中,微量壓力注射0.5mMZD7288可以使其中12個(gè)

5、(42.9%)神經(jīng)元的自發(fā)放電頻率由12.8±2.4Hz降低到7.1±1.4Hz,平均降低46.1±4.6%(P＜0.01);另外10個(gè)(35.7%)蒼白球神經(jīng)元在微量壓力注射0.5mMZD7288后自發(fā)放電頻率由7.9±2.4Hz升高至14.3±3.0Hz,平均升高130.7±34.2%(P＜0.01)。在6-OHDA帕金森病模型大鼠,ZD7288對(duì)損毀側(cè)蒼白球神經(jīng)元的抑制效應(yīng)較損毀對(duì)側(cè)明顯增強(qiáng),差別有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)。4.

6、應(yīng)用D.AP5(0.8mM)和CNQX(1.0mM)的混合物觀察谷氨酸能突觸傳遞是否參與ZD7288介導(dǎo)的興奮效應(yīng)。在17個(gè)蒼白球神經(jīng)元中,單獨(dú)給予D-AP5和CNQX的混合物不引起蒼白球神經(jīng)元興奮性的改變。在D-AP5和CNQX存在的情況下,ZD7288僅興奮了3個(gè)神經(jīng)元(17.7%),興奮細(xì)胞率較不給予D-AP5和CNQX時(shí)(45.7%)明顯降低(P＜0.05)。在D-AP5和CNQX存在的情況下,有8個(gè)蒼白球神經(jīng)元興奮性未發(fā)生明顯

7、改變,無(wú)反應(yīng)細(xì)胞率(47.0%)較不給予D-AP5和CNQX時(shí)(8.6%)明顯升高(P＜0.01)。5.在行為學(xué)實(shí)驗(yàn)中,腹腔注射氟哌啶醇能使大鼠產(chǎn)生相對(duì)穩(wěn)定的僵直癥狀,單側(cè)蒼白球微量注射ZD7288可致帕金森病僵直模型大鼠出現(xiàn)不同的偏轉(zhuǎn)行為。其中在實(shí)驗(yàn)組9只大鼠中,有4只大鼠表現(xiàn)出明顯的對(duì)側(cè)偏轉(zhuǎn)行為,與生理鹽水組相比有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(u=132.500,P＜0.001);另外5只表現(xiàn)為明顯的同側(cè)偏轉(zhuǎn)行為,與生理鹽水組相比有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(u=9

8、.000,P＜0.001)。6.在免疫組織化學(xué)染色實(shí)驗(yàn)中,正常及帕金森病模型大鼠蒼白球內(nèi)均觀察到HCN1、HCN2和HCN4的表達(dá),其中以HCN2亞型為主,HCN1及HCN4呈少到中等量表達(dá)。三種亞型在蒼白球神經(jīng)元胞體及神經(jīng)纖維上均有表達(dá)。HCN1亞型在神經(jīng)元胞體表達(dá)較多;HCN2亞型主要表達(dá)于神經(jīng)纖維,胞體表達(dá)較少;而HCN4亞型在神經(jīng)元胞體及神經(jīng)纖維上的表達(dá)量相當(dāng)。
　　 結(jié)論:電生理學(xué)研究結(jié)果顯示ZD7288阻斷HCN通道

9、后可改變正常及帕金森病模型大鼠蒼白球神經(jīng)元的興奮性,分別產(chǎn)生放電頻率降低和升高的效應(yīng)。ZD7288引起的興奮效應(yīng)可能與谷氨酸傳遞有關(guān)。行為學(xué)實(shí)驗(yàn)則進(jìn)一步揭示蒼白球微量注射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(duì)蒼白球神經(jīng)元的不同電生理效應(yīng)有關(guān)。形態(tài)學(xué)研究顯示正常及帕金森病模型大鼠蒼白球中均有HCN1、HCN2、HCN4受體的表達(dá)。
　　 本實(shí)驗(yàn)結(jié)果為深入探討蒼白球HCN通道在