Hypocretin对NMDA受体介导的蓝斑神经元胞体树突去甲肾上腺素递质释放的增强作用

发布时间：2018-03-21 02:25

本文选题：hypocretin　切入点：蓝斑　出处：《第三军医大学》2007年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】： 已经知道,hypocretins(orexins)广泛参与了各种生理功能,如摄食、神经内分泌、自主活动、药物成瘾以及睡眠-觉醒等。Hypocretin通过两种G蛋白偶联受体Hcrtr 1和Hcrtr2发挥作用,这些受体在中枢神经系统有不同的分布。蓝斑(Locus Coeruleus,LC)神经元是hypocretin纤维分布比较密集的区域,并且主要表达Hcrtr 1。Hypocretins对LC神经元具有之间的促兴奋作用。进一步地,hypocretins可以促进LC神经元轴突末梢的去甲肾上腺素(Noradrenaline,NA)递质的释放。通常囊泡释放不仅发生在轴突末梢,而且还可以发生在细胞胞体。我们最近的实验就发现,LC神经元即存在胞体NA释放。综上所述,加之已经发现hypocretin对细胞的主要作用是引起胞内钙离子的升高(这是引起胞体分泌的关键因素),因此我们推测hypocretins可能对LC神经元胞体分泌具有调节作用。兴奋性氨基酸,包括NMDA受体介导的神经传递是LC神经元主要的兴奋性传入,并且参与了各种生理功能。最近已有一些文献在皮层及腹侧背盖核神经元报道了hypocretins与谷氨酸/NMDA存在相互作用。然而,到目前为止,HCRT和NMDA对LC神经元的是否也存在相互作用却未见报道。在本文中,我们首先研究了HCRT或NMDA是否可以引起LC神经元的胞体递质分泌;随后,我们还研究了HCRT是否可以影响NMDA受体介导的胞体分泌。结果如下: 1.LC神经元的形态学和电生理学特点根据形态学和电生理学特点可以很容易地将LC神经元鉴别出来。在小脑脚平面,大鼠LC核团定位于第四脑室两侧,靠近三叉神经中脑核内侧。急性分离的LC细胞胞体较大,直径20～50μm,椭圆形或呈纺锤形,通常有多个突起。大部分胞体较大的LC神经元是去甲肾上腺素能的(TH染色阳性)。通过膜片钳实验发现,LC神经元平均静息膜电位为-55.9±0.9 mV,平均输入阻抗为179.8±0.5 MΩ(n=21)。所有被记录的LC神经元都有自发放电特性,频率为0.5～5 Hz,分为两种放电形式:phasic发放和tonic发放。此外,我们在LC神经元分别记录到电压依赖性全细胞Na~+、K~+和Ca~(2+)电流。同时,NA对LC神经元的电兴奋性具有显著的抑制效应。 2.HCRT引起LC神经元胞体递质释放给予100 nM HCRT不能引起LC神经元NA分泌信号,而给予相对的高浓度1μMHCRT则可以引起明显的反应。同样地,HCRT对LC神经元的直接电兴奋性也有剂量依赖效应,即1μM可以引起反应,而100 nM则不行。此外,如果提前给予Hcrtr-1受体阻断剂,1μM HCRT不能引起分泌信号,提示Hcrtr-1受体可能参与介导其作用。当用玻璃电极吹去神经元胞体表面的组织,使碳纤电极紧密接触细胞表面,可以记录到HCRT引起的单个尖峰发放(Amperometri Spikes)。另外,给予1μM河豚毒素(TTX)阻断树突和轴突末梢的递质释放,HCRT引起的分泌信号只是减小了大约20%。因此,这些结果提示HCRT在LC区域引起的递质分泌信号主要来源于细胞胞体。 3.NMDA引起LC神经元胞体递质释放给予100μM NMDA可以引起LC神经元明显的分泌反应。相反,给予正常的人工脑脊液(ACSF),则不能引起反应。此外,与100μM相比,20μM和1μM引起相对较弱的信号,提示NMDA作用具有剂量依赖效应。进一步地,给予NMDA受体阻断剂可以完全阻断NMDA的促分泌作用。因此,这些结果提示NMDA可以在LC胞体树突区域引起单胺类物质的分泌。 4.HCRT增强LC神经元NMDA受体介导的胞体递质分泌给予100μM NMDA可以显著引起分泌信号,随后用100 nM HCRT处理5 min,再次给予100μM NMDA可引起更大的分泌信号(增加大约40%)。然而,给予对照ACSF则不能影响NMDA受体介导的分泌信号。此外,给予Hcrtr 1受体阻断剂SB 334867(1μM)可以完全阻断HCRT对NMDA作用的增强效应。进一步地,在给予TTX处理条件下,100 nM HCRT仍然能增强NMDA引起的分泌信号,提示HCRT可以参与调节NMDA受体介导的胞体分泌信号。另外,给予PKC特异性阻断剂BIS II,HCRT则不能改变NMDA受体介导分泌反应;而用PKC的激动剂PMA处理5 min则可以模拟HCRT的调节作用。最后,作为对照,100 nM HCRT并不能变化高钾引起的分泌反应。因此,这些结果提示HCRT可以增加LC神经元NMDA受体介导的胞体递质分泌,并且这一过程依赖于PKC信号途径。 5.HCRT增强NMDA受体介导的LC神经元细胞内钙离子浓度升高本实验中,当用无钙外液(含1 mM EGTA和200μM Cd~(2+))处理脑片30 min后,100μM NMDA和1μM HCRT均不能引起任何分泌信号,说明NMDA和HCRT在LC神经元引起的胞体分泌是钙依赖性的。低浓度的HCRT(100 nM)不能引起LC神经元的钙浓度升高,而高钾则可以引起明显的钙信号。同样地,100μM NMDA也能引起显著的钙反应。当给予100 nM HCRT处理5 min后,再次给予NMDA可引起更大的反应。这种增强效应可被SB 334867或BIS II阻断,提示这一过程可能依赖于Hcrtr 1受体以及PKC信号途径。这些结果与我们的假说一致,即HCRT增强的NMDA受体介导的钙信号可能参与胞体递质分泌的调节。综合上述,本实验研究发现HCRT或NMDA均可以引起LC神经元的胞体递质分泌。而给予HCRT则可增强NMDA受体介导的胞体分泌信号。这种增强效应随后可被SB334867或BIS II阻断,说明Hcrtr 1受体和PKC可能参与了其中的作用。另外,HCRT还可以增强NMDA受体介导的LC神经元细胞内钙浓度升高。因此,上述结果揭示,HCRT既可以调节LC靶区的NA能纤维传入,又可以参与调节LC胞体树突区域的NA能信号传递,从而起到对LC系统活动的调控作用。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：第三军医大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：R33

【相似文献】