Epac在VTA多巴胺神经元内源性大麻素介导的抑制性突触可塑性中的作用

发布时间：2020-04-26 02:15

【摘要】：研究目的:激活PLCβ和PLCγ可以易化去极化诱导的抑制性抑制(DSI)和抑制性突触的长时程抑制(I-LTD),所以PLCε很可能也具有易化DSI和I-LTD的作用。PLCε的上游分子为Epac。所以,我们推测激活Epac-PLCε信号通路可以易化DSI和I-LTD,从而参与成瘾的过程。本实验旨在研究Epac在调节中脑腹侧被盖区多巴胺能神经元内源性大麻素介导的抑制性突触可塑性和可卡因成瘾及其行为学改变中的作用机制,以期为成瘾的防治提供一条新思路。研究方法:(1)研究对象:本实验所选用的实验动物包括Epac野生型(Epac~(+/+))、Epac基因敲除型(Epac~(-/-))、Epac1基因敲除型(Epac1~(-/-))、Epac2基因敲除型(Epac2~(-/-))、PLCε野生型(PLCε~(+/+),即C57BL/6小鼠)和PLCε基因敲除型(PLCε~(-/-))小鼠。(2)脑片膜片钳实验:制备含有中脑腹侧被盖区的中脑脑片,使用脑片膜片钳全细胞记录的方法记录IPSCs或sIPSCs,并在IPSCs的基础上诱导DSI和I-LTD。观察Epac的激动剂8-CPT对小鼠DSI和I-LTD的影响。(3)在体细胞外电位记录:对小鼠中脑腹侧被盖区进行电极植入,在体记录中脑腹侧被盖区多巴胺能神经元的自发性动作电位。研究Epac在可卡因成瘾诱导的多巴胺能神经元兴奋性增强中的作用。脑片膜片钳记录和在体细胞外电位记录时,电极内液中加入neurobiotin。记录完成后,对中脑腹侧被盖区进行neurobiotin和TH的共定位,以此作为被记录的神经元为多巴胺能神经元的形态学依据。(4)可卡因条件性位置偏爱(CPP)实验:使用三箱体CPP实验装置对Epac2~(-/-)、PLCε~(-/-)和WT小鼠进行可卡因CPP行为学实验,观察Epac-PLCε信号通路在可卡因CPP中的作用。(5)研究白藜芦醇预处理对小鼠可卡因成瘾导致的抑制性突触传递损伤的影响。研究结果:(1)Epac的激动剂8-CPT易化中脑腹侧被盖区的DSI和I-LTD。(2)Epac2基因敲除阻断了8-CPT诱导的中脑腹侧被盖区多巴胺能神经元DSI和I-LTD的易化作用。(3)PLCε基因敲除阻断了8-CPT诱导的中脑腹侧被盖区多巴胺能神经元DSI和I-LTD的易化作用。(4)DAGL的阻断剂DO34阻断了8-CPT诱导的中脑腹侧被盖区多巴胺能神经元DSI和I-LTD的易化作用。(5)Epac2基因敲除和PLCε基因敲除缓解了可卡因条件化训练小鼠的CPP。(6)Epac2基因敲除和PLCε基因敲除消除了可卡因CPP小鼠中脑腹侧被盖区多巴胺能神经元sIPSCs的损伤。(7)Epac2基因敲除阻断了可卡因CPP小鼠中脑腹侧被盖区多巴胺能神经元的兴奋性增强。(8)白藜芦醇预适应缓解了可卡因成瘾导致的多巴胺能神经元抑制性突触传递损伤。研究结论:(1)Epac对中脑腹侧被盖区多巴胺能神经元内源性大麻素介导的突触可塑性具有调节作用:易化DSI和I-LTD。其信号转导机制为Epac2→PLCε→DAGL→2-AG。(2)激活中脑腹侧被盖区多巴胺能神经元的Epac是可卡因成瘾的内在机制之一。(3)白藜芦醇预适应可以缓解可卡因成瘾,改善可卡因成瘾导致的中脑腹侧被盖区多巴胺能神经元抑制性突触传递损伤。
【图文】：

多巴胺能神经元,调节因素,多巴胺,腹侧被盖区

图 1 中脑腹侧被盖区的投射关系（引自 Russo et al., 2013[14]）多巴胺能神经元是一类可以合成、分泌、再摄取多巴胺，并以多巴胺为神经递质的神经元，，主要分布在黑质和中脑腹侧被盖区，少部分分布在下丘脑室旁核、弓状核等脑区。多巴胺能神经元的电生理特性为具有自发放电特性。多巴胺能神经元的自发放电可以表现为 tonic 和 burst 两种形式：tonic 放电表现为单个的规律或不规律的放电峰；burst 放电特征为高频的集群放电。其中 burst 只能在在体记录的实验条件下记录到，在离体脑片记录不到，这可能是因为 burst放电的传入性调节因素在离体脑片条件下是缺失的[15, 16]。多巴胺能神经元兴奋性主要受到内源性调节因素和外源性调节因素两种机制的调节。2.1.2 多巴胺能神经元兴奋性的调节包括可卡因、尼古丁、海洛因等在内的几乎所有可以诱导成瘾发生的药物

去极化,受体,视皮质,杏仁核

图 2 去极化诱导的抑制性抑制（DSI）（引自 Juan CL, 2001[56]）PJ 等[57]利用CB1受体的阻断剂和CB1受体基因敲除突触的长时程抑制（Long-term depression at inhi出，这是关于 CB1 受体在突触长时可塑性中发挥作B1 受体介导的 I-LTD 逐渐在海马、杏仁核、视皮质 LTP 和 LTD 不同，CB1 受体介导的 I-LTD 是一种体机制为 CB1 受体被激活后，活化 AC，生成 cAM化，持续地阻滞 GABA 的释放，形成 I-LTD[59, 60]。
【学位授予单位】：北京体育大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：R749.61

【参考文献】