多巴胺对吗啡作用下的伏隔核突触可塑性的调控作用

发布时间：2017-08-30 00:41

  本文关键词：多巴胺对吗啡作用下的伏隔核突触可塑性的调控作用

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【摘要】：中脑边缘多巴胺系统是天然奖赏以及药物奖赏和强化的主要神经结构基础,在药物成瘾中有着重要的作用。这一系统是由中脑的腹侧被盖区以及多巴胺能神经元投射的边缘结构,如前额叶皮质(PFC)、伏隔核(NAc)、杏仁核、海马、腹侧苍白球等组成的神经环路系统。成瘾药物能够对该奖赏环路系统施加影响,诱发相关脑区神经元或是突触在形态结构和功能方面发生持久改变,导致药物成瘾。该系统中的NAc可以接受来自于PFC、杏仁核以及海马等边缘系统的谷氨酸能神经纤维的投射,也可以接受来自于中脑腹侧被盖区的多巴胺能等神经纤维的投射。这些神经纤维投射汇集到NAc的同一类神经元上,使得NAc能够整合来自于边缘皮质系统有关于动机与目标指向等行为方面的信息。研究表明,精神刺激剂类的药物可以诱发多巴胺能与谷氨酸能突触传递效能的长时程改变,而这些长时程的改变是动物对这类药物滥用等成瘾性行为的细胞机制。而且,多巴胺可以调节谷氨酸能突触传递活动,但其具体的生物学机制并不清楚。 为了探讨急性吗啡对谷氨酸能突触传递活动的影响,以及多巴胺对急性吗啡作用下的突触可塑性的调节作用与分子机制,本研究利用成年麻醉大鼠的在体电生理记录的实验方法,记录电刺激PFC至伏隔核壳区(NAcSh)的谷氨酸能传入纤维所产生的兴奋性突触后场电位(filed excitatory postsynaptic potentials, fEPSPs)。以fEPSPs的幅值作为谷氨酸能突触传递活动的指标,研究急性吗啡作用对fEPSPs的影响,以及多巴胺对该过程的调节作用的分子机制。研究结果表明,急性吗啡可以通过激活NAc脑区的μ型阿片受体,在PFC至NACSh的谷氨酸能突触上,诱导产生一个fEPSPs的长时程增强(LTP)效应,并且该LTP的产生依赖于含有GluN2A亚基的N-甲基-D-天冬氨酸(NMNDA)受体的激活。激活NAc脑区内的D1样受体,可以通过D1受体与GluN2A受体之间的直接相互作用,来完全抑制吗啡诱导的LTP。具体的结果如下： 1.急性吗啡作用在PFC-NAcSh突触可诱导产生一个在体LTP 在体记录麻醉大鼠NAc壳部的fEPSPs,颅内NAc定位注射1μL吗啡,可以诱导产生一个稳定的fEPSPs的LTP。而且,颈部皮下吗啡(10mg/Kg)注射也可以诱导产生LTP,并且该LTP可以被颅内NAc定位注射μ型阿片受体的选择性阻断剂纳洛酮所阻断。 2.急性吗啡作用增强NAc中谷氨酸能突触传递的突触前机制 实验中采用间隔为100ms的双刺激模式,记录双刺激引起的两个fEPSPs,分析急性吗啡作用对PPR的影响。在急性吗啡的颅内NAc定位给药组和颈部皮下给药组中,fEPSPs的PPR的幅值均显著性减小；在纳洛酮组,纳洛酮可以反转由急性吗啡作用导致的PPR减小这一效应。 3.急性吗啡诱导产生的LTP依赖于含有GluN2A亚基的NMDA受体的激活 吗啡给药前30分钟分别向NAc脑区定位注射三种阻断剂：NMDA受体选择性阻断剂AP-5、GluN2A亚基的阻断剂NVP-AAM077以及GluN2B亚基的阻断剂Ro25-6981,这三种阻断剂对基础的突触传递活动并没有显著性的影响。急性吗啡诱导产生的LTP可以被AP-5和NVP-AAM077完全阻断,但是不受Ro25-6981的影响。 4.内源性多巴胺对急性吗啡诱导产生的LTP没有影响 吗啡给药前30分钟分别向NAc脑区定位注射多巴胺受体的两种阻断剂：D1样受体选择性阻断剂SCH23390以及D2样受体的选择性阻断剂sulpiride,这两种阻断剂对基础的突触传递活动和急性吗啡诱导产生的LTP均没有显著性的影响;而且这两种阻断剂对LTP的强度也没有影响。 5.外源性多巴胺通过激活D1样受体而不是D2样受体,抑制吗啡诱导产生的LTP 吗啡给药前30分钟分别向NAc脑区定位注射多巴胺受体的三种激动剂：DA、D1样受体选择性激动剂SKF81297以及D2样受体的选择性激动剂quinpirole,这三种激动剂对基础的突触传递活动均没有显著性的影响。但是,急性吗啡诱导产生的LTP可以被DA和SKF81297完全阻断,但不受quinpirole的影响。 6.外源性多巴胺激活D1受体后,通过D1-GluN2A受体之间直接相互作用而抑制吗啡诱导产生的LTP 人工合成了D1受体与GluN2A亚基结合的一段氨基酸序列D1-t3,并在该肽前加入了一段跨膜短肽TAT,干扰肽TAT-D1-t3进入细胞后,具有阻断D1受体与GluN2A受体间直接相互作用的功能。在D1样受体激动剂SKF81297给药前的90分钟时,分别向NAc脑区定位注射干扰肽(TAT-D1-t3)以及氨基酸序列随机打乱的对照肽(TAT)。在TAT-D1-t3组,SKF81297抑制急性吗啡诱导产生的LTP这一现象得到了恢复；而在TAT组,SKF81297抑制急性吗啡诱导产生的LTP这一现象仍然存在。 综合以上结果可知：急性吗啡作用可以通过激活NAc脑区内的μ型阿片受体,增强突触前谷氨酸的释放并且激活含有GluN2A亚基NMDA受体,在PFC到NAc壳区的突触上,产生一个fEPSPs的长时程增强效应。内源性多巴胺对急性吗啡诱导产生的LTP没有影响；而外源性多巴胺可以激活D1受体,通过D1-GluN2A受体之间直接相互作用而抑制吗啡诱导产生的LTP。
【关键词】：吗啡 谷氨酸能突触 突触可塑性 长时程增强 NMDA受体 多巴胺D1受体 伏隔核 前额叶皮质
【学位授予单位】：陕西师范大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：R749.61
【目录】：

• 摘要3-6
• Abstract6-12
• 缩略词表12-14
• 单位符号14-15
• 第一部分 文献综述15-37
• 1.1 阿片与阿片受体15-20
• 1.1.1 阿片与吗啡15-16
• 1.1.2 阿片受体16-18
• 1.1.3 阿片受体介导的细胞内信号通路18-20
• 1.2 药物成瘾20-23
• 1.2.1 药物成瘾的神经生物学基础20-22
• 1.2.2 伏隔核的结构与功能22-23
• 1.3 谷氨酸能突触的可塑性23-30
• 1.3.1 谷氨酸受体的类型、结构与分布24-26
• 1.3.2 NMDA受体依赖的AMPA受体介导的LTP和LTD26-27
• 1.3.3 NMDA受体介导的LTP和LTD27
• 1.3.4 突触前的LTP和LTD27-28
• 1.3.5 内源性大麻素的LTD28-29
• 1.3.6 伏隔核的LTP和LTD与药物成瘾29-30
• 1.4 多巴胺对谷氨酸能突触的突触可塑性的调节作用30-35
• 1.4.1 多巴胺受体30-31
• 1.4.2 多巴胺对神经递质释放的调节作用31-32
• 1.4.3 多巴胺对AMPA受体的调节作用32
• 1.4.4 多巴胺对NMDA受体的调节作用32-35
• 1.5 选题目的和意义35-37
• 第二部分 研究方法与内容37-43
• 2.1 实验材料37-38
• 2.1.1 试剂与药品37
• 2.1.2 实验溶液37-38
• 2.1.3 主要仪器设备38
• 2.2 实验方法38-42
• 2.2.1 实验动物38
• 2.2.2 实验动物的分组与处理38-39
• 2.2.3 电生理记录39-42
• 2.2.4 组织学鉴定42
• 2.3 数据分析与统计42-43
• 第三部分 实验结果43-79
• 3.1 急性吗啡作用诱导产生一个在体LTP43-49
• 3.1.1 急性吗啡的颅内NAc定位给药诱导产生了LTP43-45
• 3.1.2 急性吗啡的颈部皮下给药也诱导产生了LTP45-47
• 3.1.3 急性吗啡诱导产生的LTP依赖于μ型阿片受体的激活47-49
• 3.2 急性吗啡作用增强NAc中谷氨酸能突触传递的突触前机制49-51
• 3.3 吗啡诱导产生的LTP依赖于含有GluN2A亚基的NMDA受体的激活51-58
• 3.3.1 吗啡诱导产生的LTP依赖于NMDA受体的激活51-54
• 3.3.2 吗啡诱导产生的LTP不依赖于含有GluN2B亚基的NMDA受体的激活54-56
• 3.3.3 吗啡诱导产生的LTP依赖于含有GluN2A亚基的NMDA受体的激活56-58
• 3.4 内源性多巴胺对吗啡诱导产生的LTP没有影响58-63
• 3.4.1 阻断D1样受体不影响吗啡诱导产生的LTP59-61
• 3.4.2 阻断D2样受体也不影响吗啡诱导的产生LTP61-63
• 3.5 外源性多巴胺通过D1样受体而不是D2样受体的激活,可以抑制吗啡诱导产生的LTP63-69
• 3.5.1 外源性地激活多巴胺受体可以抑制吗啡诱导产生的LTP63-65
• 3.5.2 外源性地激活D1样受体可以抑制吗啡诱导产生的LTP65-67
• 3.5.3 外源性地激活D2样受体不影响吗啡诱导产生的LTP67-69
• 3.6 外源性多巴胺激活D1样受体后,可以通过D1-GluN2A受体间直接的相互作用,抑制吗啡诱导产生的LTP69-74
• 3.6.1 阻断D1-GluN2A受体间直接的相互作用,外源性地激活D1样受体后不能抑制吗啡诱导产生的LTP70-72
• 3.6.2 不阻断D1-GluN2A受体间直接的相互作用,外源性地激活D1样受体后仍可以抑制吗啡诱导产生的LTP72-74
• 3.7 攻读博士学位前期的另外一部分工作74-79
• 第四部分 讨论79-83
• 4.1 急性吗啡诱导的LTP是NMDA受体依赖的LTP79-80
• 4.2 多巴胺对急性吗啡作用下的突触可塑性的调节作用80-81
• 4.3 D1受体与NMDA受体之间的直接的偶联作用可以调节吗啡诱导的LTP81-82
• 4.4 下一步工作展望82-83
• 第五部分 结论83-85
• 参考文献85-105
• 致谢105-107
• 攻读博士学位期间发表的论文107

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 韩洁韵;梁子敬;;阿片受体的病理生理研究进展[J];国际内科学杂志;2007年02期

2 吴晓杰;张静;魏春玲;刘志强;任维;;慢性吗啡预处理减弱急性吗啡对伏隔核谷氨酸能突触传递的影响[J];生理学报;2012年02期

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本文编号：756344