大鼠蒼白球HCN通道的電生理學和行為學研究.pdf

1、蒼白球作為基底神經節(jié)間接環(huán)路的重要中繼核團,在正常和病理狀態(tài)下對機體運動功能起重要的調節(jié)作用。研究表明超級化激活環(huán)核苷酸門控(hyperpolarization-activatedcyclicnucleotide-gated,HCN)通道在蒼白球自發(fā)起搏電活動中發(fā)揮重要作用。形態(tài)學研究證實蒼白球有HCN通道表達。離體腦片膜片鉗研究揭示HCN通道參與調節(jié)蒼白球神經元自發(fā)放電活動。
　　 目的:探討HCN通道阻斷劑ZD7288對正常

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元的在體電生理效應,ZD7288對氟哌啶醇僵直大鼠整體姿勢行為的影響,以及正常和帕金森病模型大鼠蒼白球神經元HCN通道各亞型的表達情況。
　　 方法:本實驗采用多管微電極在體細胞外電生理記錄、帕金森病大鼠模型的制備、埋管術以及免疫組織化學染色等實驗方法。
　　 結果:1.在正常大鼠蒼白球記錄到的35個神經元中,有16個(45

3、.7%)神經元在微量壓力注射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(45.7%)神經元可以被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記錄到的27個蒼白球神經元中,微量壓力注射0.5mMZD7288可以使

4、其中10個(37.0%)神經元的自發(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(55.6%)蒼白球神經元在微量壓力注射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側記錄到的28個蒼白球神經元中,微量壓力注射0.5mMZD7288可以使其中12個

5、(42.9%)神經元的自發(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(35.7%)蒼白球神經元在微量壓力注射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對損毀側蒼白球神經元的抑制效應較損毀對側明顯增強,差別有統計學意義(P＜0.05)。4.

6、應用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介導的興奮效應。在17個蒼白球神經元中,單獨給予D-AP5和CNQX的混合物不引起蒼白球神經元興奮性的改變。在D-AP5和CNQX存在的情況下,ZD7288僅興奮了3個神經元(17.7%),興奮細胞率較不給予D-AP5和CNQX時(45.7%)明顯降低(P＜0.05)。在D-AP5和CNQX存在的情況下,有8個蒼白球神經元興奮性未發(fā)生明顯

7、改變,無反應細胞率(47.0%)較不給予D-AP5和CNQX時(8.6%)明顯升高(P＜0.01)。5.在行為學實驗中,腹腔注射氟哌啶醇能使大鼠產生相對穩(wěn)定的僵直癥狀,單側蒼白球微量注射ZD7288可致帕金森病僵直模型大鼠出現不同的偏轉行為。其中在實驗組9只大鼠中,有4只大鼠表現出明顯的對側偏轉行為,與生理鹽水組相比有統計學意義(u=132.500,P＜0.001);另外5只表現為明顯的同側偏轉行為,與生理鹽水組相比有統計學意義(u=9

8、.000,P＜0.001)。6.在免疫組織化學染色實驗中,正常及帕金森病模型大鼠蒼白球內均觀察到HCN1、HCN2和HCN4的表達,其中以HCN2亞型為主,HCN1及HCN4呈少到中等量表達。三種亞型在蒼白球神經元胞體及神經纖維上均有表達。HCN1亞型在神經元胞體表達較多;HCN2亞型主要表達于神經纖維,胞體表達較少;而HCN4亞型在神經元胞體及神經纖維上的表達量相當。
　　 結論:電生理學研究結果顯示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元的興奮性,分別產生放電頻率降低和升高的效應。ZD7288引起的興奮效應可能與谷氨酸傳遞有關。行為學實驗則進一步揭示蒼白球微量注射ZD7288能夠誘導氟哌啶醇所致的帕金森病僵直大鼠出現不同的偏轉行為,提示可能與ZD7288對蒼白球神經元的不同電生理效應有關。形態(tài)學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。
　　 本實驗結果為深入探討蒼白球HCN通道在