【摘要】：中腦導(dǎo)水管周圍灰質(zhì)(periaqueductal gray,PAG)位于中腦,PAG包繞著中腦水管,是所謂的“下行抑制系統(tǒng)”的重要起始部分。在PAG的各分區(qū)中,其腹外側(cè)部分(ventrolateral PAG,vl PAG)與鎮(zhèn)痛功能密切相關(guān),因而受到特別重視并被重點研究。PAG向脊髓的投射分為經(jīng)由延髓吻段腹側(cè)部(rostral ventromedial medulla,RVM)中介后終止于脊髓和直接向脊髓投射兩種。PAG通過上述兩條路徑而對脊髓水平的傷害性信息發(fā)揮調(diào)控作用。上世紀(jì)60年代,中國科學(xué)家鄒岡等發(fā)現(xiàn),激活PAG神經(jīng)元在實驗動物水平有鎮(zhèn)痛作用,后續(xù)的臨床研究證實了上述發(fā)現(xiàn)。隨著神經(jīng)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,PAG的細胞構(gòu)筑及突觸水平的形態(tài)與功能研究取得了長足進步。形態(tài)學(xué)研究提示,vl PAG內(nèi)興奮性突觸(含glutamate,Glu)及抑制性突觸(含γ-aminobutyric acid,GABA)均在突觸前表達GABA_B受體—GABA受體的代謝型亞型。興奮性突觸釋放的谷氨酸作用于其突觸后受體,包括NMDA(N-methyl-D-aspartic acid)受體、KA(kainic acid)受體和AMPA(α-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazolepropionic acid)受體;而抑制性突觸釋放的GABA作用于突觸后的GABAA受體及突觸后和“突觸外”的GABA_B受體。GABAA受體實際上是一種氯離子通道,其開放可以使氯離子延濃度梯度流動;而GABA_B受體是一種與胞內(nèi)G_(i/q)蛋白偶聯(lián)的“經(jīng)典”G蛋白偶聯(lián)受體。GABAA受體和GABA_B受體分別介導(dǎo)“快”和“慢”的抑制性反應(yīng)。行為學(xué)結(jié)果表明PAG內(nèi)注射GABA_B受體激動劑baclofen(巴氯芬)可引起“致痛”和“鎮(zhèn)痛”兩種截然相反的效應(yīng),其不同作用依賴于baclofen的不同濃度。離體電生理學(xué)實驗顯示,激活突觸前GABA_B受體,抑制突觸前遞質(zhì)的釋放,此作用主要和抑制突觸前Ca~(2+)通道有關(guān);另一方面,激活突觸后及“突觸外”的GABA_B受體,可引起一個G蛋白偶聯(lián)的內(nèi)向整流鉀通道(G protein-coupled inwardly rectifying K~+,GIRK)電流,此電流為一個“慢”的膜電流。然而,GABA_B受體在PAG水平的作用機制尚有諸多不明之處。本學(xué)位論文應(yīng)用高阻封接膜片鉗記錄技術(shù),在成年大鼠急性PAG切片上記錄PAG神經(jīng)元全細胞電流。本論文實驗結(jié)果觀察到:(1)同步檢測GABA_B受體的突觸前和突觸后反應(yīng),顯示突觸前和突觸后受體在PAG內(nèi)對其受體激動劑baclofen具有不同敏感性。突觸前受體和突觸后受體的不同敏感性可能對維持PAG神經(jīng)元的自身動態(tài)平衡(homeostasis)至關(guān)重要;(2)利用GABA轉(zhuǎn)運體抑制劑nipecotic acid(NPA)“集聚”突觸外GABA的濃度,我們發(fā)現(xiàn):“集聚”的GABA可以同時通過激活GABA能突觸及谷氨酸能突觸繼而分別抑制GABA和Glu的釋放。這些結(jié)果提示PAG神經(jīng)元可以通過集聚的GABA而影響突觸傳遞,此作用由GABA_B受體介導(dǎo),因而提示一種可能的新的影響下行抑制系統(tǒng)疼痛調(diào)節(jié)的作用途徑;(3)因為不同濃度的baclofen在整體行為學(xué)水平引起“致痛”和“鎮(zhèn)痛“兩種相反作用,我們設(shè)想不同濃度的baclofen可能在細胞和突觸水平有不同作用。我們選擇了“飽和濃度”(5μM)和“非飽和濃度”(0.1μM)baclofen,分別檢驗它們對興奮性突觸及抑制性突觸的作用。結(jié)果表明飽和濃度的baclofen對上述兩類突觸的抑制效果無統(tǒng)計學(xué)差異,而非飽和濃度的baclofen對上述兩類突觸的作用有差異:0.1μM的baclofen對抑制性突觸的抑制效應(yīng)顯著大于其對興奮性突觸的作用。與之相對應(yīng),非飽和濃度baclofen對單個PAG神經(jīng)元的興奮性顯示增加作用而非抑制作用。上述結(jié)果解釋了行為學(xué)不同濃度baclofen引起相反作用的機制。綜上,本研究的電生理學(xué)實驗結(jié)果的直接證據(jù)表明PAG內(nèi)GABA_B受體在突觸前和突觸后的敏感性不同,“集聚”的GABA同時抑制興奮性突觸和抑制性突觸,且非飽和濃度的baclofen對兩種突觸的作用有差異。以上結(jié)果對我們更好地理解GABA_B受體在PAG內(nèi)的作用,及利用GABA_B受體作為調(diào)節(jié)疼痛的靶點都有重要的理論意義。
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：R338
【圖文】：

個下行抑制系統(tǒng)，后者包括 PAG、延髓吻段腹側(cè)部 (rostral vVM) 和外側(cè)網(wǎng)狀核 (lateral reticular nucleus, LRN) 等，最終）背角[2,3,5,16,17]。大腦的高級中樞對傷害性信息作出反饋，通特異性通路向下傳遞，從而對傳入脊髓（或延髓）水平的傷害 1A)[1,5]。 是中腦頂蓋和被蓋之間由一群小神經(jīng)細胞圍繞中腦導(dǎo)水管形。PAG 是中腦中不斷進化的神經(jīng)基質(zhì)，調(diào)節(jié)廣泛的復(fù)雜行為，懼等[2]。PAG 起源的下行抑制系統(tǒng)主要經(jīng)由兩條通路實現(xiàn)下-RVM-脊髓背角通路，另一條是 PAG-LRN-脊髓背角通路[16,在一條 PAG 到脊髓背角的直接通路[2]。PAG 接受來自脊髓傷傳入，也接受來自額葉皮層、島葉、杏仁、下丘腦、楔狀核核等的傳入[16,17]。PAG 在傷害性信息的傳遞過程中處于至關(guān)重因此 PAG 也是研究鎮(zhèn)痛調(diào)制的重點目標(biāo)之一[2,5]。

圖 3 腹外側(cè)區(qū) PAG 神經(jīng)元的突觸前和突觸后 GABAB受體的敏感性不同。(A) 底部：長條狀為連續(xù)的細胞膜反應(yīng)記錄，記錄了膜電流，同時記錄突觸前刺激引起的eEPSCs�？梢� 0.01 μM baclofen 未引起可見的膜電流反應(yīng)，但在 1 μM 時，引起一個明顯的膜電流。上部：突觸前刺激引起的 eEPSCs 在 0.01 μM baclofen 灌流時，引起部分抑制幅度①②；而在 1 μM baclofen 灌流時，引起 eEPSCs 的顯著抑制③④。每個數(shù)字的時間點所產(chǎn)生的電流軌跡分別在上方列出，以下部圖中的①②③④表示。不同濃度的 baclofen 灌流以長條記錄圖上的橫線表示。 (B) 突觸前和突觸后 baclofen 作用的劑量-反應(yīng)曲線，EC50分別為0.37 μM 和 1.68 μM (P < 0.01)。數(shù)據(jù)表示為平均值 ± 標(biāo)準(zhǔn)誤。括號中的數(shù)字表示記錄在突觸前和突觸后反應(yīng)的每個濃度點的細胞數(shù)量。bac, baclofen 巴氯芬；eEPSCsinhibition,baclofen 抑制被激發(fā)的興奮性突觸后電流的幅度為 100％; Iout，向外的細胞膜電流幅度(%)。本圖選自作者已發(fā)表論文[5]，有改動。Fig. 3 Differential sensitivity of presynaptic and postsynaptic GABABreceptors in vlPAG neurons.(A) Bottom: the chart recording shows the simultaneous recording of postsynaptic membrane

圖 4 NPA 對抑制性突觸傳遞的影響。ABA 轉(zhuǎn)運體抑制劑哌啶甲酸 NPA (10 mM) 減少抑制性突觸后電流 (eIPSCs)加其半數(shù)恢復(fù)期時間。比例尺：100 pA, 100 ms。(B) 加入 GABAB受體的拮432 (1 μM) 后 eIPSCs 的幅度增加。在 CGP52432 存在的條件下，加入 NPA (10 eIPSCs 的幅度。比例尺：80 pA,100 ms。(C) 匯總的數(shù)據(jù)顯示不同程度 NPANPA; n = 10) 和存在 CGP52432 (CGP + NPA; n = 9) 的 eIPSCs 幅度的影響有顯 t 檢驗)，表明 NPA 通過集聚 GABA 而影響 eIPSCs。虛線表示基線 (100％)。微小抑制性突觸后電流 (mIPSC) 的作用示例。上、中和下分別表示在 NPA，應(yīng)用中和洗脫后。右：匯集數(shù)據(jù)顯示 NPA 降低了 mIPSCs 的相對頻率 (上有降低相對幅度 (下圖) (n = 6)。比例尺：20 pA, 1 s。數(shù)據(jù)顯示均為平均值 ±05; ** P<0.01。Ampl., amplitude, 幅度; Ctrl., control, 對照; Freq., frequency, 頻圖來自作者已發(fā)表論文[2]。Fig. 4 Effects of nipecotic acid (NPA) on inhibitory synaptic transmission.

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 李云慶，施際武;大鼠中腦導(dǎo)水管周圍灰質(zhì)－中縫大核－三叉神經(jīng)脊束核尾側(cè)亞核通路的電鏡研究[J];神經(jīng)解剖學(xué)雜志;1994年03期

本文編號：2755302