大鼠丘腦底核HCN通道的電生理學及行為學研究.pdf

1、丘腦底核(subthalamic nucleus，STN)是基底神經節(jié)間接通路上的重要中繼核團，在正常和病理狀態(tài)下對機體運動功能起著非常重要的調節(jié)作用。研究表明超級化激活環(huán)核苷酸門控陽離子(hyperpolarization-activated cyclicnucleotide gated，HCN)通道在STN自發(fā)起搏電活動中起重要作用。形態(tài)學研究表明STN有HCN通道的表達。離體腦片膜片鉗研究發(fā)現(xiàn)HCN通道參與調節(jié)STN神經元電活動。

2、
　　目的:探討HCN通道阻斷劑ZD7288對正常大鼠STN神經元的在體電生理效應，激動劑8-Br-cAMP以及另一種HCN通道阻斷劑CsCl對正常大鼠STN神經元在體電生理效應，將記錄到的STN神經元按照放電間隔直方圖和自相關進行放電模式分類，觀察微量核團注射ZD7288和8-Br-cAMP對氟哌啶醇僵直模型大鼠姿勢行為的影響，以及正常大鼠STN神經元HCN通道各亞型的表達情況。
　　方法:本課題實驗采用多管微電極在體細胞

3、外電生理記錄、埋管術、免疫組織化學染色以及尼氏染色等實驗方法。
　　結果:正常大鼠在體細胞外電生理實驗中，在71只正常大鼠中共記錄到160個STN神經元，平均放電頻率為10.2±0.8Hz，規(guī)則放電78個(48.8％)，不規(guī)則放電52個(32.5％)，簇狀放電30個(18.7％)。1.其中89個STN神經元在微量壓力注射0.05mM ZD7288后，42個(47.2％)自發(fā)放電頻率由11.6±1.8Hz降低至5.7±1.3Hz(n

4、=42，P＜0.001)，平均降低56.7±5.3％(P＜0.001)，另外47個(52.8％)STN神經元可以被0.05mMZD7288興奮，自發(fā)放電頻率由9.5±1.6Hz升高到16.3±2.4Hz(n=47，P＜0.001)，平均升高142.2±29.8％(P＜0.001)。2.39個STN神經元在微量壓力注射0.1mM8-Br-cAMP后，其中的18個(46.2％)STN神經元發(fā)生興奮，自發(fā)放電頻率由9.0±1.9Hz升高到15

5、.6±3.1Hz(n=18，P＜0.001)，平均升高126.4±36.8％(P＜0.001)。15個(38.5％) STN神經元可以被抑制，自發(fā)放電頻率由6.5±0.8Hz降低至2.0±0.5Hz(n=15，P＜0.001)，平均降低66.7±6.5％(P＜0.01)。剩余的6個(15.4％)STN神經元微量壓力注射0.1mM8-Br-cAMP后，自發(fā)放電頻率由11.9±3.2Hz升高到12.9±4.0Hz(n=6，P＞0.05)，平

6、均升高2.9±5.8％(P＞0.05)，未發(fā)生顯著改變。3.在另外一組，21個STN神經元經微量壓力注射1mM CsCl后可以抑制其中的13個(61.9％) STN神經元，使自發(fā)放電頻率由7.1±1.0Hz降低到2.4±0.6Hz(n=13，P＜0.001)，平均降低67.0±8.1％(P＜0.001)。另外8個(38.1％) STN神經元可以被1mM CsCl興奮，自發(fā)放電頻率由12.0±3.8Hz升高至20.2±6.0Hz(n=8，

7、P＜0.05)，平均升高110.6±48.7％(P＜0.05)。4.在行為學實驗中，腹腔注射氟哌啶醇可誘導大鼠產生相對穩(wěn)定的僵直癥狀，單側微量注射ZD7288或8-Br-cAMP可致帕金森病僵直模型大鼠出現(xiàn)不同的偏轉行為。其中在注射ZD7288實驗組12只大鼠中，有7只表現(xiàn)出明顯的對側偏轉行為，與生理鹽水組比有統(tǒng)計學意義(u=47.5，P＜0.001)，另外5只表現(xiàn)為明顯的同側偏轉行為，與生理鹽水組比有統(tǒng)計學意義(u=36.0，P＜0.

8、001)。在注射8-Br-cAMP實驗組12只大鼠中，有6只表現(xiàn)出明顯的對側偏轉行為，與生理鹽水組比有統(tǒng)計學意義(u=75.4，P＜0.001)，另外6只表現(xiàn)為明顯的同側偏轉行為，與生理鹽水組比有統(tǒng)計學意義(u=61.0，P＜0.001)。5.在免疫組織化學染色實驗中，正常大鼠丘腦底核神經元HCN通道四種亞型均有表達。
　　結論:電生理學研究結果顯示ZD7288阻斷HCN通道后可改變正常大鼠丘腦底核神經元的興奮性，出現(xiàn)放電頻率降低

9、和升高的雙向效應。用HCN通道激動劑8-Br-cAMP和另一種阻斷劑CsCl作用于正常大鼠丘腦底核神經元同樣可以產生放電頻率降低和升高兩種效應。ZD7288引起的雙向效應可能與HCN通道亞型在丘腦底核神經元共表達有關。行為學實驗則進一步揭示丘腦底核微量注射ZD7288能夠誘導氟哌啶醇所致的帕金森病僵直大鼠出現(xiàn)不同的偏轉行為，提示可能與ZD7288對丘腦底核神經元的不同電生理效應有關。形態(tài)學研究顯示正常大鼠丘腦底核神經元有HCN通道受體的