促甲狀腺激素釋放激素對氣道副交感節(jié)前神經(jīng)元的調(diào)控及機制.pdf

1、氣道副交感節(jié)前神經(jīng)元(airway-related vagal preganglionic neurons，AVPNs)主要分布于疑核致密部、疑核外側(cè)部及迷走神經(jīng)背核。以往研究發(fā)現(xiàn)，位于疑核致密部的AVPNs發(fā)出喉神經(jīng)，調(diào)節(jié)機體的呼吸及發(fā)聲；位于迷走神經(jīng)背核內(nèi)的AVPNs主要調(diào)節(jié)氣道粘膜的腺體分泌；而位于疑核外側(cè)部的AVPNs與氣道平滑肌的收縮密切相關(guān)。疑核外側(cè)部的AVPNs分為吸氣激活性氣道副交感節(jié)前神經(jīng)元(inspiratory-a

2、ctivated airway-related vagal preganglionic neurons，IA-AVPNs)及吸氣抑制性氣道副交感節(jié)前神經(jīng)元(inspiratory-inhibitted airway-related vagalpreganglionic neurons，II-AVPNs)。AVPNs接受興奮性的谷氨酸能及抑制性的GABA能、甘氨酸能神經(jīng)支配，接受去甲腎上腺素、乙酰膽堿、5-羥色胺(5-HT)等神經(jīng)遞質(zhì)或神

3、經(jīng)調(diào)質(zhì)的調(diào)節(jié)。AVPNs接受TRH神經(jīng)纖維的支配，向疑核內(nèi)微注射TRH引起氣道平滑肌先舒張后收縮，提示TRH對AVPNs具有調(diào)控作用。然而，目前就IA-AVPNs與II-AVPNs是否具有類似的中樞分布及電生理學特性，以及在突觸水平，TRH對IA-AVPNs及II-AVPNs是否具有相同的調(diào)控作用及機制，尚未完全明確。因此，本文應用逆行熒光示蹤技術(shù)及膜片鉗技術(shù)，以2-6天SD大鼠為研究對象，研究AVPNs的中樞分布、電生理學特性和TRH

4、對AVPNs的突觸調(diào)控及機制，揭示臨床常見病如支氣管哮喘、阻塞性睡眠呼吸暫停、慢性阻塞性肺疾病的中樞發(fā)病機制。實驗結(jié)果及結(jié)論如下：
　　 一.AVPNs的電生理學特性及TRH對II-AVPNs的調(diào)控及機制
　　 1.AVPNs的中樞分布及電生理學特性研究
　　 應用逆行熒光示蹤技術(shù)，我們研究發(fā)現(xiàn)IA-AVPNs與II-AVPNs具有不同的中樞分布。在標記的129個神經(jīng)元中，64.3％為IA-AVPNs，其中，85

5、.6％的IA-AVPNs位于疑核腹外側(cè)區(qū)，14.4％的IA-AVPNs位于疑核腹側(cè)及腹內(nèi)側(cè)區(qū)；35.7％的標記神經(jīng)元為II-AVPNs，其中，89.1％的II-AVPNs位于疑核腹側(cè)及腹內(nèi)側(cè)區(qū)，10.9％的II-AVPNs位于疑核腹外側(cè)區(qū)。
　　 吸氣時，IA-AVPNs興奮性的谷氨酸能突觸后電流(glutamatergic excitatorypostsynaptic currents，EPSCs)明顯增多，II-AVPNs抑

6、制性的甘氨酸能突觸后電流(glyergic inhibitory postsynaptic current，IPSCs)明顯增多。在電流鉗記錄模式下，II-AVPNs具有較高的靜息膜電位、較低的閾電位，較小的刺激電流即可引起II-AVPNs的興奮。IA-AVPNs的后超極化由低電導鈣離子激活的鉀電流(small-conductance Ca2+-activated potassium，SKca)所介導，II-AVPNs的后超極化由高電導

7、鈣離子激活的鉀電流(large-conductance Ca2+-activated potassium，LKca)所介導。在電壓鉗記錄模式下，去極化電壓誘導IA-AVPNs及II-AVPNs產(chǎn)生河豚毒素(TTX)敏感的鈉電流、瞬時鉀電流及長時程鉀電流。其中，鈉電流的幅度不隨鉗制電壓的改變而改變；IA-AVPNs和II-AVPNs的瞬時鉀電流均對4-AP敏感。在鉗制電壓為-20 mv至+30 mv時，IA-AVPNs的長時程鉀電流被4-

8、AP阻斷，而II-AVPNs的長時程鉀電流對4-AP不敏感。以上結(jié)果提示IA-AVPNs及II-AVPNs具有不同的解剖學分布，表達不同的離子通道。
　　 2.TRH對II-AVPNs的調(diào)控及機制
　　 100nM的TRH顯著增加舌下神經(jīng)根放電的頻率及幅度；在鉗制電壓為-80mv時，TRH引起II-AVPNs緊張性的興奮性內(nèi)向電流，幅度為50.1±7.4 pA；在TTX存在時，TRH所引起的內(nèi)向電流的幅度為32.1±4.

9、7 pA，提示此內(nèi)向電流可能部分由電壓門控性鈉通道的開放所引起。在鉗制電壓為-80 mv時，TRH對自發(fā)性興奮性突觸后電流(spontaneous excitatory postsynaptic currents，sEPSCs)及微小興奮性突觸后電流(miniature excitatory postsynaptic currents，mEPSCs)均無影響。在鉗制電壓為-50 mv時，我們記錄到II-AVPNs自發(fā)性及相位性抑制性的突

10、觸后電流(inhibitory postsynaptic currents，IPSCs)。本實驗證實吸氣間期大部分IPSCs為甘氨酸能突觸后電流，吸氣期相位性的IPSCs均為甘氨酸能突觸后電流。TRH對吸氣間期自發(fā)性甘氨酸能突觸后電流無明顯作用，卻顯著抑制吸氣期相位性甘氨酸能突觸后電流的幅度及面積。在電流鉗記錄模式下，TRH引起II-AVPNs的去極化、增加了吸氣間期II-AVPNs的放電頻率。以上結(jié)果提示，TRH通過突觸后機制引起興奮

11、性內(nèi)向電流、通過突觸前機制抑制吸氣期甘氨酸能突觸后電流，興奮II-AVPNs。
　　 二.TRH對IA-AVPNs的調(diào)控及機制
　　 在電壓鉗記錄模式下，100 nM的TRH引起IA-AVPNs興奮性的內(nèi)向電流、增強了IA-AVPNs興奮性的突觸傳入、誘導IA-AVPNs產(chǎn)生電振蕩。IA-AVPNs興奮性內(nèi)向電流及電振蕩的產(chǎn)生不依賴于其化學性突觸傳入；100μM的CBX不能阻斷TRH所引起的興奮性內(nèi)向電流及緊張性sEPS