背景 海马神经网络gamma振荡(γ,30-80Hz)由抑制性中间神经元和兴奋性锥体神经元相互作用而产生,其与高级脑功能,如学习和记忆等有密切关联。多巴胺(Dopamine,DA)是目前研究的最重要的中枢神经系统递质之一,首要作用于多巴胺受体,参与了体内多种调节。离体脑片实验中应用多巴胺增强了γ振荡,但其细胞内的机制仍不清楚。该研究为阐明脑生理功能及脑疾病的机制研究提供了新的理论基础。目的 本研究旨在确定体外模型中急性多巴胺应用对海马网络gamma(γ)振荡的影响和机制。方法 γ振荡的诱发和记录:取3-4周龄的SD雄性大鼠,称重,腹腔注射10%的水合氯醛(0.4mL/100g)进行麻醉。待夹跖反射消失,打开胸腔,用预冷过的切片脑脊液进行心脏灌流,待肝脏、四肢发白即可,快速断头,剥离出完整的脑组织,轻轻放入充满混合气体(95%O2+5%CO2)的零度切片脑脊液中。采用LEICA VT切片机对脑组织进行水平切,脑片厚度为400μm。将切好的脑片转移到孵育槽,孵育槽内已循环灌流人工脑脊液(温度为28℃-32℃,流速为3-4mL,pH为7.35-7.45),并持续通入混合气体(95%O2+5%CO2)。然后将脑片转移到记录槽,孵育一个小时后,在左右两侧海马CA3区插入玻璃电极,进行场电位记录,在人工脑脊液中加入红枣氨酸激动剂(Kainate,KA)诱导出γ振荡。当γ节律稳定20分钟后,加入多巴胺、多巴胺受体阻断剂、NMDA受体阻断剂、PKA抑制剂、AKT抑制剂、PI3K抑制剂、GSK3β抑制剂、MAPK抑制剂、RTK抑制剂,以此来探讨多巴胺在细胞内信号传导的途径。全部数据均用Sigmastat做统计学分析,统计结果用均值±标准误表示,当P<0.05,则认为统计结果有意义。结果 1.新鲜配制的DA(200μM)增强了KA诱导的大鼠海马CA3区的γ振荡。2.丝氨酸/苏氨酸激酶(AKT)抑制剂TCBN和NMDA受体阻断剂D-AP5不能阻断DA对γ振荡的增强效应。3.D2型多巴胺受体阻断剂Raclopride、酪氨酸激酶(RTK)抑制剂UNC569、CAMP依赖性激酶(PKA)抑制剂H89、磷脂酰肌醇-3激酶(PI3K)抑制剂Wortmannin和糖原合酶激酶3β(GSK3β)抑制剂SB415286均可部分阻断DA对γ振荡的增强效应。4.D1型多巴胺受体阻断剂SCH23390、细胞外信号相关激酶(ERK)抑制剂U0126完全阻断DA对γ振荡的增强效应。结论 我们的研究结果表明急性应用DA显著增加了KA诱导的γ振荡,主要是通过激活DR/RTK/ERK信号通路和部分通过DR/PKA/PI3K途径。