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背景:抑郁症是严重的精神疾病。目前,在临床上抗抑郁药物多是以调控单胺类神经系统功能为主,但这类药物存在很多局限性,如效率不高、起效缓慢等。这些缺点降低了患者的依从性,增加患者自杀及自残风险。因此,开发起效快、毒副作用低的快速抗抑郁药物已成为当前的一个研究重点。代谢性谷氨酸受体2/3(metabotropic glutamate receptors2/3,mGluR2/3)具有调节突触传递的功能。在动物实验中发现,mGluR2/3拮抗剂具有快速抗抑郁作用,目前已经开展临床试验,但其作用机制并不明确。研究发现,抑郁症患者前扣带回皮层(Anterior Cingulate Cortex,ACC)的mGluR2/3表达增加,突触传递发生变化,含生长抑制素(somatostatin,SST)的γ-氨基丁酸(gamma aminobutyric acid,GABA)能神经元数量减少。抗抑郁治疗能够使脑内GABA浓度升高,GABA受体活动性增强。因此我们推测,拮抗mGluR2/3活动产生的快速抗抑郁作用可能通过ACC脑区GABA能中间神经元活动介导。本研究应用聚合酶链式反应(Polymerase Chain Reaction,PCR)、荧光免疫组化及膜片钳电生理等方法,研究了mGluR2/3活动对ACC脑区两类GABA能中间神经元(SST中间神经元和小清蛋白(parvalbumin,PV)中间神经元)上兴奋性和抑制性突触传递的影响,探讨了mGluR2/3活动对两类GABA能中间神经元突触传递的影响差异,为揭示快速抗抑郁药物的作用机制提供重要的理论依据。方法:1、使用SST-CRE和PV-CRE工具鼠分别和Ai9-RFP(Red fluorescence Protein,RFP红色荧光蛋白)工具小鼠进行交配。通过PCR鉴定小鼠基因型,获得SST-CRE/Ai9-RFP和PV-CRE/Ai9-RFP双阳性基因型的小鼠。通过荧光免疫组化方法确定两种基因型小鼠ACC脑区中间神经元上RFP表达特的异性。2、通过膜片钳全细胞技术,在SST-CRE/Ai9-RFP和PV-CRE/Ai9-RFP离体脑片ACC脑区分别记录SST和PV中间神经元的电生理特性,包括静息膜电位(Resting membrane potential,RMP)、输入阻抗(Input resistance)、动作电位(Action potential,AP)的阈值(Threshold)、AP中位宽度(Half-width)、AP幅值(Amplitude)、AP的超极化后电位(Afterhyperpolarization,AHP)、AP的起始(Initial)和稳定频率(Steady),AP频率的适应性(Spike frequency adaptation)。3、通过膜片钳全细胞技术,在SST-CRE/Ai9-RFP和PV-CRE/Ai9-RFP小鼠ACC脑区的SST和PV中间神经元上,分别记录自发兴奋性突触后电流(spontaneous excitatory postsynaptic currents,s EPSCs),微小兴奋性突触后电流(miniature excitatory postsynaptic currents,m EPSCs),微小抑制性突触后电流(miniature inhibitory postsynaptic currents,m IPSCs),分别观察mGluR2/3激动剂DCG-IV(4μM)和拮抗剂LY341495(2μM)对它们的影响。结果:1、荧光免疫组化标记结果显示,SST-CRE/Ai9-RFP转基因小鼠ACC脑区表达RFP细胞中,有80%与SST抗体共标,在PV-CRE/Ai9-RFP转基因小鼠ACC脑区中,有81%的RFP细胞与PV抗体共标。2、SST-CRE/Ai9-RFP小鼠ACC脑区SST中间神经元的电生理特性(n=28):静息膜电位-69.82±0.70 m V,输入阻抗312±25.87 MΩ,AP阈值-35.49±1.17 m V、AP中位宽度0.36±0.02ms、AP幅值83.44±2.31 p A、AP的超极化后电位20.63±1.02m V、AP的起始频率111.30±8.69Hz和稳定频率39.88±4.30 Hz,AP频率的适应性3.66±0.61;PV-CRE/Ai9-RFP的小鼠ACC脑区PV中间神经元的电生理特性(n=27):静息膜电位-73.52±0.64 m V、输入阻抗171±8.01 MΩ、AP阈值-26.15±0.91 m V、AP中位宽度0.25±0.02 ms、AP幅值72.52±1.55 p A、AP的超极化后电位25.68±0.66m V、AP的起始频率93.42±10.14 Hz和稳定频率73.66±6.87 Hz、AP频率的适应性1.25±0.07。3、灌流DCG-IV激活mGluR2/3,SST中间神经元的s EPSCs频率显著下降(p<0.05),幅值变化不显著;在激活mGluR2/3的基础上灌流LY341495,可以拮抗SST中间神经元s EPSCs频率的降低(p<0.05)但不影响幅值;单独灌流LY341495不显著影响s EPSCs和m EPSCs的频率和幅值;灌流DCG-IV对SST中间神经元m IPSCs的频率和幅值影响都不显著;在激活mGluR2/3的基础上灌流LY341495和单独灌流LY341495都能使m IPSCs的频率显著增加(p<0.05),但不影响幅值。4、灌流DCG-IV激活mGluR2/3,PV中间神经元的s EPSCs频率显著下降(p<0.05),而幅值变化不显著;在激活mGluR2/3的基础上灌流LY341495,可以拮抗PV中间神经元s EPSCs频率的降低(p<0.001)但不影响幅值;单独灌流LY341495对s EPSCs的频率和幅值影响不显著,但可以增加m EPSCs的频率(p<0.01),而不影响幅值。灌流DCG-Ⅳ,在激活mGluR2/3的基础上灌流LY341495和单独灌流LY341495对PV中间神经元m IPSCs的频率和幅值影响都不显著。结论:1、激活mGluR2/3可以减弱ACC脑区SST中间神经元和PV中间神经元的兴奋性突触传递;拮抗mGluR2/3不影响ACC脑区SST中间神经元兴奋性突触传递,但可以增强PV中间神经元兴奋性突触传递。2、激活mGluR2/3对ACC脑区SST中间神经元和PV中间神经元的抑制性突触传递都没有显著影响;拮抗mGluR2/3可以增强ACC脑区SST中间神经元抑制性突触传递,但不影响PV中间神经元抑制性突触传递。3、我们的结果提示,mGluR2/3活动对ACC脑区SST和PV中间神经元上的突触传递功能有不同的影响。这些不同影响在抗抑郁中有何作用需进一步的研究。