近年来的动物实验和前期临床试验均表明亚麻醉剂量（0.5mg/kg）的氯胺酮能产生快速且持久的抗抑郁样反应。但氯胺酮的拟精神作用和成瘾性限制了其在临床上的推广应用。因此研究氯胺酮快速抗抑郁的作用机制从而研发新的抗抑郁药物成为抑郁症研究领域的热点。然而时至今日，氯胺酮快速抗抑郁的作用机制仍不明确，尤其是氯胺酮究竟是通过怎样的机制增强AMPA受体介导的兴奋性突触传递和被氯胺酮所拮抗的NMDA受体所分布的部位以及拮抗NMDA受体之后的起始阶段所发生的事件仍不清楚。Duman等的去抑制（disinhibition）理论及Monteggia等提出的eEF2去磷酸化理论都不能很好地解释在氯胺酮快速抗抑郁研究中所发现的许多现象。目前研究者报道发现氯胺酮增加兴奋性突触后膜兴奋性的同时，也能抑制HCN通道（Hyperpolarization-activated cyclic nucleotide-gated cation channel，HCN channel），并且氯胺酮不能改善HCN1基因敲除的小鼠产生的抑郁样行为。因此推测HCN1可能参与了氯胺酮的抗抑郁作用机制。那么HCN1通道是否真的参与了氯胺酮的抗抑郁机制，还是只是一种伴随现象？如果是，那HCN通道在氯胺酮增强突触兴奋性中扮演了何种角色？尚待进一步研究。为了回答这些问题，将运用电生理等技术来探究HCN通道对氯胺酮改变神经元细胞膜兴奋性以及树突信息整合中的作用。　　研究目的：　　研究HCN通道在氯胺酮影响海马CA1区椎体神经元兴奋性突触基础信息传递以及树突信息整合中的作用。　　研究内容：　　本实验分为两个部分，运用电生理膜片钳技术对海马CA1区椎体神经元进行胞外场电位记录（fEPSP）和（或者）全细胞(Whole-cell Patch)记录技术进行研究。　　一、探究HCN通道参与氯胺酮增强海马CA1椎体神经元兴奋性突触传递的机制：　　1.检测氯胺酮对海马CA1椎体神经元兴奋性传递的影响：用氯胺酮（20μM）灌流脑片，在急性分离的海马脑片CA1区stratum radiatum（SR）亚区记录由刺激联合纤维引起的兴奋性突触后场电位（Shaffer collateral-CA1field excitatory postsynaptic potentials，SC-CA1fEPSP）。并分别用0.001，0.01,0.1,1,10,100（μM）灌流脑片，检测氯胺酮增加SC-CA1fEPSPs与其剂量的关系。　　2.检测HCN通道阻断剂ZD7288（ZD，15μM）是否能模拟并掩盖氯胺酮的作用：用ZD或者Zatebradine(10μM)灌流脑片，记录SC-CA1兴奋性突触后电流（EPSCs），并记录PPR的变化，确定HCN通道在SC-CA1上对CA1区椎体神经元兴奋性突触基础信息传递的影响；在阻断HCN通道的基础上，再灌流氯胺酮，记录并分析SC-CA1EPSCs的变化，明确HCN通道阻断对氯胺酮作用的影响；　　3.用HCN1基因敲除小鼠进一步明确包含HCN1亚基的HCN通道是否参与氯胺酮对SC?CA1EPSCs的调节。　　4.利用在记录电极内液加入ZD的方法，阻断突触后膜的HCN通道，观察在后膜HCN通道被阻断过程中Ih、EPSCs的变化，再灌注ZD或者氯胺酮，检测其是否仍然对SC-CA1EPSCs有作用，从而推测HCN通道的作用位点在突触前膜还是后膜。　　5.验证HCN通道在神经元突触前后膜上的分布：分离提取海马CA1辐射层（SR）神经突触前后膜蛋白，利用Western Blot技术，检测HCN通道在前后膜的表达。　　二、探究HCN通道在氯胺酮影响海马CA1椎体神经元树突整合的参与作用：　　1.应用双刺激的方法（详见方法部分），刺激海马CA1联合纤维Schaffer collatoral（SC-CA1）和穿通纤维腔隙分子SLM层（Temporoammonic，TA-CA1）。在不同的时间窗间隔分别给予TA-CA1通路和SC-CA1通路刺激（先TA后SC），检测给予灌流氯胺酮或者ZD前后CA1对两个EPSPs整合的改变情况；并分析在预处理ZD的情况下，再予以氯胺酮灌流，检测其氯胺酮是否对其整合仍然有作用；另外，检测HCN1基因敲除小鼠中，氯胺酮是否对两个EPSPs整合仍有影响，进一步明确HCN1通道是否参与氯胺酮影响CA1神经元树突整合的作用。　　2.同样运用细胞内给ZD阻断神经元突触后膜上HCN通道的方法，在双刺激TA和SC通路时，记录突触后膜HCN通道电流Ih，及两个EPSPs；并在阻断突触后膜HCN通道的基础上，再给予ZD，记录EPSPs，探究HCN通道影响CA1椎体神经元细胞对来自TA和SC的两个阈下EPSPs整合的作用位点是突触前膜还是后膜。　　研究结果与结论：　　1、氯胺酮增强了海马CA1区SC-CA1fEPSP，其剂量依赖性曲线显示该反应的EC50为0.052μM，提示氯胺酮可以剂量依赖性的增加海马CA1区兴奋性突触传递的作用，且增强了CA1椎体神经元对来自TA和SC的两个阈下EPSPs的整合。同时HCN通道阻断剂ZD（15μM）能够显著增加并掩盖氯胺酮对SC?CA1EPSCs和CA1椎体神经元树突整合的作用，提示HCN通道参与了氯胺酮对海马CA1区椎体神经元兴奋性突触传递和树突整合功能增加的调节。并且，在HCN1基因敲除鼠中，氯胺酮既不能增加海马CA1区SC-CA1fEPSP，也没有增加CA1椎体神经元的树突整合，提示HCN通道在氯胺酮增强CA1区椎体神经元兴奋性突触传递和树突信息整合作用中必不可少。　　2、氯胺酮能显著减小SC-CA1EPSCs的PPR；且阻断后膜的HCN通道后，氯胺酮和ZD仍能增加SC?CA1EPSCs和CA1神经元的树突整合作用，提示很可能是前膜的HCN通道参与了氯胺酮增强CA1区椎体神经元兴奋性突触传递和树突信息整合作用。