论文部分内容阅读
药物成瘾是滥用药物作用于大脑奖赏系统而产生的慢性、易复发性的脑疾病,使得成瘾者形成对药物持续性的渴求和强迫性的用药行为。中脑-边缘多巴胺系统(mesolimbic dopaminergic system, MLDS)是成瘾药物产生奖赏效应的结构基础,MLDS几乎参与了所有成瘾药物的奖赏效应,这一系统包括VTA、DA神经元及其投射、NAc、杏仁核以及前额叶皮质等,其中VTA和NAc是脑内产生奖赏效应的主要核团。成瘾药物能够使奖赏中枢神经元功能发生适应性改变。通常,神经元的输出功能取决于两方面的电生理学参数：突触输入和膜兴奋特征。兴奋性突触输入使膜去极化到动作电位阈值,而膜兴奋特征决定是否产生动作电位和产生多少。基于此,成瘾药物诱导的突触可塑性和膜兴奋特征变化是成瘾效应相关的神经适应性改变机制研究的重要内容之一。伏隔核(Nucleus accumbens, NAc)位于纹状体腹侧,它既接受来自前额叶皮质(PFC)等的谷氨酸能投射,又接受来自中脑腹侧被盖区(VTA)的多巴胺能投射,根据纤维走向以及细胞的组织学特性可将其分为壳部和核部两部分,它们在成瘾中具有不同的作用。大量的研究表明,核部与背侧纹状体功能相似,主要参与对自主运动的调节,参与执行和学习操作性条件反射行为,而壳部则与杏仁核功能相似,主要参与调节内脏运动和控制动机情感过程,是成瘾药物作用的敏感部位。NAc的传出神经元主要是GABA能的中间棘突神经元(MSN),占伏隔核神经元总数的90～95%。大量研究表明,在NAc,药物成瘾效应不仅表现为MSNs的谷氨酸能突触传递的可塑性改变,同时伴随MSNs膜兴奋特征改变。本实验室的前期研究发现,反复暴露于吗啡戒断后,NAc MSNs谷氨酸突触产生NMDAR依赖的长时程增强,同时伴随MSNs膜兴奋特征的改变。进一步研究发现,激活NMDAR可以显著地增强NAc壳区MSNs的内在兴奋性和放电适应：其中选择性激活含NR2A亚基的NMDAR可以增强MSN的适应性,而选择性激活含NR2B亚基的NMDAR可以增强细胞的内在兴奋性。表明NMDAR不仅在突触可塑中发挥着重要的作用,而且在神经元放电特性中有重要作用。伏隔核(NAc)既接受来自PFC等的谷氨酸能投射,又接受来自VTA的多巴胺能投射。脑内的多巴胺系统不仅参与调控神经突触可塑性,也参与调控MSN的兴奋性,且多巴胺受体系统和谷氨酸受体系统之间存在直接或间接地相互作用。然而,这种相互作用是否影响神经元的放电特性,目前还未见报道。本实验采用全细胞膜片钳技术,通过灌流不同受体激动剂或者拮抗剂来观察NMDAR与DAR各亚基对NAc壳区MSN放电特性的影响,以期从神经元的放电特性角度研究不同递质受体亚基间的相互作用,为药物成瘾的机制研究提供理论参考,为神经系统疾病的药物治疗提供可能的靶点。具体结果如下：1DAR持续活化对NAcShell MSNs中NMDAR激活所引起的效应具有抑制作用首先,我们重复了本实验室前期的研究成果,证实激活NMDAR可以显著地增强NAcShell MSNs的兴奋性和放电适应性。其中激活含NR2A亚基的NMDAR可以增强细胞的放电适应性,激活含NR2B亚基的NMDAR可以增强细胞的内在兴奋性。在此基础之上,灌流DA对NAcShell MSNs因NMDAR激活所引起的效应具有显著的抑制作用,提示DAR的激活抑制了NMDAR激活所引起的放电特征的改变。2阻断D1样受体后灌流DA对NAcShell MSNs中含NR2A亚基的NMDAR激活所引起的效应没有显著影响在阻断GABAA受体、AMPA受体和含NR2B亚基的NMDAR所介导的突触输入条件下,依次选择性激活D2样受体和含NR2A亚基的NMDAR,观察D2样受体激活对含NR2A亚基的NMDAR介导的膜兴奋特征改变的影响。实验结果显示：D2样受体的激活对含NR2A亚基的NMDAR激活前后的基强度以及放电个数没有显著影响；对于放电持续时间,依次激活D2样受体和含NR2A亚基的NMDAR后MSN的放电持续时间明显缩短。以上结果与单独选择性激活含NR2A亚基的NMDAR的结果相同,说明D2样受体的激活对于含NR2A亚基的NMDAR所引起的放电适应增强没有显著影响,结合DAR的持续活化对于NMDAR激活所引起的效应具有抑制作用的实验结果,间接提示DA对于含NR2A亚基的NMDAR激活所诱导的放电适应增强效应的抑制作用是通过D1样受体的激活来实现的。3阻断D2样受体后灌流DA对NAcShell MSNs中含NR2B亚基的NMDAR激活所引起的效应没有显著影响在持续灌流含有PTX(100μM)和DNQX(10μM)的ACSF中加入NVP-AAM077以抑制含NR2A亚基的NMDAR的活性,加入Sulpiride以抑制D2样受体的活性,先记录一次,然后加入20μM的DA,5分钟后再加入10μM的NMDA,20分钟后再次记录。实验结果显示：D1样受体的激活对含NR2B亚基的NMDAR激活前后的基强度、放电个数以及放电持续时间均没有显著性变化,说明依次激活D1样受体和含NR2B亚基的NMDAR对NAcShell MSNs的兴奋性没有显著性的影响,这与单独选择性激活含NR2B亚基的NMDAR所引起的兴奋性增强的结果不同,提示D1样受体的激活抑制了含NR2B亚基的NMDAR激活所诱导的兴奋性增强的效应。4灌流Quinpirole以激活D样受体对NAcShell MSNs中含NR2B亚基的NMDAR激活所引起的效应没有显著性的影响对NAcShell MSNs进行全细胞膜片钳记录,在持续灌流含有PTX(100μM)和DNQX(10μM)的ACSF中加入NVP-AAM077以抑制含NR2A亚基的NMDAR的活性,记录一次,然后再加入D2样受体的选择性激动剂Quinpirole(10μM)以激活其活性,5分钟后再加入10μM的NMDA,20分钟后再次记录。实验结果显示：D2样受体的激活对含NR2B亚基的NMDAR激活前后的基强度、放电持续时间以及放电个数均没有显著性变化,说明依次激活D2样受体和含NR2B亚基的NMDAR对MSN的内在兴奋性和放电适应均没有显著影响,这与单独选择性激活含NR2B亚基的NMDAR所引起的兴奋性增强的结果不同,提示D2样受体的激活抑制了含NR2B亚基的NMDAR激活所引起的兴奋性增强的效应。根据以上结果,得出以下结论：依次激活DAR和NMDAR后,NAcShell MSNs的基强度、放电个数以及放电持续时间均没有显著变化,说明神经元的内在兴奋性和放电适应均没有改变,结合本实验室的前期研究结果,提示DAR的激活抑制了NMDAR激活所引起的效应。进一步的实验又证实,D1样受体的激活抑制了含NR2A或NR2B亚基的NMDAR激活所引起的效应,D2样受体的激活抑制了含NR2B亚基的NMDR激活所引起的效应。