阿立哌唑?qū)χ心X皮層多巴胺神經(jīng)元電生理學(xué)特性及遞質(zhì)釋放的影響.pdf

1、精神分裂癥是臨床上發(fā)病率高、治愈率低的精神性頑疾，其發(fā)病機制與腦內(nèi)多巴胺(dopamine，DA)、5-羥色胺和谷氨酸等多種物質(zhì)異常有關(guān)，其中,DA遞質(zhì)失衡在精神分裂癥中的作用為多數(shù)研究者認可。神經(jīng)解剖學(xué)的研究發(fā)現(xiàn)，中腦多巴胺能神經(jīng)元在發(fā)育過程中投射至不同的腦區(qū)，分化為功能不同的神經(jīng)元亞群。其中，中腦皮層多巴胺神經(jīng)元由腹側(cè)被蓋區(qū)(ventraltegmentalarea，VTA)特異性投射至前額葉皮質(zhì)區(qū)，建立了中腦皮層多巴胺神經(jīng)通路，該

2、通路的異常是導(dǎo)致精神分裂癥等精神疾患的解剖學(xué)基礎(chǔ)。研究表明，中腦皮層DA神經(jīng)元具有特定的電生理學(xué)特征，它們的自發(fā)放電頻率大多數(shù)情況下要比中腦紋狀體DA神經(jīng)元快，而且在幅度不斷增加的超極化電流注射的基礎(chǔ)上，中腦皮層DA神經(jīng)元顯示出不明顯的“sag”。中腦DA神經(jīng)元可以從位于黑質(zhì)和VTA的胞體或樹突部位釋放DA，激活其自身D2受體，可抑制細胞放電并降低DA釋放。但至今對向腦前額葉皮質(zhì)投射的中腦皮層DA神經(jīng)元具體的電生理學(xué)特性及DA釋放的調(diào)控

3、仍不清楚。
　　 阿立哌唑是一類新型的抗精神病藥物，可有效緩解精神分裂癥病人癥狀，并具有神經(jīng)保護功能。臨床研究表明，阿立哌唑除興奮5-HT1A受體、拮抗5-HT2A受體外，還可部分激動多巴胺D2受體。新近的文獻報道，阿立哌唑?qū)Ω逰+引起的PC12細胞DA釋放具有抑制作用。通過體內(nèi)細胞記錄發(fā)現(xiàn)，阿立哌唑可降低體內(nèi)VTA內(nèi)DA神經(jīng)元的自發(fā)放電活性。激活G蛋白偶聯(lián)的內(nèi)向整流K+通道(G-protein-coupledinwardlyr

4、ectifyingpotassium，GIRK)，可抑制VTA和黑質(zhì)區(qū)神經(jīng)元的DA釋放。目前，對于阿立哌唑是否通過影響中腦皮層DA神經(jīng)元的DA釋放及電興奮性而發(fā)揮治療精神分裂癥的作用尚無報道。
　　 基于上述理念，我們推測阿立哌唑在治療精神分裂癥方面的機制，可能與其影響中腦皮層DA神經(jīng)元電生理學(xué)特性及DA釋放有關(guān)。為了證實這一設(shè)想，本實驗進行了以下實驗:
　　 1、在立體定位儀引導(dǎo)下，應(yīng)用神經(jīng)逆行示蹤技術(shù)將熒光示蹤劑定點

5、注射至鼠腦前額葉皮質(zhì)，該區(qū)域是中腦皮層DA神經(jīng)元的投射靶區(qū)。通過軸漿逆行運輸，可標記向靶區(qū)投射的中腦皮層DA神經(jīng)元，并進行酪氨酸羥化酶(tyrosinehydroxylase，TH)免疫組織化學(xué)染色鑒定。
　　 2、取標記鼠中腦組織，制備腦片，采用腦片膜片鉗技術(shù)，在全細胞記錄模式下，通過玻璃電極記錄加入不同濃度阿立哌唑?qū)χ心X皮層DA神經(jīng)元自發(fā)和誘發(fā)動作電位的幅度、頻率、寬度的影響，并檢測靜息電位和閾值等方面的變化。
　　

6、 3、檢測阿立哌唑?qū)χ心X皮層DA神經(jīng)元外向K+電流變化的影響，分析阿立哌唑調(diào)節(jié)中腦皮層DA神經(jīng)元興奮性的可能機制。
　　 4、在制備的中腦組織切片上，應(yīng)用碳纖維電極技術(shù)檢測阿立哌唑?qū)擞浀闹心X皮層DA神經(jīng)元DA釋放的影響。在780mV恒壓下，碳纖維電極可將DA氧化成多巴胺正醌，而DA氧化所產(chǎn)生的電流可被碳纖維電極檢測到，從而將DA遞質(zhì)的變化轉(zhuǎn)換成了伏安圖譜，可達到納摩爾級和亞秒級的精度;并應(yīng)用DA標準液測試碳纖維電極情況。

7、>　　 5、進行在體實驗研究，在腦VTA區(qū)注射阿立哌唑后，經(jīng)碳纖維電極技術(shù)檢測中腦皮層DA神經(jīng)元投射靶區(qū)前額葉皮質(zhì)內(nèi)DA釋放的變化情況。
　　 結(jié)果顯示:
　　 1、熒光示蹤劑可準確標記向前額葉皮質(zhì)區(qū)投射的中腦皮層DA神經(jīng)元。綠色熒光示蹤劑分布于神經(jīng)元的胞漿內(nèi)，亦可在神經(jīng)元軸突內(nèi)發(fā)現(xiàn)示蹤劑顆粒。TH免疫組織化學(xué)染色顯示，標記細胞呈TH陽性，這些DA神經(jīng)元主要分布在VTA區(qū)。
　　 2、應(yīng)用腦片鉗技術(shù)檢測了不同濃

8、度的阿立哌唑?qū)擞浿心X皮層DA神經(jīng)元自發(fā)動作電位和誘發(fā)動作電位的影響，在灌流液中加入10μM的阿立哌唑后，可明顯降低自發(fā)動作電位的頻率（P＜0.05）和幅度（P＜0.01），與加藥前比較，靜息電位和閾值均明顯降低（P＜0.05）;給予標記細胞300pA，500ms的電流刺激，可明顯誘發(fā)出頻率為30±1.15Hz，幅度為55.5±0.64mV的誘發(fā)動作電位，10μM的阿立哌唑明顯降低其頻率和幅度(P＜0.05)，高濃度的阿立哌唑（100μ

9、M）可使自發(fā)及誘發(fā)動作電位消失。結(jié)果顯示，阿立哌唑可抑制中腦皮層DA神經(jīng)元的興奮性。
　　 3、為進一步分析阿立哌唑抑制中腦皮層DA神經(jīng)元興奮性的機制，我們又對外向K+電流做了檢測，發(fā)現(xiàn)灌流液中加入10μM阿立哌唑可以刺激中腦皮層DA神經(jīng)元的鉀電流升高(P＜0.05)，用灌流液洗去阿立哌唑后，鉀電流恢復(fù)。
　　 4、在腦片灌流液中加入阿立哌唑，經(jīng)碳纖維電極可檢測到標記DA神經(jīng)元DA釋放產(chǎn)生的氧化電流，與加藥前比較，電流幅

10、度（P＜0.05）和曲線下面積(P＜0.01)均明顯減小。表明阿立哌唑可以抑制腦片中標記中腦皮層DA神經(jīng)元的DA釋放。實驗中加以70mM高K+溶液作為陽性對照。當加在電極上的膜鉗制電位躍遷至780mV電壓時，碳纖維電極檢測的氧化電流波譜上會有一上沖形成的尖峰;當鉗制電位回到0mV時，尖峰消失。
　　 5、在體實驗中，向VTA區(qū)注射10μM阿立哌唑，應(yīng)用碳纖維電極技術(shù)檢測中腦皮層DA神經(jīng)元的投射靶區(qū)前額葉皮質(zhì)內(nèi)DA釋放所產(chǎn)生的氧化