多巴胺能神經(jīng)元胞體和突觸分泌的機(jī)制：新鮮腦片電化學(xué)微電極實(shí)時(shí)記錄量子化分泌和紋狀體突觸傳遞.pdf

1、多巴胺(DA)是一種在情緒、運(yùn)動(dòng)、獎(jiǎng)賞、煙草成癮等行為中發(fā)揮關(guān)鍵作用的神經(jīng)遞質(zhì)。中腦多巴胺能神經(jīng)元發(fā)放的動(dòng)作電位可以在細(xì)胞胞體觸發(fā)遞質(zhì)分泌，或者經(jīng)軸突傳導(dǎo)到末梢在紋狀體觸發(fā)末梢分泌(ascending通路)。此外，紋狀體膽堿能神經(jīng)元同步放電也可以直接觸發(fā)多巴胺能軸突末梢的分泌(hijack通路)。突觸傳遞的時(shí)間特性對(duì)于神經(jīng)環(huán)路在生理行為中的功能非常重要。然而，多巴胺能神經(jīng)元胞體分泌及末梢分泌的時(shí)間特性并不清楚，DA分泌在尼古丁調(diào)控下的動(dòng)

2、態(tài)變化也有待進(jìn)一步研究。
　　本文采用膜片鉗-電化學(xué)聯(lián)合記錄、光遺傳學(xué)刺激、電場(chǎng)刺激、amperometry記錄等方法，在新鮮腦組織切片上研究了多巴胺能神經(jīng)元胞體分泌和末梢分泌的動(dòng)態(tài)變化。本研究發(fā)現(xiàn)：
　　(1)通過全細(xì)胞膜片鉗去極化細(xì)胞胞體，同時(shí)使用微碳纖電極檢測(cè)胞外DA水平，記錄到了多巴胺能神經(jīng)元胞體分泌的量子化釋放事件。本文精確測(cè)定了DA胞體分泌的潛伏期(中值:486ms)。與多巴胺能末梢分泌相比，胞體分泌的潛伏期比前

3、者長約45倍。
　　(2)通過使用ChAT-ChR2-EYFP光遺傳學(xué)轉(zhuǎn)基因小鼠對(duì)紋狀體膽堿能中間神經(jīng)元進(jìn)行選擇性光刺激發(fā)現(xiàn)，膽堿能中間神經(jīng)元經(jīng)Hijack通路誘發(fā)的DA分泌的平均潛伏期為17.8ms，而電刺激經(jīng)ascending通路誘發(fā)的DA分泌的平均潛伏期為10.8ms。在Hijack通路中，中間神經(jīng)元受光刺激發(fā)放動(dòng)作電位需2.8ms，膽堿能神經(jīng)傳遞需7.0ms，下游的DA分泌需10.8ms。該Hijack通路的分泌潛伏期接受

4、突觸前乙酰膽堿(acetylcholine, ACh)分泌和突觸后N型乙酰膽堿受體(nAChR)狀態(tài)的共同調(diào)控。
　　(3)本文進(jìn)一步研究了hijack通路DA分泌的恢復(fù)過程。在首次光刺激后DA囊泡庫立即開始再填充，該填充過程具有單指數(shù)時(shí)間常數(shù)(tDT=15s)。但是再次光刺激觸發(fā)的分泌具有短暫的絕對(duì)不應(yīng)期(TARP=1s)，之后的恢復(fù)過程具有相似的時(shí)間常數(shù)(tCTDT=17s)。
　　(4)本文研究了在吸煙水平的尼古丁的調(diào)

5、控下的DA末梢分泌的動(dòng)態(tài)變化。吸煙水平的尼古丁選擇性阻斷DA分泌的Hijack通路，但是卻不影響ascending通路。同時(shí)，尼古丁可以解除膽堿能神經(jīng)傳遞引發(fā)的DA囊泡庫的排空，從而易化了雙通路共同刺激產(chǎn)生的持續(xù)型DA分泌。
　　綜上所述，本文對(duì)復(fù)合突觸內(nèi)各個(gè)突觸的傳遞時(shí)間的測(cè)定是迄今為止關(guān)于復(fù)合突觸傳遞延遲時(shí)間的第一個(gè)例子，對(duì)今后這“第三類”突觸的突觸傳遞有重要參考意義。本文在毫秒水平上測(cè)定了DA胞體分泌和經(jīng)兩種通路的末梢分泌的