orexina對(duì)小鼠前額葉皮層pl區(qū)不同細(xì)胞作用狀況的研究

1、exinA對(duì)小鼠前額葉皮層PL區(qū)不同細(xì)胞作用狀況的研究李博，閆潔，陳芳，胡志安（第三軍醫(yī)大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)部生理學(xué)教研室，重慶400038）摘要：目的應(yīng)用膜片鉗全細(xì)胞記錄技術(shù)，探討覺(jué)醒肽exinA對(duì)小鼠前額葉皮層PL區(qū)細(xì)胞的作用狀況。方法制備小鼠前額葉皮質(zhì)腦片，在膜片鉗全細(xì)胞記錄模式下，觀察記錄PL區(qū)錐體神經(jīng)元和中間神經(jīng)元的電生理學(xué)特點(diǎn)及其對(duì)exinA的反應(yīng)情況。結(jié)果54例錐體神經(jīng)元對(duì)exinA總反應(yīng)率為51.9%，進(jìn)一步分析，36例Ih()

2、錐體神經(jīng)元對(duì)exinA反應(yīng)率為66.7%，18例Ih()錐體神經(jīng)元對(duì)exinA反應(yīng)率為11.1%，兩者具有顯著差異(P0.01)；15例中間神經(jīng)元對(duì)exinA均無(wú)反應(yīng)。結(jié)論exinA對(duì)前額葉皮層PL區(qū)錐體神經(jīng)元具有一定興奮性效應(yīng)，并且表現(xiàn)該興奮性反應(yīng)的細(xì)胞傾向分布于具有Ih電流的錐體神經(jīng)元中。關(guān)鍵詞：exinA；前額葉皮層PL區(qū)；錐體神經(jīng)元；中間神經(jīng)元；Ih電流中圖法分類號(hào)：文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：AEffectofexogenousexinAon

3、differentneuronsinthemouseprefrontalctexprelimbicPLarea.LIBoYANJieCHENFangHUZhian(DepartmentofPhysiologyCollegeofMedicineThirdMilitaryMedicalUniversityChongqing400038China)Abstract:ObjectiveToinvestigatetheeffectofexogen

4、ousexinAonthepyraneuronsinterneuronsintheprefrontalctexprelimbic(PL)area.onneuronsinthemouseprefrontalctexPLarea.MethodsThepyraneuronsinterneuronsinPLareaofKunmingmicewereedfromprefrontalctexslicesbyinfraredvisualpatchcl

5、amptechnique.Themphologyelectrophysiologicalfeaturesofthepyraneuronsinterneuronswereobserved.TheeffectofexogenousexinAataconcentrationof400nmolLonthesecellswasstudiedusingthewholecellconfiguration.TheeffectofexinAonthese

6、cellswasstudiedusingthewholecellconfiguration.ResultsThepyraneuronswerelargepyraalincellbodywithclearapicaldendriteextendingverticallyseveralbasaldendritesradiating.Theinterneuronswerecomparativelysmallerhadseveralproces

7、sesfromcellbody.Incurrentclampmodeall54pyraneuronshavingbeenrecdedshowedfrequencyadaptionthe15recdedinterneuronsdisgedrapidlyhadnofrequencyadaption.Whileinvoltageclampmode36pyraneuronswereregardedasIh()pyraneuronsfrecded

8、hyperpolariztionactivatedcationcurrenttheleft1815interneuronswereIh().ExogenousexinAhadaThetotalreactionrateof51.9%exinAon54recdedpyraneuronsundercurrentclampwas51.9%furthermetheareactionrateof66.7%onexinAon36Ih()pyraneu

9、ronsof11.1%was66.7%whileontheother18Ih()pyraneuronsundervoltageclampwas11.1%.AllThewhole15recdedinterneuronshadnoreactionontoexogenousexinAunderneithermode.ConclusionexinAplaysexcitatyeffectonpyraneuronsintheprefrontalct

10、exPLareathiseffectismuchmenoticeableinpyraneuronswithIhcurrents.Keywds:exinA；prefrontalctexprelimbicPLarea；pyraneurons；interneurons；Ihcurrentsexin(hypocretin)是1998年發(fā)現(xiàn)的一類小分子神經(jīng)肽，1主要由外側(cè)下丘腦區(qū)特定神經(jīng)元產(chǎn)生。exin基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金（30670668

11、）、軍隊(duì)“十一五”資助項(xiàng)目（06MA195）SupptedbytheNationalNaturalFoundationofChina(30670668)20062010theFoundationof“TenthFiveyearPlan”fSci&TechResearchofPLAArmyScienceFoundation（(06MA195)）作者簡(jiǎn)介：李博（1982），男，山東省德州市人，碩士研究生，主要從事腦覺(jué)醒與認(rèn)知方面的研究。電話

12、：13647689706，Email：libo_soldier@.cn通信作者：胡志安，電話：（023）68752254，Email：zhianhu@yahoo收稿日期：20081015；修回日期：20081103系統(tǒng)包括來(lái)源于同一前體分子的兩個(gè)單體exinA和exinB，以及兩種特異的G蛋白耦聯(lián)受體OX1R和OX2R。exin神經(jīng)元的分布較為局限，但其纖維投射以及受體分布卻非常廣泛，遍及多個(gè)腦區(qū)。exin系統(tǒng)與機(jī)體一系列生理功能的調(diào)控

13、相關(guān)，目前認(rèn)為其最重要的功能是對(duì)睡眠覺(jué)醒的調(diào)節(jié)[12]。大腦皮層是睡眠覺(jué)醒調(diào)節(jié)系統(tǒng)的最終作用靶區(qū)，尤其是內(nèi)側(cè)前額葉皮層在覺(jué)醒、認(rèn)知等腦高級(jí)功能中發(fā)揮著重要作用。內(nèi)側(cè)前額葉皮層主要由閾下皮層(theinfralimbicctexIL)、緣前皮層(theprelimbicctexPL)和腹前扣帶回皮層組成(ventralantericingulatectex圖2A；中間神經(jīng)元胞體積較小，鏡下直徑20～25μmolL形態(tài)多不規(guī)則見圖2B。細(xì)胞

14、經(jīng)生物素biocytin染色固定后，光鏡下進(jìn)一步做形態(tài)學(xué)鑒定：錐體神經(jīng)元體積大，具有明顯的頂樹突延伸至皮層表面，另有若干基底樹突，見圖2C；中間神經(jīng)元體積小，胞體周圍發(fā)出若干長(zhǎng)度不等的突起，無(wú)頂樹突，見圖2D。15um15um30umABCD30um圖2：小鼠前額葉皮層PL區(qū)錐體神經(jīng)元(A、C)和中間神經(jīng)元(B、D)(A、B為干涉相差顯微鏡下圖像；C、D為biocytin標(biāo)記后顯色)2.2PL區(qū)錐體神經(jīng)元和中間神經(jīng)元的電生理學(xué)特征成功封

15、接記錄錐體神經(jīng)元54例，靜息電位水平為（62.45.6）mv；中間神經(jīng)元15例，靜息電位水平為（66.46.4）mv。電流鉗模式下給予200pA的內(nèi)向電流刺激持續(xù)1s，54例錐體神經(jīng)元?jiǎng)幼麟娢坏陌l(fā)放均表現(xiàn)出頻率適應(yīng)現(xiàn)象(frequencyadaption，相鄰動(dòng)作電位發(fā)放的時(shí)間間隔逐漸延長(zhǎng))，見圖3A、B；15例中間神經(jīng)元的動(dòng)作電位表現(xiàn)為快頻發(fā)放，均無(wú)頻率適應(yīng)現(xiàn)象，見圖3C。電壓鉗模式下，在－60mV至－120mV躍階超極化電壓刺激下5

16、4例錐體神經(jīng)元中有36例細(xì)胞記錄出超極化激活的陽(yáng)離子電流（hyperpolarization—activatedcationcurrent，Ih），記為Ih()錐體神經(jīng)元見圖3A，18例細(xì)胞沒(méi)有記錄出Ih電流記為Ih()錐體神經(jīng)元見圖3B；15例中間神經(jīng)元均沒(méi)有記錄出Ih電流見圖3C。2.3PL區(qū)錐體神經(jīng)元和中間神經(jīng)元對(duì)exinA的反應(yīng)電流鉗模式下給予exinA(400nmolL)，觀察記錄細(xì)胞對(duì)藥物的反應(yīng)。54例錐體神經(jīng)元中有28例細(xì)

17、胞加藥后發(fā)生興奮性變化(膜電位去極化伴動(dòng)作電位發(fā)放，沖洗后可恢復(fù))，26例細(xì)胞加藥后無(wú)變化，藥物總反應(yīng)率為51.9%，進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)：36例Ih()錐體神經(jīng)元中，有24例細(xì)胞給予exinA后發(fā)生興奮性變化，見圖4A，其余12例細(xì)胞膜電位均無(wú)變化，藥物反應(yīng)率為66.7%；18例Ih()細(xì)胞中只有4例細(xì)胞給予exinA后發(fā)生興奮性變化，其余14例細(xì)胞加藥前后膜電位無(wú)變化，見圖4B，藥物反應(yīng)率為11.1%。15例中間神經(jīng)元給予exinA后膜電

18、位均無(wú)變化，見圖4C，藥物反應(yīng)率為0.0%。記錄細(xì)胞對(duì)exinA的反應(yīng)情況見表1其中兩類錐體神經(jīng)元對(duì)exinA的反應(yīng)率具有顯著的統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P0.01）。Ih200pA1000msmv:60120200ms20mv200ms20mv200ms20mv100pA200ms100pA200ms100pA200msABCA:Ih()錐體神經(jīng)元；B:Ih()錐體神經(jīng)元；C:中間神經(jīng)元圖3PL區(qū)錐體神經(jīng)元和中間神經(jīng)元的電生理學(xué)特征exinA(40

19、0nM)exinA(400nM)exinA(400nM)ABC62mv60mv65mv20mv5s5s5sA:Ih()錐體神經(jīng)元；B:Ih()錐體神經(jīng)元；C:中間神經(jīng)元圖4：PL區(qū)錐體神經(jīng)元和中間神經(jīng)元對(duì)exinA的反應(yīng)表1：PL區(qū)錐體神經(jīng)元和中間神經(jīng)元對(duì)exinA的反應(yīng)情況.exinA()exinA()合計(jì)反應(yīng)率（%）Ih()24123666.7錐體神經(jīng)元Ih()4141811.1中間神經(jīng)元015150b:P0.01兩類錐體神經(jīng)元對(duì)e