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谷氨酸能突触对腹侧被盖区多巴胺能神经元兴奋性的影响

作　者: 王姗姗
导　师: 任维
学　校: 陕西师范大学
专　业: 生理学
关键词: 多巴胺能神经元兴奋性高频诱导簇放电卡巴胆碱 L-谷氨酸
分类号: R741
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

中脑边缘多巴胺系统(mesolimibic dopamine system, MLDS)参与了包括成瘾性药物在内的几乎所有刺激因素形成的奖赏效应。研究表明,这些刺激因素虽然通过的途径不同,但均激活MLDS,并使中脑腹侧被盖区(ventral tegmental area, VTA)多巴胺能神经元的活动增强,进而使投射至伏隔核(nucleus accumbens, Nac)和前额叶皮质(prefrontal cortex, pFC)等区域的多巴胺(dopamine, DA)释放量瞬时大量增加,进一步激活相关的众多脑区,引发动物趋向、寻求奖赏刺激的行为。腹侧被盖区的主要传入纤维有来自前额叶皮质、杏仁核和海马的谷氨酸能神经元投射,另外它还接受来自中脑被盖背外侧核的胆碱能神经元投射。在体研究发现,若激活兴奋性氨基酸谷氨酸传入通路,或用微离子电泳方法将谷氨酸直接施用到腹侧被盖区会诱发多巴胺能神经元从紧张性放电到簇放电(会导致突触多巴胺瞬时的大量增加)的转迁。另外,阻断腹侧被盖区的谷氨酸突触传入以降低多巴胺能神经元的活性可以抑制奖赏效应的生成,提示多巴胺能神经元的谷氨酸突触传入作用可以调节多巴胺能神经元的活动状态,进而影响奖赏效应。为了进一步研究谷氨酸突触对多巴胺能神经元活动的重要调节作用,本文介绍了两部分工作：一是突触前高频诱导对大鼠腹侧被盖区多巴胺能神经元兴奋性的影响,二是L-谷氨酸和卡巴胆碱对中脑腹侧被盖区多巴胺能神经元簇放电的影响。突触前高频诱导对大鼠腹侧被盖区多巴胺能神经元兴奋性的影响。突触前高频诱导可以导致大鼠腹侧被盖区多巴胺能神经元突触出现长时程增强,(Long-term potentiation, LTP)。但突触前高频诱导后,腹侧被盖区多巴胺能神经元的兴奋性是否改变尚未见诸报道。本文的第一部分工作采用离体脑片膜片钳技术,研究突触前高频诱导对大鼠腹侧被盖区多巴胺能神经元兴奋性的影响。实验结果发现,突触前给予100Hz的高频刺激后,在多个时间点上,多巴胺能神经元的基强度减小、放电频率增加、提示突触前高频诱导后多巴胺能神经元的兴奋性提高。二L-谷氨酸和卡巴胆碱对中脑腹侧被盖区多巴胺能神经元簇放电的影响。中脑多巴胺能神经元的簇放电会导致突触多巴胺瞬时的大量增加,这被公认为是多巴胺能神经元编码奖赏效应的功能相关信号,在奖赏系统中起着核心作用。以往的研究结果提示,腹侧被盖区的多巴胺能神经元产生簇放电,可能需要来自中脑被盖背外侧核和前额叶的协同、甚至同时性的支配,但是这种协同支配的神经递质机制尚不清楚。为深入理解诱发腹侧被盖区多巴胺能神经元产生簇放电介导奖赏信号的递质机制和不同脑区间的协同作用,本文的第二部分工作利用大鼠离体脑片,研究了胆碱能受体激动剂卡巴胆碱单独灌流、兴奋性谷氨酸能受体激动剂L-谷氨酸单独脉冲式给药、以及二者同时作用时腹侧被盖区多巴胺能神经元产生簇放电的情况。实验结果表明用卡巴胆碱单独灌流给药可以使多巴胺能神经元由起初的静息模式或单峰放电模式转换为簇放电模式,L-谷氨酸单独脉冲式给药也能够调节一些多巴胺能神经元的活动状态。在两种药品均无法诱导出簇放电的神经元上,卡巴胆碱灌流的同时给予L-谷氨酸脉冲式给药,可在部分神经元上诱导出簇放电。这些结果提示,卡巴胆碱和L-谷氨酸在诱发多巴胺能神经元簇放电的过程中具有协同作用。

全文目录

摘要  3-5
Abstract  5-9
第一章文献综述  9-25
  1.1 腹侧被盖区多巴胺能神经元的重要生理作用  9-13
    1.1.1 药物成瘾与腹侧被盖区  9-10
    1.1.2 腹侧被盖区的位置及与周围脑区的联系  10-12
    1.1.3 多巴胺能神经元的其他作用  12-13
  1.2 腹侧被盖区多巴胺能神经元接受的投射及多巴胺能神经元的生理学特性  13-15
    1.2.1 腹侧被盖区多巴胺能神经元接受的投射  13-14
    1.2.2 多巴胺能神经元的生理学特性  14-15
  1.3 腹侧被盖区多巴胺能神经元的突触可塑性  15-18
    1.3.1 突触可塑性及其机制  15-16
    1.3.2 腹侧被盖区多巴胺能神经元的突触可塑性  16-18
  1.4 神经元的兴奋性  18-22
    1.4.1 神经元的兴奋性  18-19
    1.4.2 神经元兴奋性的类型  19-21
    1.4.3 神经元兴奋性的可塑性  21-22
  1.5 腹侧被盖区多巴胺能神经元的簇放电  22-25
    1.5.1 多巴胺能神经元簇放电及其意义  22-23
    1.5.2 多巴胺能神经元簇放电的机理及研究的进展  23-25
第二章研究目的和研究内容  25-27
  2.1 研究目的和意义  25-26
  2.2 研究内容  26-27
    2.2.1 突触前高频诱导对大鼠腹侧被盖区多巴胺能神经元兴奋性的影响  26
    2.2.2 L-谷氨酸和卡巴胆碱对中脑腹侧被盖区多巴胺能神经元簇放电的影响  26-27
第三章实验材料和实验方法  27-32
  3.1 实验动物  27
  3.2 试剂与药品  27
  3.3 实验溶液的配制  27-28
    3.3.1. 人工脑脊液(ACSF)成分(mmol/L)(用于VTA脑片制备和孵育)  27
    3.3.2.药物诱导多巴胺能神经元簇放电所用电极内液组分(mmlo/)L  27-28
    3.3.3. 高频诱导后检测多巴胺能神经元兴奋性所用电极内液组分(mmol/L)  28
  3.4 主要实验仪器  28
  3.5 实验方法  28-32
    3.5.1 VTA脑片的制备  28-29
    3.5.2 腹侧被盖区多巴胺能神经元的电生理鉴别  29
    3.5.3 腹侧被盖区多巴胺能神经元的兴奋性测试  29-30
    3.5.4 腹侧被盖区多巴胺能神经元簇放电的诱导  30-31
    3.5.5 数据分析  31-32
第四章突触前高频诱导对大鼠腹侧被盖区多巴胺能神经元兴奋性的影响  32-50
  4.1 多巴胺能神经元基本电特性  32-33
  4.2 高频诱导前后多巴胺能神经元对去极化阶跃电流反应的变化  33-50
    4.2.1 多巴胺能神经元的放电区间  33-39
    4.2.2 基强度  39-41
    4.2.3 放电个数  41-44
    4.2.4 瞬时频率  44-47
    4.2.5 输入阻抗  47-50
第五章 L-谷氨酸和卡巴胆碱对中脑腹侧被盖区多巴胺能神经元簇放电的影响  50-59
  5.1 腹侧被盖区多巴胺能神经元的原始活动状态  50-52
  5.2 卡巴胆碱诱发多巴胺能神经元簇放电  52-55
  5.3 L-谷氨酸诱导多巴胺能神经元簇放电  55-57
  5.4 卡巴胆碱和L-谷氨酸联合给药诱导多巴胺能神经元簇放电  57-59
第六章讨论与结论  59-62
  6.1 突触前高频诱导对大鼠腹侧被盖区多巴胺能神经元兴奋性的影响  59-60
  6.2 L-谷氨酸和卡巴胆碱对中脑腹侧被盖区多巴胺能神经元簇放电的影响  60-62
参考文献  62-69
致谢  69-71
攻读硕士学位期间的科研成果  71

谷氨酸能突触对腹侧被盖区多巴胺能神经元兴奋性的影响

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