多巴胺调节海马神经元可塑性的研究进展

多巴胺是脑内重要的信息传递物质,不仅可以作为递质释放到前额叶、伏隔核等脑区,直接进行信息传递,也可以作为调质调节其它突触递质的传递,并影响神经元可塑性。海马参与构成边缘系统,受多巴胺能神经支配,执行着有关学习记忆以及空间定位的功能。海马神经元的可塑性是学习记忆的细胞分子基础。研究表明,多巴胺对海马神经元的突触可塑性和兴奋性可塑性都具有重要的调节作用。本文扼要综述多巴胺对海马神经元突触可塑性和兴奋性可塑性的调节机制的研究进展,以期为DA系统参与海马区学习记忆功能的研究提供新思路,更深入地了解学习记忆的神经机制。     

多巴胺的负调控中枢——缰核在抑郁症中的作用

腹侧被盖区(VTA)在大脑奖赏环路中起到核心调控作用。抑郁症中VTA的多巴胺能神经元电活动发生异常改变。近年来的研究发现,来自缰核的输入能够负调控VTA多巴胺神经元的电活动。在抑郁动物模型中,由于βCaMKII表达水平异常增加所引起的被过度活化的外侧缰核神经元,可以通过降低包括多巴胺在内的单胺水平,最终导致多种核心抑郁表型的产生。     

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

中脑腹侧被盖区(ventral tegmental area,VTA)多巴胺能神经元的簇放电会导致其突触末梢多巴胺释放量瞬时大量增加,已被公认是编码奖赏效应的功能相关信号,但诱发多巴胺能神经元产生簇放电的神经调节的具体机制尚不完全清楚。为深入理解诱发VTA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,本实验利用大鼠离体脑片,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及二者同时作用时VTA多巴胺能神经元簇放电的产生。结果显示,在离体脑片,卡巴胆碱(10μmol/L)持续灌流或L-谷氨酸(3mmol/L)脉冲式给药均能够诱发多巴胺能神经元产生簇放电。在二者单独作用不能诱发簇放电的神经元,卡巴胆碱和谷氨酸联合用药则可以诱发出簇放电。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。     

Cdk5在可卡因诱导的药物成瘾中的作用

细胞周期素依赖性蛋白激酶5(cyclin dependent kinase-5,Cdk5)是细胞周期素蛋白激酶之一,具有很多磷酸化底物,其激动剂p35和p39特异存在于神经系统(CNS)。因此,Cdk5在神经系统中的功能尤为突出,成为神经科学研究热点。目前研究较多的是Cdk5在可卡因诱导的药物成瘾中的作用。在可卡因所致药物成瘾过程中,多巴胺系统,ΔFosB,神经元突触可塑性等发挥重要作用。Cdk5与这些分子相互作用,所以,Cdk5与可卡因诱导所致药物成瘾密切相关。阐明其与药物成瘾的联系,探索新的以Cdk5为靶向的药物,将可能成为成瘾治疗的有效手段。综述了在可卡因诱导的药物成瘾中Cdk5作用,以及Cdk5与相关的信号转导分子之间的相互调节。     

miRNAs与药物成瘾

药物成瘾是一种慢性复发性脑病,主要表现为不可控制的对药物持续渴求和戒断后的高复吸。目前观点认为,成瘾是中脑腹侧被盖（ventral tegmental area,VTA）到伏隔核（nucleus accumbens,NAc）脑区多巴胺能奖赏通路中神经可塑性发生改变而导致的一种神经精神疾病。基因表达变化在神经可塑性中发挥着重要作用,但成瘾药物导致相关脑区结构和功能改变的机制还不甚清楚。微小RNAs（microRNAs,miRNAs）是一类非编码RNA,主要通过结合靶基因mRNA 3′非翻译区（3′untranslated region,3′UTR）,在转录后水平阻断其翻译成蛋白质或触发其不稳定而降解。越来越多的研究证实,miRNAs参与调节成瘾相关神经可塑性的变化。本文较系统地阐述miRNAs在药物成瘾中的作用研究进展,将为深入阐明药物成瘾的机制以及药物成瘾临床有效干预和诊治提供新思路。     

前边缘皮质生长激素抑制素神经元在吗啡引起的行为学改变中的作用

药物成瘾是一种由药物滥用所引起的慢性、复发性的精神疾病,主要特征是不计后果的强迫性用药。药物成瘾涉及多个脑区的神经可塑性改变。前边缘皮质(prelimbic cortex, PrL)是背内侧前额叶皮质的主要区域,有大量的锥体神经元,其兴奋性神经投射可以促进可卡因觅药行为。PrL还存在少量GABA能中间神经元,对PrL的兴奋性神经元功能、信息整合和传递起到重要的调控作用,而这一部分神经元在药物成瘾过程中的作用并不清楚。小清蛋白(parvalbumin, PV)和生长激素抑制素(somatostatin, SST)神经元是前额叶皮质中分布广泛的两类主要的抑制性GABA能中间神经元。本研究利用PV-Cre和SSTCre的转基因小鼠,结合化学遗传学的方法探究PrL中间神经元在吗啡引起的行为学改变中的作用。结果显示,特异性抑制PrL脑区SST神经元可以显著增加小鼠的焦虑水平,但不影响小鼠的运动能力;抑制PrL脑区SST神经元降低小鼠吗啡诱导的活动性增强及条件位置偏爱;而抑制PrL脑区PV神经元则对小鼠的运动能力、焦虑水平及吗啡引起的行为学改变均没有显著影响。本研究通过对PrL脑区PV及SST中间神经元在吗啡诱导的行为学改变中作用的研究,为成瘾药物作用的细胞及神经基础提供了依据。     

帕金森病大鼠模型中脑腹侧被盖区多巴胺能神经元改变及c-Jun蛋白表达

目的探讨帕金森病(Parkinson disease,PD)大鼠模型中脑腹侧被盖区(ventral tegmental area,VTA)多巴胺能神经元的改变及其c-Jun蛋白表达情况,探讨其可能机制。方法应用6-羟基多巴胺(6-hydroxydopamine,6-OHDA)单侧一点注射大鼠黑质致密区(substantia nigra compacta,SNc),特异性毁损DA能神经元;术后1d、7d、14d、21d腹腔注射阿朴吗啡(apomorphine,APO)诱发行为学观察、电镜、尼氏染色观察中脑VTA神经元的改变,免疫组织化学ABC观察其DA能神经元酪氨酸羟化酶(tyrosine hydroxylase,TH)及c-Jun的改变并进行图像分析,Western blot观察c-Jun蛋白表达。结果APO诱发PD大鼠模型异常旋转行为,尼氏染色及电镜见PD大鼠中脑VTA有神经细胞肿胀、坏死等变化,VTA TH阳性(TH )神经元数量减少,形态学改变。APO诱导的旋转实验≥7转/min,VTA毁损侧c-Jun表达。结论中脑VTA DA能神经参与PD模型大鼠的改变;APO能诱导6-OHDA PD模型大鼠的旋转行为,其强弱可能与TH 神经元数量直接相关;c-Jun表达与DA能神经元毁损程度有一定的关系。     

Ⅰ型大麻素受体介导大麻素HU210对星型胶质细胞CXCR4水平下调

目的探寻大麻素抑制中枢神经系统免疫反应的机制,为大麻素临床药物的合理应用提供实验依据。方法用不同浓度的HU210刺激培养的星形胶质细胞,利用Western blot检测并比较刺激组和未刺激组细胞CXCR4蛋白水平的差异,进而用Ⅰ型大麻素受体(type-1 cannabinoid receptor,CBIR)拮抗剂AM281刺激细胞后,观察HU210对CXCR4表达的影响。结果 Western blot检测结果显示,高浓度HU210能下调星形胶质细胞CXCR4表达,AM28能阻断HU210所致的CXCR4下调。结论 HU210经由CB1R下调CXCR4,这可能是大麻发挥免疫抑制作用的机理之一。     

药物成瘾中的神经细胞骨架

神经细胞骨架对神经元功能有重要作用。药物成瘾会导致神经细胞病态发生,几乎在所有药物成瘾的蛋白质组学的研究中都能检测到细胞骨架蛋白的变化,细胞骨架蛋白在这个过程涉及神经细胞结构、突触可塑性、信号转导、功能蛋白的降解或修饰以及能量代谢等方面。本文综述了神经细胞骨架在药物成瘾中的研究。     

简讯

吗啡和海洛因在调节阿片类药物成瘾大鼠的海马区LTP中存在差异2007年初,中国科学院上海生物化学与细胞生物学研究所裴钢组在Neuropsychopharmacology上在线发表最新学术成果:吗啡和海洛因在调节阿片类药物成瘾大鼠的海马区LTP中存在差异。论文对于深入了解吗啡和海洛因的差异性、突触可塑性、学习记忆以及成瘾之间的密切关系具有一定的意义。药物成瘾被认为是神经元或神经回路的自适应性调节,其分子机制可以用神经元回路的突触可塑性改变来解释;之前和现在的研究结果为此提供了直接的实验证据。研究者们之前发现长期给与阿片类药物后所形…     

中脑多巴胺神经元位相性兴奋与行为强化

生理状态下,突然呈现的奖赏刺激可以诱发机体中脑多巴胺能神经元产生位相性兴奋。近期有研究认为,这种位相性兴奋直接反映了机体对奖赏的预期与实际奖赏间的差异,而此兴奋所导致的多巴胺释放可显著改变多巴胺能神经支配区域多巴胺的浓度,影响纹状体及其它边缘皮层区神经元的兴奋性,并介导神经突触效能发生长时程改变。经此方式,奖赏相关的环境变化对机体的行为产生即时和长期影响,这一过程可能是自然奖赏物及成瘾药物产生行为强化效应的基础之一。     

病理条件下的神经可塑性及在针灸研究中的可能应用

大脑是由可塑性极强的神经元组成。许多病理因素通过神经可塑性的分子细胞学机制诱导出特异性的神经活动模式,从而在细胞学水平引起脑的病理生理变化。这一逐步完善的理论不仅为理解诸多极为复杂的神经系统疾病提供了理论依据,亦为将来的临床治疗提供了可行的途径。针灸效用的生物学机制目前尚不十分清楚,有证据表明经络可能直接或间接地传入中枢神经系统,并通过重塑神经元活动模式（可塑性）达到某些治疗效果。由于这方面的研究尚处于起步阶段,这里以药物成瘾中神经可塑性作为范例,论述外周刺激如何利用神经可塑性改变脑的功能。药物成瘾是一种中枢神经系统性疾病,通常被定义为无法自拔的药物使用。充分证据表明,反复使用某种依赖性药物后,中脑边缘多巴胺（DA）系统的神经回路会发生一系列病理性的持久变化,从而导致动物情绪上的巨大改变。发现、鉴定和总结成瘾性药物在中脑边缘DA系统引发的长时程细胞学变化,是目前揭开成瘾的神经学机制的一条可行之路。突触可塑性变化是长时程神经变化中,进展最快、最深入的研究领域。因此,本综述试图以药物成瘾为例,阐明在特定病理条件下神经系统可塑性的普遍机制和在针灸研究中的可能应用。     

慢性吗啡预处理减弱急性吗啡对伏隔核谷氨酸能突触传递的影响

吗啡长期作用后会产生成瘾(addiction),严重影响其临床应用。前额叶(prefrontal cortex,PFC)投射至伏隔核(nucleus accumbens,NAc)的谷氨酸能突触对奖赏效应有重要的调节作用,但该突触在吗啡成瘾中的具体作用尚不完全清楚。为探讨PFC至NAc的谷氨酸能突触在成瘾形成过程中的具体作用及其机制,本研究利用成年大鼠在体记录的方式,记录电刺激PFC至NAc谷氨酸能传入纤维引起的NAc壳区场兴奋性突触后电位(filed excitatory postsynaptic potential,fEPSP),观察慢性吗啡/盐水预处理后依次急性皮下注射吗啡及腹腔注射纳络酮对fEPSP幅值和配对脉冲比率(paired-pulse ratio,PPR)的影响。结果显示,与基础fEPSP相比,慢性盐水预处理组急性皮下注射吗啡能够增强fEPSP幅值并减小PPR,纳络酮能够反转这种现象。慢性吗啡预处理组急性皮下注射吗啡增强的fEPSP幅度较盐水预处理组减小,纳络酮同样能够反转吗啡作用;吗啡注射后PPR仅有降低的趋势,而纳络酮注射能够显著增高基础PPR。这些结果表明,吗啡首次作用可通过突触前机制增强PFC到NAc的谷氨酸能突触传递,而慢性吗啡预处理后,由吗啡再次作用诱导的突触前谷氨酸能突触传递增强有所减弱,提示NAc中可能存在对成瘾药物的神经适应性现象。     

钙-钙调蛋白依赖性蛋白激酶II向突触转运的动物模型和在体实验方法

钙 钙调蛋白依赖性蛋白激酶II(calcium /calmodulindependentproteinkinaseII ,CaMKII)在兴奋性突触长时程增强 (longtermpotentiation ,LTP)和其他形式的突触可塑性等生理现象中起重要作用。用观察神经元胞体内某种分子参与突触后致密物 (postsynapticdensities ,PSD)的组成可以判断此分子是否参与LTP等突触可塑性过程。体外实验发现 ,用绿色荧光蛋白 (greenfluorescentprotein ,GFP)标记的CaMKII分子可在神经元受到谷氨酸或者直接电刺激后形成突触后膜密度簇 (PDSclusters)。最近 ,纽约州大学学者MichelleR .Gleason等进一…     

腹侧被盖区多巴胺神经元全脑神经环路示踪

摘要 目的：研究小鼠中脑腹侧被盖区（VTA）多巴胺能神经元接受的全脑输入性上游投射及其输出性下游投射,解析其全脑上下游神经环路连接。方法：用立体定位仪将辅助病毒AAV-EF1a-DIO-GT和AAV-EF1a-DIO-G的混合液（1：1）注射到DAT-cre转基因小鼠的VTA脑区,2周后将重组狂犬病毒（RV）EnVA-RV-mCherry微注射到VTA脑区,1周后RV病毒完成逆向跨突触感染并充分表达荧光蛋白,全脑冰冻切片,用全自动扫描荧光显微镜全脑拍片。用立体定位仪将顺行示踪病毒AAV-EF1a-DIO-GFP微注射到DAT-cre转基因小鼠的VTA脑区,2周后待病毒及荧光蛋白充分表达后,全脑冰冻切片,VTA区脑片用TH抗体行免疫荧光染色,全自动扫描荧光显微镜全脑拍片。结果：狂犬病毒逆向跨单级突触示踪结果显示,全脑许多脑区核团神经元表达RV病毒携带的红色荧光蛋白,主要包括前脑皮层、纹状体、伏隔核、下丘脑视前区、外侧下丘脑、下丘脑室旁核、杏仁核、腹侧被盖区、黑质、中缝背核、臂旁核、缰核。顺行示踪病毒结果显示,表达绿色荧光蛋白的纤维投射主要集中在内侧前额叶皮层、纹状体、伏隔核、背外侧隔核、杏仁核、外侧下丘脑几个脑区。结论：VTA多巴胺能神经元的上游输入性投射广泛的分布于全脑,包括前脑皮层、基底神经节区、下丘脑区、边缘系统、中脑的许多核团都向其发出纤维投射。VTA多巴胺神经元的下游输出性投射主要集中在基底神经节的伏隔核和纹状体,内侧前额叶皮层及下丘脑也有一定投射。     

中脑腹侧被盖区多巴胺能神经元的异质性

中脑腹侧被盖区(ventral tegmental area,VTA)多巴胺能神经元作为中脑多巴胺奖赏系统的重要组成成分,参与多种生理和病理过程如正性和负性(奖赏、厌恶等)的情感体验和应答、抑郁、和慢性疼痛等。近年研究发现VTA多巴胺能神经元在介导这些生理和病理过程中表现出显著的异质性,体现在其不同的投射靶区和同种神经元对不同刺激在应答上存在差异。本文对该领域的近期研究进行综述,详细了解这些差异可能为针对性的干预研究提供思路。     

多巴胺对吗啡成瘾大鼠海马区痛觉调制的研究进展

当今社会日益增长的吗啡等阿片类药物的非法滥用已经严重威胁到人类的健康。然而,迄今为止尚没有找到能够较为有效的防治阿片成瘾的方法。目前研究已知,阿片成瘾的形成所涉及的脑区及核团包括中脑腹侧被盖区(VTA)、伏隔核(NAc)、海马等,其成瘾涉及的神经递质系统包括多巴胺、5-羟色胺等。本文将就多巴胺及海马在痛觉调制及药物成瘾过程中的作用进行综述,为吗啡的成瘾与戒断的进一研究及治疗提供线索。     

药物成瘾及成瘾记忆的研究现状

本文在介绍药物成瘾与学习和记忆密切相关的神经回路及共同分子机制的基础上,围绕学习和记忆在药物成瘾中的作用,综述了关联性学习与复吸,关联性学习与敏化,异常关联性学习与强迫性用药行为,关联性学习及成瘾记忆与成瘾,多重记忆系统与成瘾的发生发展等方面的研究进展,并强调了突触可塑性及成瘾记忆在药物成瘾中的重要性。在此基础上提出：作为慢性脑病的药物成瘾的形成过程的重要特征是它包含着信息的特殊学习类型。药物成瘾与依赖于多巴胺的关联性学习紊乱有密切关系。海马可能在成瘾中扮演重要角色。     

中脑多巴胺能神经元与鸣禽鸣唱行为

多巴胺(DA)与鸣禽的鸣唱行为密切相关.多巴胺能神经元主要分布于中脑VTA和SNc以及PAG,它们投射到前端脑鸣唱控制核团,调节鸣唱的学习和产生.研究表明,环境的改变会影响成鸟的鸣唱产生和幼鸟的鸣唱学习,而这种环境依赖性的鸣唱行为变化是由中脑内多巴胺能神经元的活动来介导的.本文重点介绍了近年来有关中脑多巴胺能神经元活动与鸣唱行为关系的研究进展.     

D2DR在纹状体突触可塑性及运动障碍中枢调控中的作用

多巴胺Ⅱ型受体在大脑基底神经节纹状体区域表达丰富,可反馈性调节突触前多巴胺合成并介导细胞信号转导。纹状体神经元突触可塑性受多巴胺Ⅱ型受体介导的cAMP/PKA和PLC信号通路调节,也是自主运动控制的神经基础。在运动性疲劳及以帕金森病为代表的运动功能障碍的中枢疾病中,多巴胺Ⅱ型受体通过平衡基底神经节直接通路和间接通路发挥重要作用。本文对多巴胺Ⅱ型受体在纹状体神经元突触可塑性和运动功能障碍中枢调控中的作用进行综述,为相关疾病的靶向干预和治疗提供理论基础。