神经甾体硫化脱氢表雄酮对大鼠前额叶皮层内侧区突触前谷氨酸释放的作用和机制

摘要

神经甾体硫化脱氢表雄酮对前额叶皮层内侧区突触前谷氨酸释放的作用和机制硫化脱氢表雄酮(简称DHEAS)是年轻人血浆中含量最丰富的一种神经甾体，在脑内的含量也较为丰富，对中枢神经系统起着广泛而独特的作用。大量动物实验表明该甾体与记忆认知明确相关，但目前对该甾体的作用机制还不清楚。前额叶皮层内侧区作为认知功能的核心脑区，它的信号传导的重要环节——突触前兴奋性递质谷氨酸的释放很可能受到硫化脱氢表雄酮的作用，从而对认知功能产生影响，但此假说还需要用实验去验证。 本实验采用全细胞膜片钳技术通过记录锥体细胞微小兴奋性突触后电流(mEPSCs)和自发兴奋性突触后电流(sEPSCs)并结合生化测定技术和药理学方法，研究了DHEAS对突触前谷氨酸释放的作用和机制。 结果表明DHEAS(20μM)可以明显增加前额叶皮层内侧区和海马锥体细胞mEPSCs的频率，但对纹状体神经元却没有明显的作用，并且在前额叶这种作用呈浓度依赖性。为了阐明该甾体增加mEPSCs频率的机制，我们研究了不同的工具药对硫化脱氢表雄酮作用的影响。结果发现在前额叶皮层内侧区，NMDA受体拮抗剂对DHEAS的作用没有影响，而σ1受体拮抗剂能够部分阻断其作用，D1受体拮抗剂、PKC拮抗剂、AC和PKA拮抗剂可以完全阻断其作用。生化实验研究发现DHEAS能够显著增加前额叶皮层内侧区突触小体PKA的活性，并且这种作用可以被D1受体拮抗剂、PKC和AC拮抗剂完全阻断，而σ1受体拮抗剂只能够部分阻断其作用。激动剂实验表明单纯给予σ1受体纯激动剂不能增加PKA的活性，单纯给予D1受体激动剂却可以增加PKA的活性，当同时给予两种受体的激动剂时PKA活性增加的程度要明显大于单独给予D1受体激动剂引起的增加。 上述结果提示在前额叶皮层内侧区DHEAS是通过激活σl和D1受体，由σl受体协同D1受体，然后进一步激活PKC、AC和PKA来增加突触前谷氨酸释放引起mEPSCs频率增加的。对结构上类似DHEAS的另一种神经甾体硫化孕烯醇酮(PREGS)的研究表明，同样浓度的PREGS也能够明显增加mEPSCs的频率，但是D1受体拮抗剂却不能够阻断它的作用，表明两种甾体虽然在结构和作用上类似但在作用机制上却存在着差异，而这种差异可能是源于它们结构上侧枝的不同。对海马的研究发现σ1受体拮抗剂能够完全阻断DHEAS增加突触前谷氨酸释放的作用。 进一步研究DHEAS对诱发的兴奋性突触前谷氨酸释放的作用发现，低浓度DHEAS(1 μM)对高钾诱发的sEPSCs频率的增加和电刺激诱发的双脉冲增强效应(PPF)没有作用；对神经递质多巴胺诱发的sEPSCs频率的增加没有作用，但是对5-羟色胺诱发的增加却有部分抑制作用，有趣的是高浓度DHEAS (20μM) 对5-羟色胺诱发的增加却没有作用。在进一步探讨DHEAS(1μM)对5-羟色胺诱发的sEPSCs频率增加的抑制作用机制时，我们发现D1受体拮抗剂不能阻断其作用但是σ1受体拮抗剂却能够完全阻断其作用；DHEAS(1μM)对5-HT<2A/2C>受体激动剂诱发的sEPSCs频率的增加没有抑制作用；5-HT<,3>受体拮抗剂可以部分阻断5-HT 诱发的sEPSCs频率的增加，预先使用5-HT<,3>受体拮抗剂之后，DHEAS(1μM)对5-HT诱发的sEPSCs频率的增加没有进一步的抑制作用，表明DHEAS很可能通过干扰了5-HT<,3>受体途径发挥其抑制5-MHT诱发的突触前谷氨酸释放的作用。这一部分研究结果提示低浓度DHEAS对不同条件诱发的突触前谷氨酸释放的增加有选择性调节作用，对 5-羟色胺诱发的突触前谷氨酸释放的增加有部分抑制作用，并且这种作用是由σ1受体介导的同时有5-HT<,3>受体途径的参与。

目录

声明

前言

材料和方法

实验结果

一、硫化脱氢表雄酮(DHEAS)对自发的兴奋性突触前谷氨酸释放的作用和机制

(一)DHEAS对不同脑区微小兴奋性突触后电流(mEPSCs)频率的作用

(二)DHEAS增加前额叶皮层内侧区和海马锥体细胞mEPSCs频率的作用机制

二、DHEAS对诱发的兴奋性突触前谷氨酸释放的作用和机制

(一)DHEAS对诱发的兴奋性突触前谷氨酸释放的作用

(二)DHEAS对5-羟色胺诱发的sEPSCs频率增加的抑制作用的机制

附图

讨论

结论

参考文献

综述 脱氢表雄酮及其硫化物在中枢神经系统对动物和人的认知情感的作用

在学期间完成和发表的论文及会议摘要

致谢