正常和6羟多巴胺毁损大鼠脚桥核神经元对胆碱能M受体刺激的反应
Fig.1 Nissl staining showing location of the recording in the PPN of the 6OHDAlesioned rats. TH immunocytochemical staining showing the total degeneration of dopaminergic neurons in the SNc on the 6OHDA injected side compared to the normal side.
A：脚桥核内标记的记录位点(箭头所指为记录位点);B：右侧黑质致密部内多巴胺能神经元正常，左侧完全变性。标尺：A=0.5mm，B=2mm。
为(106±15)ms，与正常组相比明显降低(P<0.02，图2B)。平均变异系数为0.63±0.04，与正常组相比显著升高(P<0.001，图2C)，提示6OHDA毁损组大鼠PPN神经元的放电形式与正常组相比不规则程度增加。从PPN神经元各种放电形式所占百分比可以看出，6OHDA损毁组大鼠PPN神经元的放电形式明显趋于不规则;规则放电神经元的百分比减少到21%，而不规则放电神经元增至64%(P<0.001);另有15%的神经元表现出爆发式放电(图2D)。
2.2 OxoM对正常组和6OHDA损毁组大鼠PPN神经元电活动的影响 在6只正常大鼠PPN内注射200nL盐水作为实验对照。盐水注射前和注射后PPN神经元的平均放电频率分别为(11.5±2.2)spikes/s和(12±2.3)spikes/s，注射前后无显著性差异(n=6，P=0.2)。PPN内局部注射OxoM对正常组和6OHDA损毁组大鼠PPN神经元的电活动均产生了兴奋、抑制和无变化3种结果。在正常组大鼠，OxoM兴奋了11个神经元，抑制了13个神经元的电活动，对4个神经元则无明显影响(图3A～3D;表1)。这些神经元在局部注射前的平均放电频率为(8.1±1.1)spikes/s，注射后增加到(13.2±4.0)spikes/s，注射前后的平均放电频率无显著性差异(n=28，P=0.2;图3E)。与正常组相比，6OHDA毁损组大鼠在PPN内注射OxoM后，有3个神经元的放电频率增加，29个神经元的放电频率降低，1个神经元的放电频率无明显变化(图4A～4D;表1)。OxoM局部注射前6OHDA毁损组的平均放电频率为(13.1±2.2)spikes/s，注射后平均放电频率降低到(8.0±2.2)spikes/s，与注射前相比有显著差异(n=33，P<0.0001;图4E)。局部注射Oxo对正常组和6OHDA毁损组大鼠PPN神经元的放电形式均无显著影响。表1 正常和损毁大鼠PPN神经元对M受体激动剂的不同反应
3 讨 论
本研究结果显示黑质纹状体通路单侧损毁后大鼠PPN神经元的放电频率增加，放电形式趋于不规则。这些结果与以往的报道相类似[3]。在PPN内注射M受体激动剂OxoM对正常大鼠和6OHDA毁损大鼠PPN神经元放电均产生了兴奋、抑制和无变化三种不同的效果。这表明OxoM对PPN神经元的作用较为复杂，可能不仅涉及突触后M受体，也涉及突触前受体和其他传入纤维的调节。在PPN神经元上有胆碱能M2、M3和M4受体亚型的表达，并且M2受体的密度最高;M2受体主要是作为自身受体表达于胆碱能神经元，但它也表达在一些非胆碱能神经元及其他传入纤维末梢[5,8]。M2受体与腺苷酸环化酶呈负性耦联。它被M2受体激动剂激活后可抑制神经元的活性及递质释放[5]。在本研究中发现，正常大鼠给予OxoM局部注射后部分神经元放电频率明显降低。这可能是由于突触后M2受体的激活抑制了PPN神经元的活动。另外，PPN接受来自STN和额叶皮层的兴奋性谷氨酸能神经纤维[12]，M2受体表达于这些谷氨酸能神经纤维的末梢，且突触前M2受体的激活可抑制相应递质的释放[9]。如果M2受体表达于PPN的谷氨酸纤维末梢，这可能是引起OxoM抑制PPN神经元电活性的间接机制。至于正常大鼠部分PPN神经元在局部注射后电活性增高的原因尚不清楚。PPN的胆碱能传入纤维主要来自对侧PPN和同侧隔核的背外侧，而γ氨基丁酸能传入纤维则来自于SNr和EP[1]。研究表明纹状体的胆碱能和γ氨基丁酸能纤维末梢均表达M2受体，且该受体的激活抑制乙酰胆碱和γ氨基丁酸的释放[910]。因此，可以推测PPN胆碱能和γ氨基丁酸能纤维末梢M2受体的激活可抑制乙酰胆碱和γ氨基丁酸的释放，从而间接兴奋PPN神经元。另外，M3受体亦表达于少部分PPN神经元，且该受体的激活可增加神经元的放电频率[9]。这也是PPN神经元活性增强的可能原因之一。
本研究结果显示6OHDA损毁后大鼠PPN神经元活动增加，且趋于不规则，大部分PPN神经元可被M型胆碱能受体激动剂OxoM抑制。除上述M受体的激活抑制正常大鼠PPN神经元的放电频率所涉及的机制外，我们推测6OHDA损毁大鼠PPN神经元活动的增加及OxoM对神经元的抑制作用还与STN和额叶皮质的兴奋性谷氨酸能传入纤维有关。电生理和代谢研究发现刺激STN、损毁STN或药物阻断均可缓解PD动物模型和PD患者的运动症状[4,11]，说明在PD状态下STN的活动是增强的。纹状体多巴胺能传入纤维的缺失可导致纹状体内皮质纹状体通路谷氨酸释放增加，导致谷氨酸浓度升高。而且，我们最近的研究发现6OHDA损毁大鼠内测前额叶皮质锥体神经元处于过度活动状态[7,12]。此外，在体电生理记录发现SNc损毁后，由谷氨酸介导的纹状体神经元突触后电位显著增强[13]。这些研究结果提示PD的病理生理机制与谷氨酸能神经元的过度激活有直接关系。STN和额叶皮层的兴奋性谷氨酸能传入纤维是6OHDA损毁大鼠PPN神经元活性增加的主要原因。过度活动的谷氨酸能传入纤维上的突触前M型胆碱能受体在被OxoM激活后，抑制了谷氨酸的释放，从而使PPN神经元的活动降低。
本研究结果显示6OHDA毁损组大鼠PPN神经元处于过度活动状态。M胆碱能受体的激活对正常和6OHDA损毁大鼠的PPN神经元均产生了不同的影响。M受体激动剂对PPN神经元的作用主要涉及到M2受体亚型在PPN的不同作用位点，并与谷氨酸能、胆碱能和γ氨基丁酸能传入纤维的调节有关。从本研究结果可以看出，兴奋性谷氨酸能传入纤维对PD大鼠PPN神经元电活动的调节起着重要的作用。然而，M2受体亚型在PPN内的具体分布尚不清楚，明确这些受体作用位点将会帮助我们进一步解释上述现象。
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