5-HT_(1A)受体在腹外侧眶皮层诱发抗伤害感受效应中的作用及其机制

我们既往的研究证明,腹外侧眶皮层(ventrolateral orbital cortex,VLO),作为一个高级中枢,不仅参与痛觉感受,而且参与痛觉调制。丘脑中央下核(tha-lamic nucleus submedius,Sm)-VLO-中脑导水管周围灰质(periaqueductal gray,PAG)组成一个内源性的痛觉调制通路,通过激活脑干下行抑制系统,在脊髓水平抑制伤害感受性输入而实现镇痛效应。形态学研究表明,背缝核内的5-羟色胺(5-hydroxytryptamine,5-HT)能神经元的轴突末梢上行投射到VLO,且VLO内有5-HT1A受体的分布。因此,5-HT1A受体可能参与介导VLO诱发的抗伤害感受效应。众所周知,5-HT1A受体是一种负性G-蛋白耦联受体,它的激活可导致神经元膜的超级化,产生抑制效应。它对神经元的兴奋效应被认为是通过抑制一个抑制性GABA能中间神经元对投射神经元的抑制作用(去抑制)而实现的。有证据显示,GABA能中间神经元和GABAA受体分布于VLO。因此,我们推测,5-HT1A受体参与VLO诱发的抗伤害感受效应的机制可能是激活5-HT1A受体,抑制VLO内GABA能中间神经元对投射到PAG神经元的抑制作用(去抑制),从而激活脑干下行抑制系统,在脊髓水平抑制伤害感受性信息的输入而实现的。为证明这一假设,我们采用了动物行为学实验、束路追踪结合免疫组织化学和免疫电镜的方法以及脑片膜片钳技术进行了一系列研究。结果如下:1.VLO内微量注射选择性5-HT1A受体激动剂8-OH-DPAT可以剂量依赖性地抑制大鼠甩尾(tailflick,TF)反射、福尔马林诱发的大鼠缩爪反射和脊髓背角浅层(Ⅰ-Ⅱ)和深层(Ⅴ-Ⅵ)c-Fos的表达,该抑制效应可被5-HT1A受体的拮抗剂NAN-190所拮抗。进一步发现,小剂量的GABAA受体的拮抗剂bicuculline或picrotoxin显著增强8-OH-DPAT对大鼠TF反射的抑制效应,而小剂量的GABAA受体激动剂musci mol或THIP则可减弱8-OH-DPAT对大鼠TF反射的抑制效应。2.形态学结果表明,VLO内GABA和5-HT1A受体阳性神经元及末梢广泛分布在VLO的Ⅱ-Ⅵ层,5-HT能神经末梢与GABA能神经元形成对称型突触联系且绝大多数(93.0%)GABA能神经元表达5-HT1A受体;VLO投射到腹外侧PAG的神经元上表达GABAA受体,并且与GABA能神经末梢形成称型突触联系。由此证实了VLO内存在一个由5-HT能末梢、5-HT1A受体、GABA能神经元、GABAA受体和投射到PAG的神经元组成的局部神经元环路。3.药理学分离并记录VLO内GABA能mIP-SCs,给灌流液中加入8-OH-DPAT明显减弱GABA能mIPSCs的频率而对幅度没有影响,该效应可以被NAN-190阻断,而其本身对mIPSCs的频率和幅度均没有影响。以上结果提示,5-HT1A受体参与介导VLO诱发的抗伤害感受效应,其机制可能是5-HT1A受体通过抑制VLO内GABA能中间神经元对投射到PAG的神经元的抑制作用(去抑制),进而激活脑干下行抑制系统,在脊髓水平抑制伤害感受性信息的输入而实现的。该研究为我们提出的Sm-VLO-PAG-脊髓"环路参与痛觉调制的神经递质与受体机制增加了新的实验资料,具"脊髓-有重要的理论价值和潜在的应用前景,也为开发新型的镇痛药物及药物的作用靶点提供理论依据。该研究内容发表在Pain(IF 6.030)、CerebralCortex(IF 5.907)、Neuroscience(IF 3.556)等SCI收录杂志,2009年获西安交通大学医学院和校优秀博士学位论文以及张香桐基金会优秀论文奖。