多巴胺能神經(jīng)元胞體和突觸分泌的機制：新鮮腦片電化學微電極實時記錄量子化分泌和紋狀體突觸傳遞.pdf

1、多巴胺(DA)是一種在情緒、運動、獎賞、煙草成癮等行為中發(fā)揮關鍵作用的神經(jīng)遞質。中腦多巴胺能神經(jīng)元發(fā)放的動作電位可以在細胞胞體觸發(fā)遞質分泌，或者經(jīng)軸突傳導到末梢在紋狀體觸發(fā)末梢分泌(ascending通路)。此外，紋狀體膽堿能神經(jīng)元同步放電也可以直接觸發(fā)多巴胺能軸突末梢的分泌(hijack通路)。突觸傳遞的時間特性對于神經(jīng)環(huán)路在生理行為中的功能非常重要。然而，多巴胺能神經(jīng)元胞體分泌及末梢分泌的時間特性并不清楚，DA分泌在尼古丁調控下的動

2、態(tài)變化也有待進一步研究。
　　本文采用膜片鉗-電化學聯(lián)合記錄、光遺傳學刺激、電場刺激、amperometry記錄等方法，在新鮮腦組織切片上研究了多巴胺能神經(jīng)元胞體分泌和末梢分泌的動態(tài)變化。本研究發(fā)現(xiàn)：
　　(1)通過全細胞膜片鉗去極化細胞胞體，同時使用微碳纖電極檢測胞外DA水平，記錄到了多巴胺能神經(jīng)元胞體分泌的量子化釋放事件。本文精確測定了DA胞體分泌的潛伏期(中值:486ms)。與多巴胺能末梢分泌相比，胞體分泌的潛伏期比前

3、者長約45倍。
　　(2)通過使用ChAT-ChR2-EYFP光遺傳學轉基因小鼠對紋狀體膽堿能中間神經(jīng)元進行選擇性光刺激發(fā)現(xiàn)，膽堿能中間神經(jīng)元經(jīng)Hijack通路誘發(fā)的DA分泌的平均潛伏期為17.8ms，而電刺激經(jīng)ascending通路誘發(fā)的DA分泌的平均潛伏期為10.8ms。在Hijack通路中，中間神經(jīng)元受光刺激發(fā)放動作電位需2.8ms，膽堿能神經(jīng)傳遞需7.0ms，下游的DA分泌需10.8ms。該Hijack通路的分泌潛伏期接受

4、突觸前乙酰膽堿(acetylcholine, ACh)分泌和突觸后N型乙酰膽堿受體(nAChR)狀態(tài)的共同調控。
　　(3)本文進一步研究了hijack通路DA分泌的恢復過程。在首次光刺激后DA囊泡庫立即開始再填充，該填充過程具有單指數(shù)時間常數(shù)(tDT=15s)。但是再次光刺激觸發(fā)的分泌具有短暫的絕對不應期(TARP=1s)，之后的恢復過程具有相似的時間常數(shù)(tCTDT=17s)。
　　(4)本文研究了在吸煙水平的尼古丁的調

5、控下的DA末梢分泌的動態(tài)變化。吸煙水平的尼古丁選擇性阻斷DA分泌的Hijack通路，但是卻不影響ascending通路。同時，尼古丁可以解除膽堿能神經(jīng)傳遞引發(fā)的DA囊泡庫的排空，從而易化了雙通路共同刺激產生的持續(xù)型DA分泌。
　　綜上所述，本文對復合突觸內各個突觸的傳遞時間的測定是迄今為止關于復合突觸傳遞延遲時間的第一個例子，對今后這“第三類”突觸的突觸傳遞有重要參考意義。本文在毫秒水平上測定了DA胞體分泌和經(jīng)兩種通路的末梢分泌的