运动通过上调mGluR2/3表达抑制帕金森病模型大鼠纹状体中等多棘神经元异常电活动

摘要：

目的:探讨运动通过上调代谢型谷氨酸受体2/3(mGluR2/3)表达对帕金森病(PD)模型大鼠纹状体中等多棘神经元(MSNs)异常电活动的影响.方法:清洁级SD大鼠随机分为假手术安静组(Control组,n=9)和6-羟基多巴胺(6-OHDA)造模组(6-OHDA组,n=40).6-OHDA造模组采用神经毒素6-OHDA注射于大鼠右脑内侧前脑束(MFB),建立偏侧损毁PD模型大鼠,假手术组于相同部位给予同等剂量的生理盐水作为对照组.采用阿扑吗啡(APO)诱导旋转行为测试评价PD模型的可靠性.经鉴定符合PD模型的大鼠随机分为6-OHDA安静组(PD组,n=9)、6-OHDA+运动组(PD+Ex组,n=9)和6-OHDA+运动+mGluR2/3拮抗剂组(PD+Ex+APICA组,n=9).运动组于手术后1周开始进行跑台训练干预(11 m/min,30 min/day,5 d/week,4 weeks).运动+mGluR2/3拮抗剂组每次运动前,采用微量注射泵将mGluR2/3拮抗剂APICA注射到纹状体内,注射体积为1μL.采用免疫组织化学染色技术检测黑质酪氨酸羟化酶(TH)免疫阳性细胞数量和纹状体TH免疫阳性纤维终末含量.采用免疫印迹技术检测纹状体mGluR2/3的表达水平.采用多通道电生理记录系统对各组大鼠清醒静止状态下纹状体神经元电活动进行记录.结果:APO诱导的旋转行为测试和TH免疫组织化学检测结果表明,PD大鼠模型可靠,成模率为67.5％.免疫印迹技术检测结果显示,与Control组相比,PD组纹状体mGluR2/3表达水平显著下调(P<0.01);与PD组相比,PD+Ex组纹状体mGluR2/3表达水平显著上调(P<0.05).电生理分析结果表明,与Control组相比,PD、PD+Ex和PD+Ex+APICA组纹状体MSNs平均放电频率均显著增加(P<0.01);与PD组相比,PD+Ex组纹状体MSNs平均放电频率显著降低(P<0.05);与PD+Ex组相比,PD+Ex+APICA组纹状体MSNs平均放电频率显著增加(P<0.01).与Control组相比,PD组纹状体神经元局部场电位(LFPs)在β频段(10～30 Hz)节律性振荡功率出现异常增加(P<0.01),PD+Ex组纹状体神经元LFPs在β频段(10～30 Hz)节律性振荡功率较PD组显著降低(P<0.05),PD+Ex+APICA组纹状体神经元LFPs在β频段(10～30 Hz)节律性振荡功率较PD+Ex组异常增加(P<0.01).与Control组相比,PD组动作电位(spike)在β频段(10～30 Hz)诱发的LFP波形平均(STWA)值显著升高(P<0.01);与PD组相比,PD+Ex组STWA值显著降低(P<0.05);与PD+Ex组相比,PD+Ex+APICA组STWA值显著升高(P<0.01).结论:PD模型大鼠纹状体MSNs兴奋性显著增加,LFPβ频段节律性振荡的功率显著增加,spike与LFPβ频段节律性振荡的同步化程度显著增加;运动干预可使PD模型大鼠纹状体MSNs兴奋性、LFPβ频段节律性振荡的功率以及spike与LFPβ频段节律性振荡的同步化程度均显著降低;纹状体微量注射GluR2/3拮抗剂可使运动的积极效应消失,进一步证实mGluR2/3在PD模型大鼠纹状体MSNs运动依赖可塑性中发挥了重要作用,并将成为PD治疗药物研发的新的靶向分子.

关键词：运动、代谢型谷氨酸受体2/3、PD模型大鼠、纹状体、中等多棘神经元

所属期刊栏目：41

分类号：R742.5;R338.4;R965

资助基金：国家自然科学基金31571221

在线出版日期：2022-09-09（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共12页

页码：523-534