本文關(guān)鍵詞：伏隔核GABA能神經(jīng)元對可卡因環(huán)境相關(guān)記憶的調(diào)控作用及其神經(jīng)環(huán)路機(jī)制研究　出處：《復(fù)旦大學(xué)》2014年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：伏隔核(Nucleus accumbens, NAc)是成癮性藥物的主要調(diào)控腦區(qū),由95%的GABA能中間棘神經(jīng)元(medium spiny neurons, MSNs)組成,因表達(dá)不同的D1和D2多巴胺受體分為D1+和D2+MSNs。D1+MSNs和D2+MSNs都是投射神經(jīng)元,D1+和D2+MSNs都投射到腹側(cè)蒼白球(Ventral pallidum,VP),同時D1+MSNs也直接投射到黑質(zhì)(substantia nigra, SNr)和腹側(cè)被蓋區(qū)(ventral tegmental area, VTA)等中腦相關(guān)腦區(qū)。D1+MSNs和D2+MSNs及其神經(jīng)元投射腦區(qū)在獎賞和厭惡性學(xué)習(xí)都起到關(guān)鍵性作用,因此研究NAc GABA能神經(jīng)元在藥物獎賞相關(guān)環(huán)境記憶表達(dá)中的作用及解析該過程中NAc GABA神經(jīng)元和其投射的下游腦區(qū)神經(jīng)元活性改變,對探索藥物環(huán)境相關(guān)線索誘發(fā)的動機(jī)行為表達(dá)非常重要。光遺傳學(xué)技術(shù)是通過結(jié)合組織和細(xì)胞特異性表達(dá)光敏蛋白即視蛋白和先進(jìn)的光學(xué)方法來影響,記錄和控制特異性細(xì)胞活性的方法。與傳統(tǒng)的神經(jīng)系統(tǒng)研究方法如電生理技術(shù)、神經(jīng)藥理學(xué)方法相比,這一方法具有更高的空間選擇性、特異性,和時間上的精確性。利用光遺傳學(xué)技術(shù)可以準(zhǔn)確、可逆地在自由活動的實驗動物中對大腦相關(guān)核團(tuán)特異神經(jīng)元活性和神經(jīng)環(huán)路進(jìn)行實時操控,為獎賞行為的神經(jīng)環(huán)路機(jī)制研究帶來突破性進(jìn)展。研究NAc GABA能神經(jīng)元在藥物獎賞相關(guān)環(huán)境記憶表達(dá)中的作用及神經(jīng)機(jī)制,就需要利用光遺傳學(xué)技術(shù)在獎賞環(huán)境相關(guān)記憶行為中對小鼠NAc GABA能神經(jīng)元進(jìn)行實時在體操控來進(jìn)行研究。本論文利用囊泡氨基丁酸轉(zhuǎn)運體(vesicular GABA transporter, VGAT)驅(qū)動表達(dá)光敏蛋白ChR2(H134R)和EYFP融合蛋白的VGAT-ChR2(H134R)-EYFP小鼠進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)該小鼠伏隔核有適量ChR2(H134R)-EYFP表達(dá),并且伏隔核表達(dá)了ChR2(H134R)-EYFP的神經(jīng)元都和GABA能神經(jīng)元標(biāo)記物谷氨酸脫羧酶(Glutamate decarboxylase 67, GAD67)有共定位,表明NAc這些表達(dá)ChR2(H134R)-EYFP的神經(jīng)元是GABA能神經(jīng)元。給予一系列1秒和2分鐘波長為473nm的激光,引起VGAT-ChR2(H134R)-EYFP小鼠NAc腦區(qū)GABA能神經(jīng)元產(chǎn)生持續(xù)性動作電位,表明VGAT-ChR2(H134R)-EYFP小鼠表達(dá)光敏蛋白ChR2(H134R)-EYFP的GABA能神經(jīng)元能被波長為473nm的激光激活。這些實驗結(jié)果證明光遺傳學(xué)能實時特異性操控VGAT-ChR2(H134R)-EYFP小鼠伏隔核GABA能神經(jīng)元活性。在建立光遺傳技術(shù)操控小鼠行為學(xué)基礎(chǔ)上,利用可卡因條件位置性偏愛(CPP)行為模型對NAc GABA能神經(jīng)元在可卡因環(huán)境相關(guān)記憶表達(dá)中的調(diào)控作用進(jìn)行研究。WT對照小組和VGAT-ChR2(H134)-EYFP小鼠經(jīng)過可卡因條件性位置偏愛訓(xùn)練后,第4天檢測其CPP表達(dá)。發(fā)現(xiàn)不給予激光時兩者對可卡因給藥側(cè)有明顯的偏愛,表明兩者的可卡因相關(guān)環(huán)境記憶都可以表達(dá)。但是緊接著光刺激VGAT-ChR2(H134)-EYFP小鼠雙側(cè)NAc腦區(qū)抑制VGAT-ChR2(H134)-EYFP小鼠條件性位置偏愛表達(dá),而對WT小鼠無影響,表明光激活NAcGABA能神經(jīng)元能迅速抑制可卡因環(huán)境相關(guān)記憶的表達(dá)。已經(jīng)形成條件性位置偏愛的VG AT-ChR2(H134)-EYFP小鼠,光激活其雙側(cè)NAc GABA能神經(jīng)元能瞬時抑制VGAT-ChR2(H134)-EYFP小鼠可卡因誘導(dǎo)的CPP表達(dá),24小時后再次檢測可卡因CPP,發(fā)現(xiàn)VGAT-ChR2(H134)-EYFP和WT小鼠表現(xiàn)出相同的可卡因CPP。這些實驗結(jié)果證明了光激活NAc GABA能神經(jīng)元抑制可卡因環(huán)境相關(guān)記憶的表達(dá)是瞬時并且可逆的。光激活VGAT-ChR2 (H134)-EYFP小鼠NAc GABA神經(jīng)元可減弱可卡因行為敏化的表達(dá),表明NAc GABA能神經(jīng)元激活可抑制對可卡因的敏感性。以上這些實驗結(jié)果表明NAc GABA能神經(jīng)元激活抑制了可卡因及其環(huán)境相關(guān)線索誘發(fā)的動機(jī)行為表達(dá)。我們進(jìn)一步利用免疫熒光方法研究NAc GABA能神經(jīng)元及其投射腦區(qū)在可卡因環(huán)境相關(guān)記憶中的神經(jīng)元活性改變,解析可卡因環(huán)境相關(guān)記憶信息是如何提取與整合的�？煽ㄒ駽PP表達(dá)過程中光激活VGAT-ChR2(H134)-EYFP小鼠NAcGABA能神經(jīng)元顯著抑制VP腦區(qū)的神經(jīng)元活性,而對SNr和VTA神經(jīng)元活性無影響。這些實驗結(jié)果表明NAc GABA能投射神經(jīng)元抑制了VP腦區(qū)神經(jīng)元活性,且負(fù)性調(diào)控可卡因環(huán)境相關(guān)線索誘發(fā)的動機(jī)行為表達(dá)。綜上所述,本研究首次發(fā)現(xiàn)光激活NAc GABA能神經(jīng)元可短暫且可逆性抑制可卡因環(huán)境相關(guān)記憶的表達(dá)；光激活NAc GABA能神經(jīng)元可減弱可卡因行為敏化表達(dá)；激活NAc GABA能神經(jīng)元可能通過下調(diào)VP神經(jīng)元活性來抑制可卡因環(huán)境相關(guān)記憶的表達(dá)。本研究表明NAc GABA能神經(jīng)元在藥物環(huán)境相關(guān)記憶中發(fā)揮重要作用,可能是干預(yù)藥物環(huán)境相關(guān)線索誘發(fā)的動機(jī)行為的藥物靶點。
【學(xué)位授予單位】：復(fù)旦大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：R749.61

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