Orexin A和orexin B是最近新发现的肽类递质/调质,目前认为它们仅被下丘脑外侧部、后部以及穹窿周区的神经元所合成,但下丘脑orexin能神经元的轴突却投射到包括小脑在内的几乎所有脑区,从而构成了中枢orexin能神经系统。Orexin能神经系统的广泛投射决定了其对多种生理功能,如：对睡眠/觉醒、摄食、情绪、痛觉以及成瘾具有调节作用。最近的一些研究表明orexin能神经系统对动物的运动行为也具有影响。首先,orexin能神经系统有缺陷的动物会产生类似于人类的嗜睡-猝倒症,动物在出现睡眠紊乱(过多的白天睡眠、睡眠时快速转入REM睡眠)的同时,伴随有猝倒——在清醒状态下,肌紧张的突然缺失而猝倒；其次,外源性地向脑室内或者特定脑区注入orexins,能够改变动物的自发运动活动、行走(locomotion)行为和肌肉张力。然而,目前对中枢orexin能神经系统调节运动功能还较为缺乏研究。小脑是重要的皮层下运动结构,它调控正在进行着的运动,而小脑核团(特别是间位核)是小脑(除绒球小结叶外)的最后传出节点,在小脑的运动调节中起到至关重要的作用。因此,本文从电生理和行为学的角度观察了orexins对小脑间位核神经元活动的影响及其是否可能通过这种影响而调节动物的运动行为。首先,我们通过细胞外记录的方法观察了orexins对小脑间位核神经元活动的影响。我们发现orexin A和orexin B均能使小脑间位核神经元自发发放频率增加,并且低Ca2+/高Mg2+人工脑脊液不能阻断orexins对神经元的影响,提示orexins对小脑间位核神经元的作用是一种突触后效应。此外,OX2R激动剂[Ala11, D-Leu15]-orexin B能够模拟orexins的作用,而OX1R阻断剂SB-334867却不能阻断orexins的作用,提示orexins可以兴奋小脑间位核神经元,并且这种作用通过OX2R来介导。虽然细胞外记录方法可以揭示orexins对小脑间位核神经元的作用,但是这种方法不能分辨神经元的类型(小脑核团内部环路由两类神经元——投射神经元和中间神经元构成),而且无法判断orexins诱发的兴奋性反应是通过何种离子通道所介导。随后,我们采用膜片钳全细胞记录的方法在甄别出所记录的间位核神经元是投射神经元还是中间神经元的基础上,进一步分析了orexins对小脑间位核这两类神经元的作用。结果显示：(1)Orexin A可以选择性兴奋小脑间位核投射神经元,但对中间神经元没有作用；(2)Orexin A在间位核投射神经元上诱发出剂量依赖的内向全细胞电流,并增加神经元的放电频率。同时,TTX不能阻断orexin A诱发的内向电流,表明该兴奋性反应是一个直接的突触后效应；(3)选择性OX2R激动剂[Ala11, D-Leu15]-orexin B能够模拟orexin A在间位核投射神经元上诱发的兴奋反应,选择性OX1R阻断剂SB-334867只能部分阻断orexin A引发的内向电流,表明orexin A在间位核投射神经元上诱发的兴奋反应是通过突触后OX1R和OX2R共同介导的,考虑到膜片钳实验和细胞外记录实验所选择实验动物的年龄差异,提示OX1R可能在动物发育中产生作用；(4)对orexin A引起的内向电流的离子通道/离子转运体机制研究及阻断实验表明,Na+-Ca2+交换体阻断剂KB-R7943或者广谱K+通道阻断剂Ba2+均只能部分阻断orexin A引起的内向电流,而KB-R7943与Ba2+一起几乎完全阻断了orexin A引起的内向电流,说明orexin A在间位核投射神经元上引起的内向电流是通过激活Na+-Ca2+交换体和阻断K+通道(内向整流型)两种机制而实现的。最后,我们观察了间位核局部微量注射orexin能药物后,大鼠在开场、阶梯加速旋转棒(Rota-rod)走步机和平衡木上运动表现的变化,以揭示下丘脑-小脑orexin能神经投射能否通过对间位核的作用而影响动物的躯体运动能力。我们的结果表明：(1)双侧小脑间位核局部注射orexins的实验组大鼠与注射前空白对照组和溶剂(生理盐水)对照组大鼠相比,在开场箱中爬过的格子数和起身探究的次数均有显著增加,在旋转棒走步机上维持走步的时间显著延长,而通过平衡木全长所需的时间显著缩短；(2)双侧小脑间位核局部注射选择性OX1R阻断剂SB-334867后对大鼠的运动能力并无影响。上述结果提示：orexins可以通过对小脑间位核神经元OX2R的作用而提高大鼠的躯体平衡和运动协调能力。结合我们先前的离体小脑脑片实验结果,可以认为支配小脑的下丘脑-小脑orexin能神经纤维不仅可以调节小脑核团神经元的活动,还可能通过这一作用调节小脑的输出,进而影响机体的躯体运动功能。另一方面,由于下丘脑是调节机体内脏活动的高级中枢,我们推测下丘脑-小脑orexin能神经投射对小脑运动调控机能的影响,有助于机体产生协调的躯体-内脏反应整合。