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[目的]来自于大脑中缝背核内部的五羟色胺(Serotonin,5-HT)能神经纤维可以投射到小脑皮层广泛区域,通过5-HT受体调节小脑皮层神经环路功能活动,调节浦肯野细胞(Purkinje cell,PC)向小脑深部核的指令输出。但迄今,5-HT对小鼠小脑皮层PC自发性放电活动的调节机制尚不清楚。本研究在乌拉坦麻醉下,采用在体电生理记录技术,研究5-HT对小鼠小脑皮层Vermis区PC自发性放电活动的影响,探讨5-HT对PC自发性简单峰电位(Simple spike,SS)放电活动影响的药理学机制。[材料与方法]实验选用6-8周龄的昆明种小鼠,通过腹腔注射乌拉坦(1.3 g/kg)进行麻醉,通过气管插管手术后,将它固定在脑立体定位台上。通过外科手术方法,暴露小脑Vermis区,整个实验过程中使用体温维持仪将体温维持在37±0.2℃,小脑表面用蠕动泵持续灌流含氧的人工脑脊液(Artificial cerebrospinal fluid,ACSF)。采用细胞贴附式记录手段,记录小鼠小脑皮层Vermis区PC和分子层中间神经元(MLI)的放电活动。记录电极用细胞内液填充,阻抗约为3-5 M(?)。依据所记录细胞的深度和放电特征判定记录细胞类型,放电活动表现为规律的SS伴随不规律的复杂性峰电位(Complex spikes,CS)的神经元为PC,PC记录深度为150-250μm。放电活动单一且不规律的细胞为MLI。所有数据采用Clampfit 10.3软件进行记录和分析。利用SPSS 17.0统计软件对数据进行统计分析。所有数据采用Mean±S.E.M表示。给药前后放电频率均数的比较采用单因素方差分析,P<0.05被认为给药前后具有统计学差异。[结果]1.在细胞贴附式记录模式下,小鼠小脑皮层Vermis区PC自发性SS平均放电频率为31.80±2.9 Hz;CS平均放电频率为0.75±0.2 Hz。2.脑表面灌流不同浓度5-HT,导致PC的自发性SS放电频率出现剂量依赖性降低。给药100μM 5-HT 10分钟后抑制作用达到峰值(P<0.05),并伴有离散系数(CV)的显著增大(P<0.05);5-HT引起PC自发性SS的放电频率降低的最大浓度为500μM,最小浓度为1μM,半数有效抑制浓度(IC50)为37.55μM。3.给予5-HT1A受体阻断剂对PC自发性SS放电频率和CV均无显著影响(P>0.05);在该受体阻断剂存在下,给予5-HT依然可以导致PC自发性SS放电频率显著降低(P<0.05),CV也出现明显增大(P<0.05)。上述结果表明:5-HT1A受体拮抗剂不能阻断5-HT对PC自发性SS放电活动的抑制作用。4.灌流5-HT7受体阻断剂对PC自发性SS放电频率和CV均无显著影响(P>0.05);而在5-HT7受体阻断剂存在下,给予5-HT依然可以导致PC自发性SS放电频率显著降低(P<0.05),CV也明显增大(P<0.05)。上述结果表明:5-HT7受体拮抗剂也不能阻断5-HT对PC自发性SS放电活动的抑制作用。5.给予5-HT2B受体阻断剂对PC自发性SS放电频率和CV无显著影响(P>0.05);但在5-HT2B受体阻断剂存在下,5-HT对PC放电活动的抑制作用消失,给药前后PC自发性SS放电频率没有显著差异(P>0.05),且CV没有明显变化(P>0.05)。上述结果表明:5-HT2B受体拮抗剂可以阻断5-HT对PC自发性SS放电活动的抑制作用,提示5-HT通过活化5-HT2B受体抑制PC自发性SS放电活动。6.阻断AMPA受体对PC自发性SS放电活动没有显著影响,给药前后SS频率和CV均无显著变化(P>0.05);在AMPA受体阻断剂存在下,给予5-HT后,PC自发性SS放电频率显著降低(P<0.05),CV明显增大(P<0.05)。上述结果表明:阻断兴奋性谷氨酸能突触传递,5-HT仍能抑制PC自发性SS放电频率,提示5-HT对PC自发性SS的抑制作用与兴奋性谷氨酸能突触传递无关。7.阻断GABAA受体对PC自发性SS放电频率没有显著影响,但导致CV明显减小(P<0.05);在GABAA受体阻断剂存在下,5-HT对PC自发性SS放电活动的抑制作用消失,给药前后放电频率没有显著变化(P>0.05),而且CV没有明显差异(P>0.05)。上述结果表明:阻断GABAA受体可以消除5-HT对PC自发性SS放电活动的抑制作用,提示5-HT可能通过兴奋MLI导致PC自发性SS放电活动抑制。8.在细胞贴附式记录模式下,脑表面灌流5-HT可显著增强MLI的自发性放电活动,给药后放电频率显著增加(P<0.05),表明5-HT可增强MLI自发性活动。此外,给予5-HT2B受体阻断剂对MLI自发性放电频率没有显著影响,但完全阻断了5-HT对MLI的兴奋作用。在5-HT2B受体阻断剂存在下,给予5-HT后MLI的放电频率没有显著升高(P>0.05)。上述结果表明:5-HT通过5-HT2B受体兴奋MLI,增加MLI的自发性放电活动,进而增强MLI对PC的抑制作用。[结论]1.5-HT通过活化5-HT2B受体兴奋MLI,增加MLI自发性放电频率,进而增强MLI-PC的抑制性突触传递,导致PC自发性SS放电活动抑制。2.小脑皮层的5-HT能神经投射通过兴奋MLI下调PC自发性放电活动,降低PC指令输出,进而参与运动行为的调节。