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一、引言 牛弘股票配资
促进运动和行为的多巴胺(DA)系统高度集中于纹状体:纹状体接受起源于中脑DA区的极密集DA神经支配(图1A),纹状体中的主要神经元群体——中等棘状神经元(MSNs;也称为SPNs,因为它们是纹状体的投射神经元),在背侧MSNs(dMSNs)中表达极高水平的D1受体(D1Rs),在腹侧MSNs(iMSNs)中表达D2受体(D2Rs),为纹状体内强烈的DA信号传导提供了解剖和分子基础。事实上,多巴胺(DA)能显著刺激运动,这一点在动物和人类中均有体现:抑制DA释放或合成、毒素破坏黑质纹状体DA投射或阻断纹状体DA受体,均会导致运动功能立即丧失,而纹状体内DA的补充可迅速恢复运动功能。进一步支持DA运动刺激功能的是,左旋多巴(L-dopa,进入大脑后转化为DA)是治疗帕金森病(PD)运动症状最有效的临床药物,可强烈刺激甚至过度刺激PD患者的运动活动。
图1. Pitx3Null小鼠背侧纹状体严重DA去神经支配。(A)基于dMSN的基底神经节(BG)运动控制回路示意图,以及D1Rs可能增加dMSN动作电位发放的可能性。背景图像为共聚焦矢状脑切片,勾勒出关键脑结构。红色为酪氨酸羟化酶(TH)染色,绿色为GFP,用于勾勒基底神经节。(B)3 μm共聚焦切片显示Pitx3WT小鼠纹状体内密集的DA神经支配。(C)3 μm共聚焦切片显示Pitx3Null小鼠纹状体背-腹梯度DA去神经支配;注意背侧纹状体的严重DA去神经支配。
展开剩余93%有证据表明,纹状体黑质神经元及其强烈表达的D1Rs对DA的运动功能至关重要。首先,绕过DA受体的光遗传学或化学遗传学dSPN激活可刺激运动活动,而抑制或消融dSPNs则会抑制运动活动。其次,dMSNs中的D1R表达远高于大脑中的任何其他神经元类型。第三,全身给予D1R激动剂可强烈刺激啮齿类和非人类灵长类PD模型以及PD患者的运动活动;同样重要的是,向背侧纹状体(而非苍白球外侧部、黑质网状部或运动皮层)微量注射D1激动剂可在帕金森病动物中诱导强烈的运动活动。综上所述,这些文献数据表明,纹状体D1Rs(可能是dSPNs中的D1Rs)在PD的多巴胺能运动刺激中至关重要。
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问题在于:D1R和D2R激动作用(即内源性自然刺激)如何影响促进运动的dSPN动作电位发放活动?尽管纹状体内有密集的DA神经支配和D1R表达,但这一长期存在的问题尚未得到解答。解决这些问题需要在自由行为的帕金森病动物中记录SPN的动作电位。然而,此类记录在灵长类动物中罕见,在啮齿类动物中也很少见,且结果相互矛盾,可能是由于采样混合了dSPNs和iSPNs,它们可能对DA刺激产生相反方向的反应。因此,需要在行为学帕金森病动物中测试多巴胺能药物对已鉴定的dSPNs和iSPNs动作电位发放的影响,但目前数据稀缺。阐明D1和D2激动作用对dSPNs和iSPNs动作电位发放的调节,对于深入理解L-dopa/DA如何影响SPN活动(进而可能成为DA在PD中深远行为效应的基础)是必要的。关于这些基本机制的信息将增进我们对基底神经节生理学、PD病理生理学和治疗的理解。因此,本研究的目的是确定D1激动作用对自由活动的DA去神经支配或帕金森病小鼠中已鉴定的纹状体黑质神经元动作电位发放的影响。
二、方法
01. 动物
动物使用和实验程序经田纳西大学健康科学中心机构动物护理和使用委员会(UTHSC IACUC协议#13-056.0)批准。本研究使用野生型C57BL/6J小鼠和缺乏Pitx3转录因子的C57BL/6J小鼠(称为Pitx3Null小鼠)。Pitx3转录因子的缺失最终导致绝大多数黑质DA神经元死亡,而腹侧被盖区(VTA)的一部分DA神经元独立于Pitx3,因此得以存活。因此,如图1B、C所示,背侧纹状体的DA丢失严重,背侧纹状体顶部区域>90%的DA轴突丢失,而腹侧纹状体保留了约50%起源于VTA的DA轴突。残余的DA显然足以使小鼠保持明显正常的运动功能(图1D,视频1),无需任何人为干预即可存活和繁殖。背-腹梯度DA去神经支配类似于PD中的DA去神经支配模式。显然,Pitx3Null小鼠可用于研究DA去神经支配的后果。此外,背侧纹状体的严重DA丢失导致Pitx3Null小鼠出现DA受体功能亢进,就像其他动物PD模型和PD患者一样。
我们需要注意的是,基于神经化学、免疫组织化学和体视学研究,Pitx3Null小鼠的DA去神经支配是双侧的,且个体间可能一致。行为学数据也表明,Pitx3Null小鼠的DA丢失是双侧对称的;否则,左旋多巴注射会触发不对称旋转运动,但事实并非如此——左旋多巴不会在Pitx3Null小鼠中触发不对称旋转运动(视频1、2)。此外,我们已证实,当一侧半球的残余DA被单侧损伤时,左旋多巴会触发旋转运动。我们还需要注意的是,尽管背侧纹状体存在严重的DA去神经支配,Pitx3Null小鼠仍保留基本完整的运动功能,这表明DA系统和相关回路的适应性,而非发育适应性,因为小鼠在成年期双侧背侧纹状体毒素诱导的DA去神经支配后仍可保留足够的运动功能。
02. 电极微推进器植入和电生理记录
所有实验均使用3-6月龄的雄性Pitx3Null和WT小鼠。记录期间,允许动物在约8″×8″×8″的无顶笼中自由探索(见图2)。采取一切措施消除或最小化小鼠可能感受到的不适或疼痛。
图2. MSNs、TANs、FSIs的记录装置和鉴定。(A)记录装置。(B)显示记录位点的脑切片。(C)FSIs具有短动作电位波形(谷值≤0.25 ms;MSNs和TANs≥0.4 ms)。(D)自相关图显示所有单位均有≥2 ms的不应期,这是单个神经元的预期特征。TAN的不应期较长,因为TANs无法以高速率发放。(E)MSN发放呈相位性,且间期(ISI)直方图高度偏斜。每个示例细胞均列出了平均ISI。MSN的平均发放率为0.7 Hz,TAN为6.3 Hz,FSI为20 Hz。
电极微推进器阵列由三或四个00–90螺丝组成,每个螺丝连接到一根携带多极管的31号不锈钢(SS)管上。多极管根据建议制造(通过使用溶液搅拌器将12微米直径的镍铬合金线缠绕成螺旋束),并放置在瞄准纹状体的25号不锈钢管内。整个组件被封装在圆柱形塑料管中,该塑料管位于聚碳酸酯塑料底座上方。电极接口板固定在聚碳酸酯底座上,电极线通过金钉连接到板上。将非氰化物金溶液与电镀抑制剂混合,用于电镀电极尖端。(更详细的步骤见相关文献)
在每只动物体内植入包含16个镀金镍铬合金电极通道的微推进器阵列,这些通道采用不同的多极管配置组合(由4至8根导线组成的束)。其他微推进器中包含一根刺激电极,用于刺激黑质网状部的逆向动作电位,以识别纹状体黑质SPNs。手术在90 mg/kg氯胺酮+10 mg/kg甲苯噻嗪(溶于1 μL/g 0.9%生理盐水)麻醉下进行,遵循啮齿类动物存活手术的标准程序。
原始记录通过处理软件内置的二阶椭圆滤波器进行250 Hz高通滤波预处理,除非已在采集软件中处理过。为了完成单位检测和分类,预处理后的数据按以下方式可视化:对预处理数据的能量设置阈值以检测动作电位波形;这些波形最初根据三维主成分空间中的轮廓聚类为假定的单个单位;基于模板的分配算法将任何剩余未分类的波形添加到所述单位簇中。利用自相关、动作电位间隔(ISI)直方图和动作电位波形的已发表标准,将单位分类为假定的单个SPNs、紧张性活动神经元(TANs)或快突触中间神经元(FSI)。本报告中纳入的高质量SPNs的特征是,在选择特征空间(通常为主成分空间)中,1.96个标准差的椭圆体与最近的单位椭圆体不接触,且<0.1%的动作电位违反2.0 ms的不应期。图2显示了MSN、TAN和FSI的典型记录。
03. SPN亚型的逆向鉴定
一些微推进器中包含一个平行双极电极,其未绝缘尖端长0.10 mm,间距0.25 mm,用于植入黑质网状部(SNr),坐标为前囟后3.25 mm,中线旁1.28和1.53 mm,硬脑膜下4.25 mm,以引发逆向动作电位。通过刺激隔离器每20秒施加不同强度的电流(序列由十个总持续时间0.5 ms、刺激间隔100 ms的双相脉冲,或两个间隔100 ms或根据潜在不应期(即0.5–3.0 ms)的0.05 ms单相脉冲组成),在纹状体黑质神经元的轴突中引发逆向动作电位,刺激由相关设备触发。这些动作电位在纹状体中记录,若满足以下标准,則被视为逆向鉴定:与刺激时间锁定的慢潜伏期动作电位反应(<13 ms),接近阈值刺激电流时的全或无特性,每个序列中潜伏期逐渐变化(对应超常或低常轴突传导速度期),以及绝对不应期<2 ms。若未满足任何标准,纹状体神经元被视为未鉴定并排除在本报告之外。
04. 统计
每个SPN的基线发放率通过计算药物前期间(定义为从生理盐水注射+35秒到药物注射前期间直至药物注射前35秒)记录的所有动作电位数量,除以该期间的持续时间,得出平均每秒动作电位数。每个记录的SPN的各种指标在相关软件中计算并导出到*.xls文件。使用在Windows 7 Enterprise下运行的相关软件导入此*.xls文件并进行后续统计分析。未配对t检验也被使用。
三、结果
01. 混合直接和间接通路SPNs数据库
在本研究中,我们聚焦于相关小鼠背侧纹状体,该区域DA去神经支配严重且DA受体功能亢进。我们从7只DA完整的小鼠中记录了46个混合直接和间接通路SPNs,从7只DA去神经支配的相关小鼠中记录了57个混合SPNs。
02. WT和DA缺乏的相关小鼠背侧纹状体SPN动作电位发放基线
在我们的数据集中,SPNs的基础发放是在小鼠进行正常自然运动时记录的。基础发放率列于表1。WT和相关小鼠之间未检测到显著的基线率差异,但该结果的解释受到限制,因为这些是混合的dSPNs和iSPNs,可能因DA缺乏导致基础发放率发生相反变化(见讨论)。
表1. 相关小鼠混合SPNs的基线发放率
03. WT和DA去神经支配的相关小鼠背侧纹状体SPNs对L-dopa的动作电位反应
根据已发表的报告,D1R激活可能增加dSPN兴奋性,D2R激活降低iSPN兴奋性,我们预测全身注射L-dopa应增加一组SPNs(表达D1R的dSPNs)的动作电位活动,并减少另一组SPNs(表达D2R的iSPNs)的动作电位发放,且在相关小鼠中(由于DA受体功能亢进)比WT小鼠更强烈。
在小鼠进行正常运动时获取30分钟或更长时间的基线动作电位记录后,腹腔注射25 mg/kg L-dopa加10 mg/kg苄丝肼。在相关小鼠中,L-dopa注射后10分钟内,运动和类似运动障碍的活动被刺激,20分钟达到峰值,平台期持续30分钟,然后在30–45分钟内缓慢下降。相比之下,相同的L-dopa注射在WT小鼠中未引起明显运动效应。这些运动行为观察在文献中已充分确立。
我们在WT和相关小鼠中监测腹腔注射L-dopa后长达60分钟的SPN动作电位发放。如图3A、B、E所示,WT小鼠的SPN动作电位反应较弱,包括不同细胞间无明显变化、微弱增加和微弱减少。在相关小鼠中,SPNs也表现出三种动作电位反应:无明显变化、增加和减少(图3C、D、F),且增加和减少明显强于WT小鼠。尽管L-dopa诱导动作电位发放增加的SPNs可能是dSPNs,而发放减少的可能是iSPNs,但该结论的可靠性尚不清楚。
图3. L-dopa对相关小鼠背侧纹状体混合MSNs动作电位发放的影响。(A)L-dopa适度增加相关小鼠背侧纹状体MSN的发放。(B)L-dopa适度减少相关小鼠背侧纹状体MSN的发放。(C)L-dopa强烈增加相关小鼠背侧纹状体MSN的发放。(D)L-dopa强烈减少相关小鼠背侧纹状体MSN的发放。(E)相关小鼠背侧纹状体记录的所有MSNs在L-dopa前后发放率的配对散点图。每个点代表单个MSN的平均发放率。(F)相关小鼠背侧纹状体记录的所有MSNs在L-dopa前后发放率的配对散点图。每个点代表单个MSN的平均发放率。
04. 逆向鉴定的SPNs基线发放不足且对DA激动作用反应强烈
为了确定已鉴定的dMSNs在帕金森病纹状体中对多巴胺能刺激的潜在动作电位反应,我们采用经典的逆向激活-碰撞技术来鉴定直接通路纹状体黑质(表达D1受体的)SPNs,利用纹状体黑质SPNs是唯一投射到黑质网状部(SNr)的SPNs这一优势。如方法部分所述并如图4所示,通过刺激SNr引发的逆向动作电位完成鉴定。这种逆向细胞鉴定方法无法应用于纹状体苍白球神经元,因为大量纹状体黑质轴突穿过苍白球外侧部(GPe)。因此,本研究聚焦于纹状体黑质神经元。
图4. 逆向刺激-碰撞法鉴定纹状体黑质神经元。(A)间隔2.0 ms的黑质刺激引发记录的SPN胞体的两个相应动作电位反应。(B)使用0.5 ms刺激间隔的黑质刺激,由于钠通道失活诱导的不应期,显示单个反应。(C)同一单位的逆向动作电位(向下箭头)与自发顺向动作电位(向上箭头)的碰撞在前4次刺激中明显,后四次刺激中无自发顺向动作电位发生时则无碰撞。注意逆向动作电位与刺激时间锁定(红色箭头)。
逆向鉴定的SPNs基线(均为背侧)包括来自3只相关动物的6个SPNs和来自3只WT动物的8个SPNs。该数据的非参数统计见表2。发现逆向鉴定的纹状体黑质神经元的基线发放率在相关小鼠中显著低于WT小鼠。
表2. 逆向鉴定的纹状体黑质神经元基线发放率
随后,我们检测了逆向鉴定的背侧纹状体黑质神经元或dMSNs对正常小鼠和DA去神经支配Pitx3Null小鼠腹腔注射L-dopa的动作电位反应。鉴于逆向鉴定子集中的样本量较小,我们使用了t检验;因此,假设SPN相互独立,我们得以在两个数据集中初步显示基因型之间的显著差异,如图5所示,所有背侧Pitx3Null纹状体黑质细胞的发放率反应强度均高于野生型纹状体黑质细胞。在这些条件下,我们从3只野生型小鼠中记录并检测了6个逆向鉴定的纹状体黑质神经元。这6个神经元中,3个对腹腔注射25 mg/kg L-dopa + 10 mg/kg苄丝肼的反应是动作电位活动适度增加,剩余3个纹状体黑质神经元的动作电位活动适度减少(图5A1,C)。在相同条件下,我们还从3只Pitx3Null小鼠中记录并检测了6个逆向鉴定的纹状体黑质神经元;这6个纹状体黑质神经元均出现动作电位活动增加,其中5个神经元的增加幅度显著,作为对腹腔注射25 mg/kg L-dopa + 10 mg/kg苄丝肼的反应(图5B1,C)。L-dopa注射后,Pitx3Null小鼠纹状体黑质神经元的动作电位发放增加明显强于野生型小鼠,这完全符合DA缺乏的Pitx3Null小鼠中D1R超敏的预期。
图5. 逆向鉴定的背侧纹状体黑质神经元在Pitx3Null小鼠中对多巴胺能刺激的反应强于野生型小鼠。(A: A1,A2):两只逆向鉴定的背侧纹状体黑质神经元示例,在野生型小鼠中对L-dopa或SKF 81297注射反应微弱。(B: B1,B2):两只逆向鉴定的背侧纹状体黑质神经元示例,在Pitx3Null小鼠中对L-dopa或SKF 81297注射反应强烈。(C)散点图显示,Pitx3Null小鼠中鉴定的纹状体黑质神经元对L-dopa的反应明显强于Pitx3WT小鼠。(D)散点图显示,Pitx3Null小鼠中鉴定的纹状体黑质神经元对SKF 81297的反应强于Pitx3WT小鼠。p值来自未配对t检验。
接下来,我们检测了逆向鉴定的背侧纹状体黑质神经元或dSPNs对正常小鼠和DA去神经支配Pitx3Null小鼠腹腔注射D1激动剂SKF81297的动作电位反应。我们从2只野生型小鼠中记录并检测了6个逆向鉴定的纹状体黑质神经元;这些纹状体黑质神经元对腹腔注射1 mg/kg SKF81297的反应是动作电位活动适度或中等程度增加(图5A2,D)。在相同条件下,我们还从2只Pitx3Null小鼠中记录并检测了3个逆向鉴定的纹状体黑质神经元。我们发现,这3个纹状体黑质神经元对腹腔注射1 mg/kg SKF81297的反应均是动作电位活动显著增加(图5B2,D)。注射1 mg/kg SKF81297后,Pitx3Null小鼠纹状体黑质神经元的动作电位发放增加明显强于野生型小鼠,这完全是由于DA缺乏的Pitx3Null小鼠dSPNs中D1R功能亢进。此外,与L-dopa相比,SKF81297在野生型小鼠中诱导的已鉴定纹状体黑质神经元动作电位发放增加更强(图5C,D),可能是因为SKF 81297可直接作用于D1R,而由于野生型小鼠体内存在丰富的内源性DA,L-dopa可能根本不会增加纹状体DA释放。
四、讨论
我们的主要发现是,在自由活动的小鼠中,帕金森病背侧纹状体中已鉴定的纹状体黑质神经元的基线动作电位发放低于DA完整的纹状体,并且在自由活动的小鼠中,D1激动作用在帕金森病背侧纹状体中这些已鉴定的纹状体黑质神经元中促进动作电位发放的作用强于DA完整的纹状体。这些细胞异常可能导致基线期的帕金森病运动障碍,以及帕金森病动物和人类PD患者在多巴胺能治疗期间对DA刺激运动活动的超敏反应。
01. L-dopa和D1激动作用均在帕金森病纹状体中已鉴定的纹状体黑质神经元中触发过度活跃的动作电位反应
在本研究中,我们发现,在具有DA去神经支配诱导的DA受体高功能性的自由活动Pitx3Null小鼠中,L-dopa和D1激动作用均在已鉴定的纹状体黑质神经元中触发过度活跃的动作电位反应,且这种兴奋在时间上与我们先前研究中描述的运动刺激一致。尽管样本量相对较小,需要未来的验证研究,但我们的数据表明,D1R激动作用可在帕金森病纹状体中已鉴定的dMSNs中诱导过度活跃的反应,为D1R激动剂运动刺激的高功能性提供了细胞机制。
我们的数据与经典的基底神经节模型一致,该模型预测,在DA去神经支配的背景下,DA受体高功能性将允许DA激动剂通过直接和间接通路中不同的DA受体激活导致电生理变化,并最终引起行为变化。具体而言,dSPNs上的D1受体信号传导(与刺激性Galpha/olf-cAMP级联偶联)将被激活到异常高的程度,这有望夸大dSPN动作电位发放,同时超敏的D2受体信号传导(抑制性Gi偶联)有望降低iSPNs的动作电位发放。总之,这些细胞反应将导致运动活动的总体增加,这在帕金森病状态下最为明显。因此,我们目前的数据为经典模型及其对PD和L-dopa治疗期间动作电位变化的预测提供了一些直接证据。我们关于dSPNs的D1激动性刺激(内源性生理机制)的数据也与最近的分子、光遗传学和化学遗传学研究结果一致,这些研究清楚地表明,强制激活dSPNs可刺激运动。
我们通过腹腔注射给予L-dopa和SKF 81297。这可能会使我们的数据解释复杂化。然而,我们认为这即使有问题,也是一个小问题,原因如下。首先,D1R的表达集中在大脑的dMSNs中,在纹状体中的表达量比任何其他脑区高数十倍,为纹状体成为L-dopa运动刺激的主要靶点提供了解剖学基础。其次,在我们实验室进行的一项比较研究中,L-dopa和SKF81297在Pitx3Null小鼠的背侧纹状体内微量注射时均可刺激运动,但当微量注射到纹状体外脑区如苍白球外侧部、黑质网状部和运动皮层时,这些药物的运动刺激作用微弱或没有,提供了功能性证据,表明纹状体DA受体是其活动可深刻刺激运动的主要DA受体。第三,在猴子中,药物微量注射诱导的纹状体DA受体阻断足以诱发类似PD的运动症状。因此,纹状体DA受体是深刻的多巴胺能运动刺激的主要介导者。
dMSNs中多巴胺能增强动作电位发放的潜在机制目前尚不清楚。先前关于DA调节SPN兴奋性的研究产生了相互矛盾的结果。从理论上讲,D1R激动作用可能通过上调钠通道和下调钾通道,以及通过增加谷氨酸能突触输入来增加dSPN活动。这些重要的潜在机制需要在未来的研究中确定。
我们还需要在此指出,我们已证明,在Pitx3Null小鼠中,L-dopa诱导的运动表型是由于DA去神经支配的严重程度和模式,而不是由于DA丢失的围产期时间;当DA丢失严重时,例如达到90%的水平,DA受体将迅速变得超敏,导致超敏的DA行为,无论动物包括人类的年龄如何。例如,DA受体超敏在动物DA耗竭后约24小时内发生,在MPTP中毒患者中迅速发生。尽管时机难以确定,但DA受体超敏在PD患者和患有TH缺乏的非常年幼的儿童中肯定会发生。此外,Pitx3Null小鼠具有DA丢失是自发性、PD样梯度且个体间一致的优势;因此,这些小鼠适合研究DA去神经支配的后果。
来自清醒帕金森病啮齿类动物的文献动作电位发放数据稀少,来自混合SPNs且相互矛盾。有研究报告称,阿扑吗啡(一种广谱、非选择性DA激动剂)适度降低清醒大鼠帕金森病纹状体中混合MSNs的平均发放频率,而另有研究报告称,阿扑吗啡适度增加清醒大鼠帕金森病纹状体中混合SPNs的平均发放频率。对这些来自混合SPNs的数据的解释很困难,因为dSPNs和iSPNs可能对DA刺激产生相反方向的反应,导致根据混合样本中dSPNs和iSPNs的数量产生相互矛盾的结果。这一推理与相关研究一致,该研究发现,在清醒的MPTP损伤猴子中,L-dopa兴奋一组推测为dSPNs的SPNs,并抑制一组推测为iSPNs的SPNs。然而,一些麻醉后的结果显示,DA耗竭后大鼠SPNs的活动增加,据报道被D1激动剂减少,并被D2激动剂进一步增加;这些数据使经典模型的解释复杂化。我们的数据——尤其是考虑到如此少的已鉴定细胞数量——并不排除D1激动剂可能降低表达D1R(或D2R)的SPNs活性的可能性;进一步的研究可能会在此处揭示更多,并以某种方式扩展经典模型的范围。尽管如此,我们目前的研究通过记录逆向鉴定的纹状体黑质神经元并测试这些神经元在DA去神经支配的帕金森病小鼠中对多巴胺能药物的反应,推动了该领域的发展。我们的结果表明,这些纹状体黑质神经元在DA刺激下变得过度活跃,因此可能有助于解决长期存在的关于DA在帕金森病条件下对这些神经元做了什么的问题。未来的研究需要确定清醒帕金森病动物中已鉴定的iMSNs的多巴胺能反应,并收集更多已鉴定的纹状体黑质神经元以确认我们的结果。由于缺乏iSPNs的孤立投射,逆向细胞鉴定无法用于iSPNs,因此需要光遗传学和化学遗传学细胞鉴定或其他方法。事实上,最近一项基于钙成像的研究表明,L-dopa分别在DA耗竭的小鼠中兴奋和抑制dSPNs和iSPNs的动作电位发放。
最后,我们需要讨论这个问题:既然Pitx3Null小鼠没有明显的运动缺陷,我们在这些小鼠中获得的结果与PD中纹状体SPNs的神经病理生理学相关吗?我们认为是相关的:这些小鼠缺乏明显的运动缺陷是因为严重的DA去神经支配局限于纹状体的极背侧部分,使得运动功能缺陷不广泛,因此被邻近的纹状体区域补偿;并且由于小鼠爪子和手指的尺寸小,剩余的运动缺陷不容易被检测到。我们相信,本研究中报道的Pitx3Null小鼠DA去神经支配背侧纹状体中SPN活动的异常可能发生在其他DA去神经支配更广泛的PD模型和PD大脑中,如PD大脑、6-OHDA DA损伤大脑和Pitx3Null大脑中dMSNs的D1R和D2R高功能性、c-fos和pERK表达等类似分子变化所反映的那样。当然,当DA去神经支配区域比Pitx3Null小鼠更广泛时,SPN活动异常可能更复杂,并且具有更多的网络驱动成分。
02. 结论和功能意义
通过记录自由活动帕金森病小鼠中逆向鉴定的纹状体黑质SPNs的单位动作电位发放,我们提供了数据支持以下假设:纹状体黑质SPNs(即dSPNs)在DA刺激下以过度反应的方式增加其动作电位活动,这可能对帕金森病动物中D1激动作用的运动刺激起关键作用。此外,帕金森病纹状体中这些纹状体黑质神经元的基线动作电位发放低于正常纹状体,可能导致这些小鼠的基线运动缺陷受损。最后,我们的数据表明,D1激动剂可以激活促进运动的dSPNs,表明D1Rs是未被利用的运动刺激治疗靶点。
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