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大鼠神经系统内γ-氨基丁酸B受体1亚型的定位分布

2022-07-29
来源:求医网
【摘要】目的观察γ-氨基丁酸B受体1亚型(GABABR1)在大 鼠神经系统的分布。方法GABABR1特异性抗体的免疫细胞化学染色 。 结果GABABR1样阳性神经元主要分布于大脑皮质V层、Calleja岛、尾壳 核、隔海马核、海马、杏仁基外侧核、内侧缰核、丘脑前背侧核、丘脑内侧背核、外侧膝状 体背侧核、视前核群、视上核、室旁核外侧大细胞部、前连合核、正中隆起、弓状核、黑质致密部、腹侧背盖区、脚间核 、E-W核、三叉神经中脑核、蓝斑、斜方体核、三叉神经脊束核尾侧亚核Ⅰ和Ⅱ层、迷走神 经背核、小脑Purkinje细胞层、脊髓Ⅰ~Ⅲ、Ⅸ和Ⅹ层、外侧脊核、Onuf核、背根节等。 脑内主要的胆碱能和单胺能神经元几乎均呈GABABR1样阳性。结论 GABABR1样阳性结构广泛分布于大鼠神经系统,为GABA发挥抑制效应提供了作用位点。

【中图分类号】R322.81【文献标识码】A 【文章编号】0529-0000(2001)-增-64

LOCALIZATION OF GABAB RECEPTOR 1 SUBTYPE IN THE RAT NERVOUS SYSTEM

WANG Zhi-ming,LI Yun-qing*

(Department of Anatomy and KK Leung Brain Research Centre,the Fourth M ilitary Medical University,Xi'an 710032,China)

【Abstract】ObjectiveTo observe the distribution of GABA B receptor subtype 1(GABABR1)in the rat nervous system.Method[ WT 5”BZ Immunocytochemical staining technique by using specific antibody agains t GABABR1 was used.ResultsIntensely and densely staine d GABABR1-l ike immunoreactive neurons were observed in the V layer of cerebral cortex,is lands of Calleja,caudate putamen,septohippocampal nucleus,hippocampus,basolatera l amygdaloid nucleus,medial habenular nucleus,anterodorsal thalamic nucleus,medi odorsal thalamic nucleus,dorsal lateral geniculate nucleus,preoptic nuclei,supraoptic nucleus,lateral magnocellular part of paraventricular nucleus,anterior commisural nucle us,median eminence,arcuate nucleus,pars compacta of substantia nigra,ventral teg mental area,interpeduncular nucleus,Edinger-Westphal nucleus,mesencephalic trig emi nal nucleus,locus coeruleus,nucleus of the trapezoid body,superficial layers of t he caudalis subnucleus of the spinal trigeminal nucleus,dorsal motor nucleus of vagus,Purkinje cell layer of cerebellar cortex,laminaeⅠ-Ⅲ,Ⅸ and Ⅹ of spin al gray matter,lateral spinal nucleus,Onuf's nucleus and spinal dorsal root gang lion.Specially,in the cholinergic and monoaminergic nuclei of the brain.ConclusionThese results indicate that GABABR1-like immunoreact iv e structures are widely located in the rat brain,GABA might exert its principal inhibitory effects through these GABABR.

【Key words】γ-aminobutyric acid(GABA);GABAB receptor 1 subtype;Nervous system;Immunocytochemistry;Ratγ-氨基丁酸(GABA)是神经系统内主要的抑制性神经递质,它在多种生理 活动和 病理过程中扮演着重要的角色。GABA的作用由不同的3种受体亚型(GABAAR、GABABR和GA BACR)介导[1~3]。GABABR属于代谢型受体超家族,它介导慢的、持续较长的 抑 制效应,与脑内多种重要的生理活动和病理变化有关[2]。GABABR存在于一些兴 奋性和抑制性神经元的突触前、后部位[4]。GABABR1亚型有两个剪接变异体:GA BABR1a和GABABR1b。Margeta-Mitrovic等[5]用免疫组织化学技术对GABABR 在大鼠CNS内的分布进行了定位;Liang等[6]用非放射性原位杂交组织化学技术研 究了GABABR1a和1b亚型的mRNA在大鼠脑内的分布。由于受体蛋白的合成部位与功 能部位存在差异,故本研究用GABABR1亚型的特异性抗体,对此受体蛋白在大鼠脑内的分 布进行了观察,以便精确定位GABA的作用部位。

材料和方法

成年SD大鼠8只,体重200~250g。戊巴比妥钠经腹腔麻醉下开胸,经左心室插管至升主动脉 , 先用生理盐水冲净血液,再用含4%多聚甲醛和0.2%苦味酸的0.1mol/L磷酸盐缓冲液(PB,p H7 .4)灌注固定。灌毕立即取脑,置入上述新鲜固定液中后固定4~6h(4℃)。再移入含30%蔗 糖 的PB中(4℃)至沉底。将脑连续冠状(4只)、水平(2只)、矢状(2只)冰冻切片,片厚30μm, 切片隔2张取1张,分3套收集于0.01mol/L PBS(pH 7.4)中。将第1套切片用于免疫细胞化 学的 ABC法染色,入豚鼠抗GABABR1亚型的血清(1 mg/L;产品编号 AB1531,Chemicon)中孵育4 8h(4℃)。二氨基联苯胺和H2O2呈色。用正常豚鼠血清代替一抗,随后用与上述染色程 序 相同的步骤孵育第2组切片,进行对照染色,结果为阴性。第3套切片用于Nissl染色,以便 对照、观察和定位阳性结构。核团定位参照Paxinos和Watson的《大鼠脑立体定位图谱》 [7]。

结果

GABABR1样阳性结构在大鼠脑内分布广泛。GABABR1样阳性反应产物不仅见于胞体和突起 的膜上,而且见于胞浆,阳性纤维较短,行经弯曲,阳性终末呈点状。

密集且浓染的GABABR1样阳性神经元胞体或纤维主要见于大脑皮质V层锥体细胞(图1)、Cal leja岛、外侧隔核背侧部、终纹床核、杏仁基外侧核(图2)、尾壳核(图3)、斜角带核垂直部 腹侧(图4)、内侧缰核、海马CA3区(图5)、丘脑前背侧核、丘脑内侧背核、外侧膝状体背侧 核、视前核群、视上核(图6)、室旁核外侧大细胞部(图7)、弓状核、E-W核、小脑分子层和 P urkinje细胞层(图8)、三叉神经中脑核(图9)、腹侧被盖区及黑质致密部(图10)、蓝斑(图11 )、斜方体核及上橄榄复合体(图12)、中缝核群(图13),舌下神经前置核、迷走神经脊核( 图 14)、三叉神经脊束核尾侧亚核浅层(Ⅰ、Ⅱ层)(图15)、脊髓Ⅰ~Ⅲ、Ⅸ(图16)和Ⅹ层、外 侧颈核、外侧脊核、Onuf核(图16)、中间带外侧细胞柱、骶髓副交感节前神经元(图16)及脊 髓背根节细胞(图17)等。

中等密度的阳性胞体或纤维见于主嗅球小球层、海马CA2区(图5)、隔伞核、杏仁中央核(图2 )、丘脑室旁核、下丘脑的大部分核团、中脑导水管周围灰质(图9)、脚周核、动眼神经核、 外 侧臂旁核、Barrington核、黑质外侧部(图10)、中缝大核、中缝苍白核(图13)、面神经核、 舌下神经核(图14)、脊髓V~Ⅷ层(图16)等。

稀疏的阳性神经元胞体和纤维见于副嗅球、前嗅核、齿状回、苍白球(图3)、脚内核、内侧 隔核、丘脑大部分核团、下丘脑外侧区、红核、黑质网状部(图10)、Darkschewitsch核、孤 束核(图14)和小细胞网状核等。GABABR1样阳性胞体、纤维和终末的分布详见附表。

讨论

本研究的结果显示GABABR1广泛分布于神经系统,为GABA发挥其抑制效应提供了形态学 依据。GABABR主要分布在突触前末稍,但也分布于突触后膜,甚至分布在非突触部位。电 生 理学的研究证实多数GABA能神经元属于中间神经元,但部分区域也有GABA能投射神经元,它 们 的终末对与其形成联系的神经元发挥抑制性突触后调控作用;GABA能终末与突触前终末形成 轴-轴突触,产生突触前抑制作用;有的GABA能神经元也接受GABA能中间神经元的支配,GA BA能神经元还能通过其自身受体实现反馈调节[2,8]

延髓和脊髓背角内也有许多GABA能中间神经元和下行抑制系统来的GABA能纤维和终末,参与 构成伤害性信息调控的局部微环路。生理学的研究证实,全身、局部或鞘内注射GABABR的 选择性激动剂baclofen有明显的镇痛效应[9]。脊髓背角浅层有密集浓染的GABAB R1阳性胞体和纤维,为GABA实现局部调控提供了作用部位。在脊髓背角GABABR主要分布于 外周细纤维传入的终止区,新生鼠以辣椒素处理后,GABABR明显减少[10]。GABA BR的激动剂baclofen可以选择性抑制背角神经元对伤害性刺激信息的反应,说明GABABR 可能主要介导细纤维传入的突触前抑制效应,其机制被认为可能是GABABR被激活后,通过 G蛋白阻滞钙通道,降低钙离子内流,减少兴奋性递质释放,起到了突触前抑制作用[2 ,10];也可通过G蛋白激活细胞内蛋白激酶系统产生磷酸化作用而增加钾电导使钾外流 增加,产生突触后抑制效应[2]

脑干的网状结构和中缝核群有大量的GABA能神经元,有些是中间神经元,对此区域内5-HT 能神 经元的活动有调控作用[11];有些是投射神经元,直接投射到延髓尾段和脊髓,参 与 面口部和躯体感觉与运动的调制。本文结果显示在富含单胺能神经元的黑质致密部、腹侧被 盖区、蓝斑 及中缝核簇,GABABR1阳性结构都呈密集分布,不仅提示了GABABR1与单胺能神经元的共 存关系,同时也为机能学研究结果