酸敏感离子通道介导下丘脑Orexin神经元对呼吸活动的调节

呼吸中枢的化学调控在生理与病理过程中起着重要的作用。诸多呼吸疾病常伴有中枢化学调控障碍。近年来有人提出中枢化学感受器除了延髓腹外侧部的浅表部位外，其分布可能更广泛，但尚未有定论。本研究拟用免疫组化、电生理、药理学等方法从分子、组织和整体三个水平对酸敏感离子通道(ASICs)介导下丘脑Orexin神经元对呼吸活动调节的中枢机制进行研究，探索下丘脑Orexin神经元能表达ASICs，可以感受局部[H+]的变化，起中枢化学感受器作用，它的传出纤维释放Orexin作用于延髓呼吸神经元起着调控呼吸的作用。阐明下丘脑Orexin神经元作为中枢化学感受器对延髓呼吸中枢进行调控的新假设。为临床的呼吸中枢调控障碍性疾病的诊断和治疗提供新思路。

本课题通过免疫组化、电生理、药理学等方法，验证下丘脑Orexin神经元是中枢化学敏感神经元的假设，在SD 大鼠上进行了深入的研究。.1．发现酸化下丘脑外侧区（LH）可使膈神经放电幅度增加70%（P<0.001）和使呼吸驱动增加40%（P<0.05）。而用Orexin-SAP特异性损毁双侧下丘脑Orexin神经元后，酸化LH不再引起兴奋呼吸的效应。实验结果支持我们关于下丘脑Orexin神经元是新发现的化学敏感神经元的假设。.2．发现在下丘脑有酸敏感离子通道（ASIC1和ASIC2a亚单位）的表达，且LH 区OrexinA神经元与ASIC1共表达。在LH 区应用ASICs不同阻断剂（amiloride，PcTX1）都可以抑制酸化LH使呼吸活动增加的效应。提示酸敏感离子通道可能是下丘脑Orexin神经元化学敏感性的分子机制。.3．发现在侧脑室、延髓前包钦格复合体微量注射OrexinA或OrexinB，都使膈神经放电幅度增加（P<0.05-P<0.001），Orexin的1型受体阻断剂可以抑制其兴奋呼吸的效应。用Orexin-SAP特异性损毁双侧下丘脑Orexin神经元或延髓舌下运动神经元后，发现舌下神经和颏舌肌放电活动都明显减小（P<0.001）。在延髓舌下神经核微量注射不同的Orexin受体阻断剂，都导致颏舌肌放电活动明显减小（P<0.01）（颏舌肌放电作为上气道开放状态的指标）。发现新生大鼠延髓离体脑片舌下神经根（XII）放电活动增加与OrexinA呈剂量依赖性（P<0.05，P<0.01），受体阻断剂可以抑制其兴奋XII的效应。进一步用全细胞膜片钳记录脑片上单个舌下运动神经元（HMN）放电活动，发现OrexinA呈剂量依赖性增加HMN放电活动（P<0.05，P<0.01）的兴奋效应可被不同的受体阻断剂所抑制。证实了Orexin的神经传导通路和受体机制。.本课题研究的科学意义是对中枢化学感受器的感受机制有了新的认识和了解，酸敏感离子通道介导下丘脑Orexin神经元对呼吸调节的研究进展，不仅是呼吸生理学在理论上的突破，也对呼吸中枢调控障碍性相关疾病的病理机制研究提供了一新的思路，因此具有重要的临床意义。

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