Orexin对视网膜神经节细胞兴奋性和抑制性突触传递的调制及其机制

Orexin是新近发现的一类神经活性肽，在中枢神经系统参与调节各种生理功能，其中对视交叉上核（SCN）昼夜节律的调控更是目前研究的热点。最近的研究表明，视网膜神经元也表达orexin及其受体，提示orexin可能参与调制视网膜的功能，对orexin在视网膜神经信号的传递、分析和整合中的作用的研究显然有着重要的意义。在本申请中，我们将运用免疫组化共聚焦显微镜、膜片钳记录、药理学、钙成像技术等，研究orexin及其受体在视网膜神经节细胞(GC)（特别是轴突投射至SCN的内源性对光敏感的GC）上的表达，进而研究orexin如何调制GC突触前的递质释放？如何调制突触后GC上由不同亚型谷氨酸受体（AMPA和NMDA受体）介导的电流？并阐明这种调制的胞内机制。本研究不仅有助于阐明orexin在内层视网膜信号调制中的作用，而且对阐明orexin在中枢（如SCN昼夜节律）调制中的胞内信号通路也能提供启示。

在中枢神经系统中，Orexin-A和Orexin-B通过激活orexin受体1（OX1R）和orexin受体2（OX2R）参与调节各种生理功能，如调节睡眠/觉醒，昼夜节律，摄食等功能。我们最近的研究表明，视网膜神经元也表达orexin及其受体，提示orexin可能参与调制视网膜的功能。在本项目中，我们运用免疫组化共聚焦显微镜、膜片钳记录、药理学、钙成像技术等，首次研究了orexin信号系统在视网膜中的生理功能。.(1).Orexin-A对视网膜神经节细胞和无长突细胞上AMPA受体的差异性调制及其机制.我们的研究显示：Orexin-A通过激活OX1R压抑大鼠视网膜神经节细胞的AMPA受体介导的电流，但通过激活OX2R增大无长突细胞的AMPA电流。与之相一致，在视网膜薄片标本上，orexin-A压抑神经节细胞的光诱导的AMPA受体介导的兴奋性突触后电流，但增大无长突细胞的兴奋性突触后电流。进而，我们详细研究了orexin-A对这两类细胞的AMPA电流作用的胞内机制。结果显示，orexin-A通过不同机制而差异性地调制大鼠视网膜神经节细胞和无长突细胞的AMPA受体的活动。Orexin-A与神经节细胞胞膜上的OX1R结合后，激活Gi/o/PI-PLC/IP3/Ca2+-dependent PKC信号通路，压抑神经节细胞的AMPA电流，而在无长突细胞，orexin-A与OX2R结合，激活Gi/o/PC-PLC/Ca2+-independent PKC通路，从而增大其AMPA电流。Orexin-A的这两种作用协同进行，为内层视网膜的信息处理提供了特有的调节方式。.(2).Orexin-A增大视网膜神经节细胞的L-型钙电流及其机制 .我们的研究表明，orexin-A显著增大神经节细胞的L-型钙电流。其作用机制为：Orexin-A与OX1R结合后，激活Gq蛋白/PI-PLC/IP3/Ca2+/ PKC信号通路，进而增大L-型钙电流。结果提示，orexin-A在调节神经节细胞的兴奋性和信号输出方面起着重要作用。.我们的研究表明，orexin-A显著增大神经节细胞的L-型钙电流。其作用机制为：Orexin-A与OX1R结合后，激活Gq蛋白/PI-PLC/IP3/Ca2+/ PKC信号通路，进而增大L-型钙电流。结果提示，orexin-A在调节神经节细胞的兴奋性和信号输出方面起着重