气道迷走节前神经元电突触振荡的触发机制及在哮喘发病中的作用

气道迷走节前神经元(TVM)主导中枢性气道调控,其中的吸气性神经元(I-TVM)负责调控气道平滑肌.我们前期发现:P物质(SP)和TRH都兴奋TVM,并特异地在I-TVM触发电突触介导的同步电振荡.由于哮喘时SP及其受体在外周气道迷走神经和中枢高表达,寒冷应激时中枢TRH大量释放,我们怀疑SP/TRH在I-TVM触发的这种特异兴奋模式是哮喘的特异神经元反应.拟用免疫组化和原位杂交观察哮喘模型大鼠TVM突触前末梢SP/TRH表达的变化及相应受体在胞体表达的变化;用膜片钳研究SP/TRH作用的信号转导及离子通道机制;用体积描记法结合在体电生理,观察中枢应用电突触阻断剂、持续性钠电流阻断剂及电压依赖性钙通道阻断剂对哮喘激发的影响.目的是证明:哮喘时TVM突触前末梢SP/TRH表达增加,相应受体在胞体表达增加,通过在I-TVM触发同步电振荡兴奋模式参与哮喘发病;中枢阻断该兴奋模式的触发有平喘作用.

气道迷走神经是哺乳动物下气道的主要支配神经,其活动在哮喘时增强.气道迷走神经节前神经元(AVPN)位于延髓.许多神经递质(调质)在AVPN突触前释放,其变化可能参与哮喘发病.本项目研究在AVPN突触前释放、并可能在哮喘时增加的递质(调质)对AVPN活动的影响及机制,尤关注促甲状腺激素释放激素(TRH)、P物质(SP)等在部分IA-AVPN触发的振荡样兴奋活动及机制,结果如下.①AVPN有吸气激活(IA-AVPN)和吸气抑制(II-AVPN)两型,分别侧重分布于疑核的腹外和腹内侧,各自具有独特的电生理特点.②电压钳下,TRH增强IA-AVPN的自发兴奋性突触活动,但对其抑制性突触活动无影响;TRH对II-AVPN自发兴奋性和抑制性突触活动均无影响,但显著抑制其吸气相爆发性抑制性突触活动.TRH在两型AVPN都引起兴奋性基线内向电流,并在部分IA-AVPN引起基线振荡.电流钳下,TRH在两型AVPN都引起去极化和放电增加.提示:寒冷应激时中枢释放的TRH可兴奋AVPN而触发或加剧哮喘.③电压钳下,SP增强IA-AVPN的自发和吸气相爆发性兴奋性突触活动,也增强其自发抑制性突触活动;SP增强II-AVPN的自发兴奋性和抑制性突触活动,但显著抑制其吸气相爆发性抑制性突触活动.SP在两型AVPN都引起兴奋性基线内向电流,并在极少数IA-AVPN引起基线振荡.电流钳下,SP在两型AVPN都引起去极化和放电增加.提示:中枢SP可兴奋AVPN而触发或加剧哮喘.④电压钳下,烟碱和内源性乙酰胆碱在IA-AVPN引起兴奋性基线内向电流,并增强其兴奋性和抑制性突触活动.电流钳下,烟碱对IA-AVPN产生兴奋效应.在突触前,烟碱对IA-AVPN的效应由α4β2型胆碱能受体介导,在突触后则由包括α4β2型和α7型在内的多型胆碱能受体介导.⑤5-HT1A/7型受体激活通过抑制GABA能和甘氨酸能突触传入,对AVPN起“去抑制”作用.⑥在麻醉大鼠延髓AVPN分布区, 微注射肾上腺素a1A型受体激动剂A61603显著增加气道阻力.电压钳下,A61603显著增强两型AVPN的兴奋性突触活动,但不影响其抑制性突触活动.电流钳下,A61603在两型AVPN都引起去极化和放电增加.提示:应激时中枢肾上腺素能机制激活可兴奋AVPN而触发或加剧哮喘.