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目的:研究急性脑片中内源性多巴胺(DA)在纹状体多棘神经元(MSN)电生理活动中的作用,探讨黑质-纹状体环路联系对MSN功能状态的影响。方法:建立急性皮层-纹状体-黑质脑片,采用可视脑片膜片钳全细胞记录技术,观察脑片中黑质细胞、纹状体细胞基本电生理活动。采用纹状体与皮层或黑质各种不同组合方式的矢状位脑片,观察纹状体MSN膜电位双相波动出现的条件。在皮层-纹状体-黑质脑片中,分别阻断DA受体和谷氨酸(Glu)受体,研究来自皮层的Glu和来自黑质的DA对MSN膜电位双相波动影响。对皮层进行配对刺激和短阵刺激,在背侧纹状体MSN记录兴奋性突触后电流(EPSC),观察皮层-纹状体突触短时程可塑性的变化。通过阻断皮层-纹状体-黑质脑片中的DA受体,观察内源性DA对短时程可塑性的作用。结果:1.皮层-纹状体-黑质脑片中,黑质细胞呈现出特征性自发动作电位,符合在体DA能细胞或γ-氨基丁酸能细胞的特征。部分纹状体细胞vf记录到与在体类似的膜电位双相波动,其细胞膜特性符合在体纹状体MSN的电生理特征。2.皮层-纹状体-黑质脑片中,65.2%的MSN(30/46)记录到自发的膜电位双相波动,在接近皮层的背侧纹状体有92.3%的MSN(24/26)表现为膜电位双相波动;而腹侧纹状体只有30%的MSN(6/20)出现膜电位的波动。阻断DA受体使去极化平台电位(up state)的幅度明显降低(P <0.05),其中阻断DA D1受体降低up state的水平(P <0.05),阻断动作电位的发放;而阻断D2受体使膜电位的双相状态均抬高(P <0.05)。在皮层-纹状体脑片、纹状体脑片、纹状体-黑质脑片中,MSN膜电位呈现为稳定的静息状态(down state),各组MSN静息电位值:皮层-纹状体-黑质脑片(-67.3±2.7mV,n=10);皮层-纹状体脑片(-69.7±2.6 mV,n=10);纹状体脑片(-73.2±3.3mV,n=10);纹状体黑质脑片(-71.4±2.5mV,n=10),差异无统计学意义(P>0.05)。3.皮层-纹状体-黑质脑片与皮层-纹状体脑片相比,配对刺激比率(PPR) :50ms刺激间隔时间(ISI)为139.6±18.2% / 113.3±13.7%(P<0.01);500ms ISI为67.4±10.6% /83.1±5.9% (P <0.01)。在皮层-纹状体-黑质脑片中阻断D2受体前后PPR:50ms ISI:136.5±12.6% / 113.6±10.5%,P<0.01;500ms ISI:66.2±6.4% / 79.3±7.1%,P<0.01。阻断D2受体皮层-纹状体-黑质脑片中PPR与皮层--纹状体脑片中PPR相比,差异无统计学意义。10Hz、20个刺激的短阵刺激引起EPSC幅度的依次减少,表现为短时程抑制(STD)。在皮层-纹状体-黑质脑片中,STD比率(0.20±0.03),D1受体阻断导致STD比率增大(0.58±0.03,P <0.001),抑制程度降低;而D2受体阻断后STD比率无明显差异(0.22±0.02,P >0.05)。皮层-纹状体脑片中,10Hz短阵刺激同样也引起EPSC幅度的依次减少,STD比率(0.59±0.05)与皮层-纹状体-黑质脑片(0.20±0.03)比较显著增加(P <0.001),与D1受体阻断的皮层-纹状体-黑质脑片比较STD比率相近(P >0.05)。结论:1.矢状位脑片中黑质和纹状体细胞保持与在体一致的基本电生理活动。2. MSN膜电位的双相波动是在DA的调节下对皮层Glu能兴奋性输入的反应,是纹状体与皮层、黑质间神经环路功能完整的表现。3.来自黑质的内源性DA通过对皮层-纹状体突触配对刺激和短阵刺激可塑性紧张性调控作用,可能参与调节纹状体MSN对皮层输入信息的瞬时整合和编码。