研究背景:长时程增强(long-term potentiation,LTP)首先发现于海马,是突触传递功能的重要表现形式,指的是一定的条件刺激引起突触传递效能的长时间增强,在学习和记忆中发挥重要作用。强直刺激初级传入C纤维、炎症和神经损伤均可诱导脊髓背角C纤维诱发电位的LTP,C纤维主要传递痛觉信息,因此脊髓背角LTP被认为是病理性疼痛的神经基础。　　 胞外ATP作为一种活性依赖的信号分子,调节胶质细胞与胶质细胞和胶质细胞与神经元之间的相互交流。研究发现:ATP与P2X受体结合可以激活小胶质细胞。P2X受体是配体门控钙离子通透的阳离子通道,介导快速的突触反应。P2X受体有7个亚型,P2X1-7。小胶质细胞是中枢神经系统的免疫细胞,表达多种离子型的P2X受体。外周神经损伤后脊髓小胶质细胞被激活,P2X4受体的表达上调。近来的研究发现P2X4受体使小胶质细胞释放脑源性神经营养因子,介导小胶质细胞和神经元的信号,从而引起痛觉过敏。大量研究表明:小胶质细胞在神经病理性疼痛的产生和发展中发挥重要作用。激活的小胶质细胞释放前炎性细胞因子如TNF-α导致痛觉过敏。小胶质细胞是脑特异性的巨噬细胞,在中枢神经系统小胶质细胞的激活是病理过程的一个基本反应。大脑在正常状态时,小胶质细胞处于静止状态,但当脑缺血,炎症或疾病时,小胶质细胞能快速被激活,从分支状的小胶质细胞转变成变形虫似的巨噬细胞。许多研究发现:小胶质细胞的激活在多种因为(年龄,β淀粉样蛋白)引起的海马LTP减少和记忆缺陷中发挥重要作用。　　 ATP作为一种主要的神经递质,在中枢神经系统突触传递可塑性中发挥重要作用;而ATP对脊髓背角C纤维诱发电位和海马CA1区长时程增强中的作用目前还不清楚。　　 研究目的:　　 1.ATP对脊髓背角C纤维诱发电位有何影响?如果有影响,ATP是通过什么机制(哪种受体、哪些信号通路)发挥作用。　　 2.ATP在海马CA1区长时程增强中的作用并探讨其机制。　　 研究方法:本研究采用雄性SD大鼠(250-280克),研究方法包括脊髓背角和海马CA1区在体电生理记录和免疫组织化学。　　 结果：　　 第—部分:ATP在脊髓背角C-纤维诱发电位中的作用及其机制　　 1.0.3mM的ATP能诱导脊髓背角C-纤维诱发电位的LTP,至少持续5个小时；　　 2.应用ATP前30分钟给予TNP-ATP(P2X1-4受体拮抗剂)可以阻断ATP诱导的LTP,而PPADS(P2X1,2,3,5,7受体拮抗剂)不能阻断,这表明:ATP可能通过P2X4受体诱导脊髓背角LTP。　　 3.ATP应用后30分钟,Src-家族激酶(SFKs)的磷酸化水平明显升高；p-SFKs只表达于小胶质细胞中,神经元和星形胶质细胞中没有表达。　　 4.ATP应用后60分钟,p38的磷酸化水平明显升高； ATP应用后180分钟,P2X4受体的数目明显增加；p-p38和P2X4受体只表达于小胶质细胞中,神经元和星形胶质细胞中没有表达。　　 5.脊髓表面应用TNP—ATP抑制p38的激活,而PPADS不能抑制。　　 6.脊髓表面应用p38抑制剂SB203580阻断ATP诱导的脊髓背角LTP和P2X4受体的上调。　　 7.脊髓表面应用SFKs抑制剂(PP2和SU6656)阻断ATP诱导的脊髓背角LTP。　　 8.在高位脊髓横断的大鼠,应用0.3mM ATP能引起C-纤维诱发电位LTP。在ATP应用60分钟,腰膨大处p-p38的磷酸化水平表达明显升高,而颈段和胸段脊髓p-p38表达没有变化。　　 第二部分:ATP在海马CA1区长时程增强中的作用及其机制　　 1.侧脑室内给予ATP不影响基础性fEPSPs,但能显著抑制高频刺激诱导的LTP,高频刺激后fEPSPs平均幅度较生理盐水对照组明显降低。　　 2.侧脑室内给予P2X7受体拮抗剂oxidized ATP,可阻止ATP对海马CA1区LTP的抑制,这表明:ATP能通过P2X7受体抑制海马CA1区LTP。　　 3.给予ATP后30分钟,海马CA1区的小胶质细胞明显被激活；侧脑室内给予小胶质细胞抑制剂美满霉素或TNF-α中和抗体,均可阻止ATP对海马CA1区LTP的抑制。　　 4.侧脑室注射ATP后30分钟,p38的磷酸化水平明显升高；免疫组化双染结果显示:p-p38只表达于小胶质细胞中,神经元和星形胶质细胞中没有表达.侧脑室内给予p38抑制剂SB203580,可阻止ATP对海马CA1区LTP的抑制。　　 结论：　　 1.ATP可能通过和小胶质细胞上P2X4受体结合,激活p38 MAPK,导致P2X4受体的表达增加,诱导脊髓背角LTP。　　 2.Src-家族激酶可能在ATP诱导的脊髓背角C纤维诱发电位LTP中发挥作用。　　 3.ATP可能与P2X7受体结合,激活小胶质细胞上的p38 MAPK抑制海马CA1区LTP,TNF-α参与此作用。