异丙酚对大鼠前扣带回突触传递的影响

曹 青王蕊蕊曹永孝*

（1 西安交通大学医学院药理学系，陕西 西安 710061；2 第四军医大学唐都医院疼痛生物医学研究所，陕西 西安 710038）

异丙酚对大鼠前扣带回突触传递的影响

曹 青1王蕊蕊2曹永孝1*

（1 西安交通大学医学院药理学系，陕西 西安 710061；2 第四军医大学唐都医院疼痛生物医学研究所，陕西 西安 710038）

目的 探讨异丙酚对大鼠前扣带回突触传递的影响。方法 应用全细胞膜片钳技术，在成年大鼠前脑前扣带回区域（ACC）脑片上观察异丙酚对ACCⅡ/Ⅲ突触传递的影响。结果 不同浓度的异丙酚能够剂量依赖性的显著增强ACCⅡ/Ⅲ层神经元GABA能微小抑制性电流（mIPSC）的幅度和半波宽，但对其频率没有显著影响。而对于微小兴奋性的突触后电流（mEPSC），异丙酚对ACCⅡ/Ⅲ层神经元mEPSC的频率，幅度半波宽都无显著影响。结论 异丙酚对ACCⅡ/Ⅲ层神经元兴奋性突触传递没有直接的影响，但是却可以通过延长GABA受体的平均开放时间和增加突触后GABAA受体的数目来增强抑制性突触传递的效果。

异丙酚；前扣带回；突触传递

异丙酚是一种静脉全身麻醉药，其作用可能作用中枢神经系统中的GABAA受体，增强GABA与GABAA受体结合引起的效应。而GABA作为中枢神经系统最主要的抑制性神经递质在伤害性信息调制中发挥着重要的作用。异丙酚作为GABA和甘氨酸的调节器，对伤害性刺激所引起的疼痛在脊髓水平有镇痛作用，其作用机制可能是增强脊髓胶状质神经元突触后GABAA受体的反应[1]。异丙酚在脊髓上水平同样有镇痛作用，有研究证明异丙酚能够抑制福尔马林炎性痛大鼠前扣带回（ACC）ERK的激活[2]。而ACC是接受和调制痛觉信息的重要中枢，在疼痛的动机-情感和认知-评价等神经信息处理过程中发挥着重要的作用[3]。但是异丙酚在ACC作用的部位及其具体分子细胞机制我们还不得而知。本实验采用全细胞膜片钳记录方法观察异丙酚对大鼠前扣带回ACC神经元兴奋性及抑制性突触传递的影响，以进一步探索异丙酚在脊髓上水平镇痛的作用机制。

1 材料与方法

1.1 材料：实验动物为4～5周龄雄性SD大鼠，均来自西安交通大学动物中心。单笼饲养，自由进食进水，同时保证恒定温度、湿度，光暗周期为12 h。

1.2 方法：用DMSO将异丙酚标准品（西安力邦制药公司）稀释成

0.3、0.6、3 μmol/L 3个浓度，并置于-20 ℃存储。实验室将其加入人工脑脊液中使用。

1.2.1 ACC薄片的制备：成年雄性SD大鼠 (4～5周龄) ，体质量80～100 g。用乌拉坦（1.29 g/kg）腹腔麻醉，然后迅速断头，剥离全脑组织，将其放在预先充氧的冰冻的人工脑脊液中，用解剖刀片修理脑块，最后将含有ACC的脑块置于振动切片机（DTK-1000DosakaEM，Japan）上切取厚度为400 μm 左右的薄片，室温下孵育1 h。

1.2.2 全细胞膜片钳记录：将经孵育的ACC薄片移入半浸式脑片灌流槽，将蠕动泵的流速调至2.2～2.6 mL/min，首先在低倍镜（×10）下寻找ACCⅡ/Ⅲ锥体神经元。之后切换到高倍镜（水镜x40）寻找表面光滑，轮廓清晰的神经元，并将其移至视野正中央。找到细胞后，再次转换回低倍镜，安放电极。实验中所用记录电极阻抗一般为2～4 MΩ。我们用含Cs电极内液（其成分：单位mmol/L：Cs2SO4，110；CaCl2，0.5；MgCl2，2；EGTA，5；HEPES，5；etraethylammonium-Cl，5）；用CsOH调节pH值至7.2～7.4，渗透压为290～320 mOsm。将钳制电压置于0 mV，在TTX存在的情况下，在ACSF中加入20 μmol/L的Bicuculline用来阻断GABA受体介导的抑制性突触后电流，记录GABA能mIPSC。将钳制电压置于-70 mV时记录在ACSF中加入抑制性突触后电流拮抗剂Bicuculline记录mEPSC。所有的记录与刺激程序都通过美国AxonDigidata1440A放大器控制。此外，实验过程如果电阻Rs变化超过30%，或静息膜电位小于-50 mV，则舍弃不用。

1.3 数据采集与分析：用MiniAnalysis（Synaptosoft，Decatur，GA）软件采集GABA受体介导的mIPSCs和AMPA受体介导的mEPSC和的频率和幅度，所采集的电生理数据利用Clampfit9.0和SPSS统计软件13.0进行统计分析。采用独立样本t检验，显著性差异取P＜0.05。

2 结 果

2.1 不同浓度的Propofol对ACCⅡ/Ⅲ层GABA能mIPSC的作用：将钳制电压钳制到0 mV，在ACSF中给予1 μmol/L TTX阻断动作电位依赖的神经元之间的冲动传递，并加入1 μmol/L Str阻断甘氨酸受体介导的电流并记录5 min作为对照。接着给予3种不同剂量的propofol后记录5 min。比较给药前后GABA能mIPSC的频率、幅度和半波宽，我们发现给予3种不同剂量的propofol能够显著增强ACCⅡ/Ⅲ层神经元GABA能mIPSC的幅度和半波宽，与对照组相比幅度分别延长[（25.77 ±14.89）%；（35.72±8.9）%；（60.91±15.67）%]，半波宽延长[（40.91±20.11）%；（80.22±17.89）%；（88.89±16.98）%；P＜0.05]，而不同浓度的propofol对GABA能mIPSC的频率无明显影响

2.2 Propofol对ACCⅡ/Ⅲ层AMPA受体介导的mEPSC的作用：将钳制电压钳制到-70 mV，ACSF中加入Bicuculline和Str阻断抑制性电流后记录5 min作为对照。后给予propofol记录5 min。比较给药前后mEPSC频率、幅度半波宽。我们发现propofol对ACCⅡ/Ⅲ层神经元mEPSC的频率，幅度半波宽都无显著影响（P＞0.05，n=8）。

3 讨 论

本次实验发现异丙酚能够显著延长ACCⅡ/Ⅲ层神经元GABA电流介导的mIPSC，这种延长程剂量依赖性。而对AMPA受体介导的mEPSC没有显著的作用。这些结果提示异丙酚能够增强ACCⅡ/Ⅲ层神经元突触后GABAA受体介导的抑制性作用，这可能是异丙酚在脊髓上水平镇痛的主要机制。

异丙酚的麻醉和镇静作用在脊髓上水平如海马和大脑皮层中已有研究，这些研究证明异丙酚主要增强突触后GABA受体介导的反应[4]。在脊髓水平，异丙酚能够抑制伤害性传递，其部分原因可能是增强了脊髓胶状质突触后GABAa受体介导的反应[1]。与此结果一致，我们的实验发现异丙酚能够显著延长ACCⅡ/Ⅲ层神经元GABA电流介导的mIPSC的幅度和半波宽，而异丙酚引起mIPSC的幅度和半波宽的改变主要是药物作用与突触后GABAA受体和GABA受体通道开放的概率。

综上所述，异丙酚对ACCⅡ/Ⅲ层神经元兴奋性突触传递没有直接的影响，但是却可以通过延长GABA受体的平均开放时间和增加突触后GABAA受体的数目来增强抑制性突触传递的效果，这可能是异丙酚在脊髓上水平产生抗伤害性作用的部分机制。

[1] Takazawa T,Furue H,Nishikawa K,et al.Actions of propofol on substantia gelatinosa neurones in rat spinal cord revealed by in vitro,andinvivo,patch-clamp recordings[J].Eur J Neurosci,2009, 29(3):518-528.

[2] 曹红,高永静,任文华,等.大鼠前扣带皮层ERK/MAPK信号通路在痛厌恶情绪形成中的作用[C].中国神经心理学学术会议,2005.

[3] Gong KR,Cao FL,He Y,et al.Enhanced excitatory and reduced inhibitory synaptic transmission contribute topersistent paininduced neuronal hyper-responsiveness in anterior cingul atecortex [J].Neuroscience,2010,171(4):1314-1325.

[4] Yang J,Uchida I.Mechanisms of etomidate potentiation of GABA A receptor-gated currents incultured postnatal hippocampal neurons [J].Neuroscience,1996,73(1):69-78.

R614；R-332

B

1671-8194（2017）17-0032-02

*通讯作者