研究背景:大麻素(cannabinoid)目前主要用于其它药物疗效不佳的某些疾病,如神经系统疾病中的多发性硬化症(MS)、运动性神经疾病、慢性顽固性疼痛和药源性呕吐。另外,该药对青光眼、哮喘和心血管疾病也可能有一定作用,虽然尚未进入临床应用,但已引起了研究者广泛的兴趣。目前公认的大麻素受体有:CB1、CB2受体,90年代初分别克隆了体内与之结合的大麻素CB1和CB2受体。CB1受体由473个氨基酸, 7个跨膜结构域构成,CB2受体由360个氨基酸,7个跨膜结构域构成,均属于G蛋白偶联受体。基因克隆研究发现这两种受体有44%的氨基酸序列同源。人类大麻素受体与大鼠的大麻素受体氨基酸序列有很高的同源性,因此,成年大鼠可作为研究大麻素受体分布及功能的理想实验动物。CB1受体主要分布于神经系统,以脑组织中表达为主,多定位于神经末梢突触前膜,调节神经递质的释放。CB2受体主要分布于免疫组织和细胞,如脾脏边缘区、扁桃体、免疫细胞等,发挥免疫调节作用,并可以抑制多种细胞因子的释放[1]。近期研究发现,CB2受体在神经系统中也存在较高表达,并证实多种神经胶质细胞中均表达大麻素CB1、CB2受体[2]。而目前CB1、CB2受体在脑组织中分布方面的研究,仅局限于部分脑区,且不断有研究发现大麻素受体在新的脑区中的表达,因此,大麻素受体CB1、CB2在脑组织的分布情况需要更加详细的研究。最新研究表明,大麻素激活CB1、CB2受体对脱髓鞘疾病具有一定的保护作用,一方面可抑制免疫反应,减少髓鞘的破坏,另一方面更重要的是促进少突胶质细胞及其前体细胞存活,直接影响髓鞘的再生[3]。髓鞘再生需要多种细胞及细胞因子的共同参与,其中包括:少突胶质细胞、星型胶质细胞及Id2、olig2等,进一步研究大麻素受体在脑内分布的细胞类型,可以更加清楚的了解大麻素通过何种细胞发挥功能,同时为治疗脱髓鞘疾病提供作用靶点。研究目的:本研究详细观察大麻素CB1、CB2受体在脑组织中的分布情况,进一步明确两种受体在不同脑区中分布的特点,以及两种受体之间分布的异同,为进一步研究大麻素及其受体的功能打下基础。研究大麻素受体CB1、CB2在脑内分布的主要细胞类型,尤其是两种受体在少突胶质细胞中的表达情况,同时观察此两种受体在同一个细胞中是否有共表达,为更好的研究大麻素在脱髓鞘疾病中发挥的功能提供依据。研究方法:本研究的实验动物为成年SD大鼠,240-260g,10只,雌雄不限。以免疫酶组织化学方法研究大麻素受体在脑组织中的详细分布部位,免疫荧光双标方法研究表达此两种受体的细胞类型,相邻切片免疫酶标的方法研究此两种受体在同一细胞中的共表达情况。研究结果:1.大麻素受体在脑组织中分布部位大麻素CB1、CB2受体在成年大鼠脑组织中均有广泛的分布,不同脑区之间分布的数量存在差异。两种受体相比较,大部分脑区的表达情况相似,仅在胼胝体、小脑白质、脑桥及延脑差异较大,胼胝体和小脑白质区CB2受体的表达数量明显多于CB1受体,而在延脑CB1受体多于CB2受体的表达,CB2受体在脑桥、延脑、小脑白质和胼胝体区域的免疫阳性细胞可见长的细胞突起,CB1受体仅在延脑和胼胝体可观察到同样的情况。具体分析发现:CB1受体在大脑皮层、海马、基底神经节、嗅脑的颗粒细胞层及小脑的浦肯野细胞层分布的数量最多,在嗅脑小球层、僧帽细胞层、脑桥、小脑绒球及延脑也有较高数量的分布,而胼胝体、小脑分子层、颗粒层及小脑白质是CB1受体的分布数量较少的区域。CB2受体分布最高的区域是大脑皮层、胼胝体、海马、基底神经节、嗅脑的颗粒细胞层、小脑的浦肯野细胞层和小脑白质,CB2受体分布较高的区域是嗅脑小球层、僧帽细胞层、脑桥及小脑0绒球,小脑分子层、颗粒层和延脑是CB2受体分布较少的脑区。在大部分脑区CB1、CB2受体的免疫阳性反应定位于胞体。分布在胼胝体、脑桥及延脑的CB2受体阳性细胞,免疫阳性反应定位于胞体和长的细胞突起,而CB1受体仅在胼胝体和延脑有类似分布。2.大麻素受体在脑组织中的分布细胞类型及共表达情况免疫荧光双标结果可见,神经元是表达CB1受体的主要细胞类型,在大脑皮层、海马及小脑的浦肯野细胞层均有大量的神经元表达CB1受体。同时,在大脑皮层可观察到较少的少突胶质细胞表达CB1受体,CB1受体在星形胶质细胞仅有很少量的表达,主要分布在小脑白质区。在脑组织中的CB2受体分布的主要细胞类型为神经元和少突胶质细胞,星形胶质细胞中表达较少。与CB1受体不同,CB2受体在小脑白质区的少突胶质细胞中有大量表达,在星形胶质细胞中的表达也多于CB1受体。并且发现, CB2受体在少突胶质细胞中的定位有三种不同的形式,第一类,免疫阳性反应仅定位于细胞核,第二类,免疫阳性反应定位于细胞核及核周,第三类,免疫阳性反应仅定位于核周。相邻切片方法分析大麻素CB1、CB2受体在同一细胞中的共表达情况。研究发现,在大脑皮层及小脑绒球中均可见同一个细胞表达此两种受体。在大脑皮层,同时表达两种大麻素受体的细胞数量较少,细胞形态与其他细胞无明显差异。小脑绒球的浦肯野细胞层此类细胞的数量也较少,细胞形态与其他浦肯野细胞无明显区别。研究结论:1、大麻素CB1、CB2受体在脑组织中广泛分布,两种受体在许多脑区均有相似性的分布,并且同一种受体在不同脑区间表达存在差异。这种相似性的分布可能提示二者共同参与了某些病理生理功能,而不同脑区表达数量的差异及阳性细胞染色部位的区别,进一步提示两种受体在脑中可能发挥不同的作用。2、大麻素CB1受体在脑内分布的主要细胞类型为神经元,少突胶质细胞及星形胶质细胞中有较少量的表达,CB2受体在脑内分布的细胞类型主要为神经元和少突胶质细胞,在星形胶质细胞中表达较少,另外,同一个细胞中也可观察到两种大麻素受体的共表达。本部分结果进一步提示大麻素在脑内可作用于多种类型的细胞,尤其是作用于少突胶质细胞后可能发挥重要作用。