sigma受体(σR),曾被视为阿片类受体的一个亚型,目前认为是一独立的受体家族,具有独特的药理学特性,包括σR1和σR2两个成员。σR在中枢神经系统(central nervous system, CNS)分布广泛,在嗅球和下丘表达量较高,而皮层和海马相对较低。σR1可调节细胞膜上的离子通道、神经元的放电活动以及部分神经递质的释放,并参与多种生理和病理过程,如：神经保护、学习与记忆、抗精神病、药物成瘾、运动障碍等。在视网膜中,有研究表明σR1参与了NMDA诱发的细胞凋亡,但是σR1如何参与视网膜神经信号的传递和调控却知之甚少。神经节细胞(ganglion cell, GC)是视网膜中的第三级神经元,接受来自双极细胞和无长突细胞的综合信息输入,以动作电位的方式将视觉信号传至视觉中枢。谷氨酸是视网膜中最主要的兴奋性神经递质,GC上表达谷氨酸受体的各种亚型。NMDA受体可能主要位于突触外(extrasynaptic),只有在许多突触小泡同时释放时才能被激活。在病理状态下,谷氨酸过量释放激活NMDA受体,引起视网膜神经元的钙离子内流,诱导神经毒性。此外,NMDA介导的兴奋性神经毒性作用(excitotoxicity)与青光眼及糖尿病视网膜病变过程中神经节细胞的凋亡有着密切的关系。本工作中,我们应用免疫组织化学方法、Western Blot技术、视网膜薄片标本的全细胞膜片钳技术结合药理学方法,首次系统地报道,在不同类型的大鼠GC上,σRl通过抑制某种代谢型受体,影响了磷脂酰肌醇特异的磷酸酯酶C(PI-PLC)通路,作用于IP3受体介导的胞内钙库,使细胞内的钙离子水平发生改变,并通过蛋白激酶C调节NMDA受体的磷酸化,从而抑制了NMDA受体介导的电流。这项工作不仅揭示了σR1在视网膜中的重要作用,也为我们进一步了解σR1在CNS中的作用提供了非常重要的启示。通过免疫组织化学的方法,我们观察到σR1广泛地表达在大鼠视网膜外网状层(outer plexiform layer, OPL)和内网状层(inner plexiform layer, IPL),在内核层(inner nuclear layer, INL)部分细胞胞体上有阳性标记,在GC上也有较高的表达。Wester Blot的结果显示,σR1主要表达在视网膜细胞的胞浆而不是胞核中。利用全细胞膜片钳技术,我们分析了大鼠视网膜GC上NMDA受体所介导的电流。局部施加1 mM NMDA诱导出的电流电压依赖性地受胞外Mg2+调节。NMDA诱导的电流(-70 mV,无镁外液)可被NMDA受体特异性阻断剂D-AP5阻断。我们根据GC树突野在IPL的位置以及注入电流后的回极反应,区分了大鼠GC的亚型。进一步研究表明,σR1激动剂SKF10047(SKF)和PRE-084均可以显著压抑ON型和OFF型GC上的NMDA电流,而6R1拮抗剂BD1047和Haloperidol可抑制上述作用,表明6R1激活后可以压抑NMDA电流。进而,我们详细地研究了SKF对NMDA电流压抑的胞内机制。胞内施加G蛋白阻断剂GDP-β-S和Gi/o激动剂Mastoparan,可削弱SKF对NMDA电流的抑制作用,提示G蛋白参与了上述作用。PI-PLC抑制剂U73122可明显削弱SKF的作用,而PC-PLC阻断剂D609却不起作用,提示SKF抑制NMDA电流的作用依赖于PI-PLC的活性。此外,当细胞内处于Ca2+-free的条件下(含10 mMBAPTA), SKF的抑制作用几乎消失,而L-型钙离子通道阻断剂Nimodipine却没有作用,表明SKF对NMDA电流的抑制作用依赖于非钙离子通道内流的胞内钙离子。当给予ryanodine或caffeine作用ryanodine受体介导的钙库释放,SKF仍能抑制NMDA电流；然而,给予xestospongins-C或heparin阻断胞内IP3受体介导的钙库释放,SKF的抑制作用消失。NMDA电流也可被PKC的阻断剂Bis IV和Go6976抑制,但无法被SKF进一步压抑。此外,cAMP.PKA抑制剂Rp-cAMP; cGMP和PKG抑制剂KT5823均不参与上述作用。因此,SKF与σRl结合后,作用于Gi/o,降低PI-PLC活性,通过IP3受体介导的胞内钙库影响PKC活性,进而抑制了NMDA电流。为了探讨SKF对NMDA电流压抑的生理意义,我们研究了σRl激活对不同GC上NMDA受体介导的光反应的影响。结果表明,SKF可以压抑ON型、OFF型和ON-OFF型GC上NMDA受体介导的光反应,提示σR1激活可能参与了生理条件下的信息传递。然而,σR1激活并不影响GC上AMPA受体介导的微小兴奋性突触后电流,即不影响双极细胞谷氨酸的释放水平。这些结果提示,在大鼠GC上激活σR1有可能通过G蛋白-PLC-PKC通路压抑NMDA受体的活动,从而在病理条件下起神经保护作用。