5-羟色胺（serotonin,5-HT）是中枢神经系统的一种重要的单胺类神经递质,参与多种生理活动调节和情绪调节。5-羟色胺通路均起源于中缝核,它是一类集中于脑干中线附近的细胞集群,大体可分为喙部、中部和尾部3个细胞群。喙部主要包括中缝背核（DRN）和中部中缝核（MRN）,由喙部神经元投射到广泛的前脑区域,包括杏仁核、海马、下丘脑以及几乎全部皮质区域,是5-羟色胺系统调控情绪的主要区域。相关报道表明,许多精神疾病（如:抑郁症、焦虑症等）的发生过程都伴随有DRN神经元的兴奋异常。长期处于压力环境所引发的紧张、焦虑和恐惧情绪会导致5-HT能神经元兴奋性增加,DRN附近的5-HT水平也增加。因此,调控DRN区5-HT能神经元的兴奋性对保持神经系统稳态起到至关重要的作用。DRN区5-HT能神经元兴奋性可被众多膜受体和离子通道影响,如:GABA_B受体、5-HT_1A受体、α1受体、钙激活钾通道（如SK3）、双孔钾通道（如TREK1）、G蛋白调控的内向整流钾通道（GIRK）等。它们都可以调节5-HT能神经元的兴奋性,但对DRN区5-HT能神经元放电模式的影响和调控机制目前尚未完全清楚。其中,钾通道在DRN区5-HT能神经元兴奋性调节过程中发挥重要作用,调节这些钾通道可以起到缓解精神疾病症状的作用。例如有研究发现选择性阻断TREK1通道可以显著增加DRN区5-HT能神经元的兴奋性,产生明显的抗抑郁作用;敲除或阻断DRN区GIRK2通道也可以产生抗抑郁表现;社会隔离小鼠的5-HT能神经元上SK3通道表达上调,导致5-HT能神经元兴奋性降低,阻断这些SK3通道可以使5-HT能神经元兴奋性恢复正常,同时明显缓解社会隔离小鼠的抑郁样表现。Kv7/KCNQ通道为电压门控钾离子通道,广泛分布于中枢神经系统内,该类通道在阈电位附近激活,呈现慢激活、非失活、慢去活的特征,其开放可以导致神经元超极化,起到稳定细胞膜并抑制细胞兴奋性的作用。Kv7通道家族包括Kv7.1-Kv7.5五种亚型,到目前为止,除Kv7.4外,还未见其他Kv7通道表达于DRN的报道。已有研究表明Kv7通道可以作为焦虑、疼痛、癫痫、药物成瘾等多种精神疾病的治疗靶点。但Kv7.4通道对DRN区5-HT能神经元的兴奋性调节及潜在功能尚不清楚。5-HT能神经元释放5-HT,通过与受体结合发挥相应的生理功能。迄今为止,已知的5-HT受体至少有14种亚型。诸多文献表明5-HT_1A受体参与焦虑、抑郁等精神疾病的发生过程。突触前膜的5-HT_1A自身受体对5-HT系统具有负反馈调节作用,它的激活抑制5-HT能神经元的电活动,减少了神经递质释放和蛋白激酶活化。目前为止,激活GIRK通道是5-HT_1A受体自身负反馈抑制唯一已知的调节机制,是否存在其他调节机制尚不清楚。在本研究中我们发现激活Kv7.4通道能够显著降低DRN区5-HT能神经元的兴奋性,并改善社交挫败模型小鼠的抑郁样行为。另外,Kv7.4通道与GIRK通道作用类似,也是5-HT_1A受体自身负反馈抑制的调节靶点。第一部分Kv7.4通道在DRN区5-HT能神经元兴奋性调节中的作用目的:观察Kv7.4通道在调节DRN区5-HT能神经元兴奋性中的作用方法:（1）利用免疫荧光成像技术和单细胞PCR技术,确定DRN区5-HT能神经元Kv7.4通道的分布和表达比例。（2）利用全细胞膜片钳技术和贴附式膜片钳技术,观察Kv7.4通道开放剂对DRN区5-HT能神经元的Kv7/M电流、静息膜电位、诱发放电和自发放电的影响。结果:（1）免疫荧光结果显示Kv7.4通道高度表达于中缝背核腹侧区域（dorsal ventral part,DRV）的5-HT能神经元中。单细胞PCR结果显示,DRN约有67%的5-HT能神经元中有Kv7.4通道表达。（2）在野生小鼠（wild-type,WT）的DRN区5-HT能神经元中,在钳制电压为-20 mV的情况下可以记录到外向钾电流（90.7±14.9 pA,n=8）,此电流可以被法舒地尔（fasudil（选择性Kv7.4开放剂）,30 M）显著增加（109.9±18.0 pA,n=8,P<0.05）;应用Kv7阻断剂XE911（3M）可阻断fasudil的作用。在Kv7.4敲除小鼠(Kv7.4^-/-)DRN区5-HT能神经元中,基础外向钾电流大小为54.9±8.9 pA（n=10）,较WT小鼠的基础电流有减小趋势,但差异无统计学意义（P=0.056）;应用30M fasudil对基础电流无影响（从54.9±8.9 pA到51.3±9.1 pA,n=10,P>0.05）。（3）在WT小鼠DRN区5-HT能神经元中,30 M fasudil使神经元细胞膜明显超极化,膜电位从-61.4±1.3 mV超极化至-64.0±1.2 mV（n=9,P<0.001）;在Kv7.4^-/-小鼠DRN区5-HT能神经元,fasudil对膜电位没有影响（从-62.6±2.0 mV到-61.5±1.7 mV,n=10,P>0.05）。（4）在WT小鼠DRN区5-HT能神经元中,30 M fasudil明显减少250 pA去极化电流所诱发的动作电位,爆发次数从8.0±1.4个下降至6.7±2.3个（n=9,P<0.05）;在Kv7.4^-/-小鼠DRN区5-HT能神经元中,fasudil对诱发动作电位的发放次数没有影响（从8.0±1.2个到8.0±1.0个,n=10,P>0.05）。（5）在贴附式膜片钳记录模式下,在WT小鼠中,fasudil显著降低苯肾上腺素（PE）介导的DRN区5-HT能神经元的自发放电频率（由1.52±0.15 Hz下降至1.06±0.18 Hz,n=11,P<0.001）;fasudil对Kv7.4^-/-小鼠的DRN区5-HT能神经元的自发放电频率无影响（从1.22±0.12 Hz到1.14±0.10 Hz,n=14,P>0.05）。结论:（1）Kv7.4通道高度表达于中缝背核（腹侧区域为主）的5-HT能神经元中。（2）fasudil能够选择性激活Kv7.4通道,且Kv7.4是构成DRN区5-HT能神经元中Kv7电流的主要亚型。（3）增强Kv7.4通道能明显影响DRN区5-HT能神经元的兴奋性,使神经元细胞膜超极化,减少神经元的自发放电和诱发放电。第二部分Kv7.4通道在5-HT调节DRN区5-HT能神经元兴奋性中的作用以及在动物抑郁样行为中的作用目的:研究5-HT对小鼠DRN区5-HT能神经元Kv7.4通道的调节作用及作用机制,并观察调节Kv7.4通道对社交挫败模型小鼠抑郁样行为的影响。方法:（1）利用全细胞膜片钳技术,观察5-HT对DRN区5-HT能神经元Kv7电流的调节及作用机制。（2）建立小鼠社交挫败抑郁模型,观察在DRN区局部注射fasudil对小鼠抑郁样行为的影响。结果:（1）在WT小鼠中,5-HT显著增加DRN区5-HT能神经元的Kv7电流（从107.0±13.1 pA到146.8±20.3 pA,n=14,P<0.001）,这一作用可被XE991所完全逆转。在Kv7.4^-/-小鼠中,5-HT对Kv7电流大小无影响（从93.9±14.0 pA到86.4±14.5 pA,n=10,P>0.05）。（2）5-HT_1A受体激动剂8-OH-DPAT明显增加DRN区5-HT能神经元的Kv7电流（从72.9±13.2 pA到104.4±16.2 pA,n=8,P<0.01）,作用与5-HT类似;5-HT_1A受体阻断剂WAY-100635消除了5-HT对Kv7电流的增大作用（从75.4±13.5 p A到74.8±11.3 pA,n=11,P>0.05）。（3）还原性物质DTT可以完全逆转和阻断5-HT对Kv7电流的增加作用（从118.5±28.3 pA到83.8±22.6 pA,n=11,P<0.05）。（4）在社交挫败抑郁小鼠的DRN区局部注射fasudil,其社交时间明显增长（从18.5±5.0 s到61.9±4.6 s,n=11,P<0.001）,但自发活动无影响,说明fasudil选择性改善小鼠抑郁样行为。结论:小鼠DRN区5-HT能神经元中存在可被5-HT调控的功能性Kv7通道,此调节作用依赖于5-HT_1A受体,并与氧化还原机制有关;选择性激活DRN区5-HT能神经元Kv7通道可以改善小鼠抑郁样行为。第三部分Kv7.4和GIRK2通道在5-HT神经元自身抑制性调节中的作用目的:研究Kv7.4通道和GIRK2通道在5-HT神经元自身抑制性调节过程中的作用。方法:利用全细胞膜片钳技术和贴附式膜片钳技术,观察5-HT对WT小鼠、Kv7.4^-/-小鼠、GIRK2^-/-小鼠和Kv7.4^-/-&GIRK2^-/-小鼠等四种小鼠的DRN区5-HT能神经元兴奋性的影响。结果:（1）在WT小鼠中,30M 5-HT使DRN区5-HT能神经元细胞膜明显超极化,膜电位从-55.7±1.7 mV超极化至-66.3±2.0 mV（n=9,P<0.001）;5-HT使Kv7.4^-/-小鼠的DRN区5-HT能神经元膜电位从-55.2±1.5mV超极化至-61.5±0.9 mV（n=11,P<0.01）;使GIRK2^-/-小鼠的DRN区5-HT能神经元膜电位从-53.5±2.2 mV超极化至-62.2±2.0 mV（n=9,P<0.01）,超极化作用均弱于WT小鼠;5-HT对Kv7.4^-/-&GIRK2^-/-小鼠的5-HT能神经元膜电位无影响（从-57.5±1.9 mV到-60.6±2.0 mV,n=7,P>0.05）。（2）在WT小鼠、Kv7.4^-/-小鼠和GIRK2^-/-小鼠中,5-HT明显减少阶跃去极化电流刺激诱发的动作电位发放频率,且5-HT对WT小鼠诱发放电频率的影响明显超过对Kv7.4^-/-小鼠的影响（P<0.05）,但与对GIRK2^-/-小鼠的影响无显著差异;5-HT对Kv7.4^-/-&GIRK2^-/-小鼠的5-HT能神经元诱发放电无影响。（3）在WT小鼠中,5-HT使所有记录的DRN区5-HT能神经元的自发放电全部消失（15/15）,但在Kv7.4^-/-小鼠和GIRK2^-/-小鼠中,5-HT只能使其自发放电部分消失（分别为15/19,13/17）;在Kv7.4^-/-&GIRK2^-/-小鼠中,5-HT也可以使部分神经元放电消失（3/8）。结论:Kv7.4通道和GIRK2通道均参与5-HT的自身抑制性调节,且作用类似,除这两种通道外,在DRN区5-HT能神经元可能还存在其它的5-HT自身抑制性调节机制。