论文部分内容阅读
尼古丁是导致烟草成瘾的主要因素，在人类的研究中发现，短时尼古丁给予会产生精神愉悦感，活动性增强以及认知能力提高等效果。在其它哺乳动物如猴子和小鼠的研究中，也观察到类似的现象。目前对于短时尼古丁效应的神经机制研究还鲜有报道，因此我们利用果蝇这一模式生物，来探索尼古丁短时作用的神经环路和分子机制。 本实验采用了视频记录系统来精细记录果蝇的活动性，实验结果显示野生型果蝇在摄入低浓度尼古丁后会出现短时活动性升高的现象，通过对不同浓度尼古丁处理组的比较，我们发现野生型果蝇对尼古丁的反应存在雌雄差异。在对不同递质类型神经元进行检测时，我们发现阻断多巴胺能神经元或者下调多巴胺Ⅰ类受体的表达时，尼古丁处理只能在雌蝇中诱发短时活动性升高，而雄蝇的活动性则不发生改变，这提示多巴胺神经元在雌雄两性中以不同方式参与尼古丁效应的调控。 本实验进一步对多巴胺能神经元在尼古丁反应中的调控机理进行研究。利用GRASP技术，发现在果蝇脑中，多巴胺能神经元和乙酰胆碱能神经元存在广泛的突触联系。钙成像实验结果显示，在阻断突触传递的条件下，灌流尼古丁引起多巴胺能神经元中的钙离子浓度显著性的升高，说明这些多巴胺能神经元上存在乙酰胆碱受体，并且可以直接被尼古丁激活。值得注意的是，在雌蝇和雄蝇中，多巴胺能神经元对尼古丁的反应在幅度和反应曲线上均有显著差异，雌蝇中的反应幅度约为雄蝇的6-8倍。 在乙酰胆碱受体的研究中，通过在多巴胺能神经元中分别下调10种果蝇乙酰胆碱受体亚型的表达，我们发现雄蝇中β1亚型的缺失可以抑制尼古丁引起的短时活动性升高的现象。与之不同的是，在雌蝇多巴胺能神经元中降低乙酰胆碱受体β1亚型的表达不能阻断尼古丁效应，只有在全脑中下调β1受体亚型才可以抑制这种尼古丁效应。 以上研究显示多巴胺能神经元调控尼古丁诱导的果蝇短时活动性升高的行为，并且该调控方式具有雌雄二态性。即在雄蝇中，多巴胺能神经元起到主要作用，而在雌蝇中，可能存在其他神经元共同参与调控尼古丁的短时效应。此外，本研究还鉴定出果蝇β1乙酰胆碱受体亚型在尼古丁诱导的活动性升高中起到核心作用。这些发现让我们深入的了解了尼古丁短时效应的分子机制和神经基础，而这样调控机制可能是具有物种保守性的。