中脑导水管周围灰质 (periaqueductal gray, PAG) 位于中脑，PAG包绕着中脑水管，是所谓的“下行抑制系统”的重要起始部分。在 PAG的各分区中，其腹外侧部分 (ventrolateral PAG, vlPAG) 与镇痛功能密切相关，因而受到特别重视并被重点研究。PAG 向脊髓的投射分为经由延髓吻段腹侧部 (rostral ventromedial medulla, RVM) 中介后终止于脊髓和直接向脊髓投射两种。PAG通过上述两条路径而对脊髓水平的伤害性信息发挥调控作用。上世纪60年代，中国科学家邹冈等发现，激活PAG神经元在实验动物水平有镇痛作用，后续的临床研究证实了上述发现。　　随着神经科学技术的发展，PAG的细胞构筑及突触水平的形态与功能研究取得了长足进步。形态学研究提示，vlPAG内兴奋性突触 (含glutamate, Glu) 及抑制性突触 (含 γ-aminobutyric acid, GABA) 均在突触前表达 GABAB 受体 —GABA受体的代谢型亚型。兴奋性突触释放的谷氨酸作用于其突触后受体，包括NMDA (N-methyl-D-aspartic acid) 受体、KA (kainic acid) 受体和 AMPA (α-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazolepropionic acid) 受体；而抑制性突触释放的GABA作用于突触后的GABAA受体及突触后和“突触外”的GABAB受体。GABAA受体实际上是一种氯离子通道，其开放可以使氯离子延浓度梯度流动；而GABAB受体是一种与胞内Gi/q蛋白偶联的“经典”G蛋白偶联受体。GABAA受体和GABAB受体分别介导“快”和“慢”的抑制性反应。　　行为学结果表明 PAG 内注射 GABAB受体激动剂 baclofen (巴氯芬) 可引起“致痛”和“镇痛”两种截然相反的效应，其不同作用依赖于baclofen的不同浓度。离体电生理学实验显示，激活突触前GABAB受体，抑制突触前递质的释放，此作用主要和抑制突触前Ca2+ 通道有关；另一方面，激活突触后及“突触外”的GABAB受体，可引起一个 G蛋白偶联的内向整流钾通道 (G protein-coupled inwardly rectifying K+, GIRK) 电流，此电流为一个“慢”的膜电流。然而，GABAB受体在PAG水平的作用机制尚有诸多不明之处。　　本学位论文应用高阻封接膜片钳记录技术，在成年大鼠急性PAG切片上记录PAG神经元全细胞电流。本论文实验结果观察到：(1) 同步检测GABAB受体的突触前和突触后反应，显示突触前和突触后受体在 PAG 内对其受体激动剂 baclofen 具有不同敏感性。突触前受体和突触后受体的不同敏感性可能对维持PAG神经元的自身动态平衡 (homeostasis) 至关重要；(2) 利用GABA转运体抑制剂nipecotic acid (NPA)“集聚”突触外GABA的浓度，我们发现：“集聚”的GABA可以同时通过激活GABA能突触及谷氨酸能突触继而分别抑制GABA和Glu的释放。这些结果提示PAG神经元可以通过集聚的GABA而影响突触传递，此作用由GABAB受体介导，因而提示一种可能的新的影响下行抑制系统疼痛调节的作用途径；(3) 因为不同浓度的baclofen在整体行为学水平引起“致痛”和“镇痛“两种相反作用，我们设想不同浓度的 baclofen 可能在细胞和突触水平有不同作用。我们选择了“饱和浓度”(5μM) 和“非饱和浓度”(0.1μM) baclofen，分别检验它们对兴奋性突触及抑制性突触的作用。结果表明饱和浓度的baclofen对上述两类突触的抑制效果无统计学差异，而非饱和浓度的baclofen对上述两类突触的作用有差异：0.1 μM的baclofen对抑制性突触的抑制效应显著大于其对兴奋性突触的作用。与之相对应，非饱和浓度baclofen对单个PAG神经元的兴奋性显示增加作用而非抑制作用。上述结果解释了行为学不同浓度baclofen引起相反作用的机制。　　综上，本研究的电生理学实验结果的直接证据表明PAG内GABAB受体在突触前和突触后的敏感性不同，“集聚”的GABA同时抑制兴奋性突触和抑制性突触，且非饱和浓度的baclofen对两种突触的作用有差异。以上结果对我们更好地理解GABAB受体在PAG内的作用，及利用GABAB受体作为调节疼痛的靶点都有重要的理论意义。