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利他林(哌醋甲酯；Methylphenidate, MPH)是治疗注意力缺损多动症(ADHD)的临床治疗常用药物。前人研究表明,利他林通过抑制儿茶酚胺(多巴胺DA和去甲肾上腺素NE)的转运体,引起突触间隙DA和NE浓度升高而产生治疗效应。本研究中,我们首先采用全细胞膜片钳记录方法,在大鼠内侧前额叶皮层(mPFC)第5-6层锥体神经元,检测利他林如何调节谷氨酸受体介导的兴奋性突触传递。实验结果显示：灌流给予50μM的利他林显著增强non-NMDA受体和NMDA受体介导的eEPSC;在儿茶酚胺被耗竭的脑片上,利他林依然显著增强NMDA受体介导的eEPSC,但对non-NMDA受体介导的eEPSC没有影响,提示利他林可能通过突触后机制直接增强NMDA受体电流。接下来,我们使用NMDA诱发内向电流来验证利他林的突触后作用机制。结果显示：在药理学分离的锥体细胞上,利他林显著增强NMDA诱发的内向电流,但对谷氨酸诱发的non-NMDA受体电流没有影响；利他林对NMDA受体电流的易化效应不被D1/5或α2受体拮抗剂阻断,但可被sigma-1受体拮抗剂所阻断。进一步的实验发现,利他林对NMDA受体电流的易化效应需要胞内磷酯酶C (PLC)和蛋白激酶C(PKC)的介导,但不需要蛋白激酶A(PKA)；而且,这种易化效应依赖于胞内Ca2+但不依赖于胞外Ca2+,因为胞内Ca2+被螯合或IP3诱发胞内Ca2+库释放被阻断后,利他林对NMDA受体电流的易化效应不再出现,但L-型钙离子通道被阻断后,利他林的效应依然存在。免疫组织化学和免疫印迹实验显示,sigma-1受体在大鼠mPFC有大量分布,并且主要表达在细胞质。因此,本实验首次证明,在大鼠内侧前额叶皮层锥体细胞,利他林通过作用于sigma-1受体易化NMDA受体介导的兴奋性突触传递,这种易化效应是由胞内PLC/IP3/PKC/Ca2+信号通路来介导,揭示了利他林在前额叶皮层的一种新的作用机制。此外,我们还进行了放射性配体受体结合实验。初步结果表明,利他林能够与sigma-1受体结合,且有较高的亲和性。行为药理学实验显示,高剂量利他林导致小鼠多动,这种效应可被sigma-1受体特异性拮抗剂BD1063阻断。而且,预先给予BD1063使高剂量利他林致多动的剂量效应曲线显著右移。这些结果进一步说明,利他林可作用于sigma-1受体。