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睡眠觉醒“flip-flop”转换模型提出腹外侧视前核(ventrolateral preoptic nucleus,VLPO)和结节乳头体核(tuberomammillary nucleus,TMN)相互抑制实现睡眠觉醒转换。VLPO中80%神经元表达γ氨基丁酸(gamma-aminobutyric acid,GABA)和甘丙肽(galanin,GAL)。前期研究主要关注VLPO GABA能神经元抑制TMN组胺(histamine,HA)能神经元产生促眠作用,但VLPO GAL能神经元是否也参与抑制TMN HA能神经元而发挥促眠作用,是否存在VLPO GAL能神经元向TMN HA能神经元投射通路以及何种GAL受体(GalR)在该通路中发挥睡眠觉醒调节有待明确。本研究首先利用脑电(electroencephalogram,EEG)和肌电(electromyogram,EMG)记录确定觉醒(wakefulness,W)、慢波睡眠(slow wave sleep,SWS)和异相睡眠(paradoxical sleep,PS)时相,应用快速傅里叶转换(fast Fourier transform,FFT)解析EEG各频段(delta:0.5-4 Hz,theta:4.5-8.5 Hz,alpha:9-14 Hz,beta:14.5-30 Hz)的能谱,研究GAL(0.1,0.25和0.5 nmol)中枢作用对大鼠活动期(20:00-08:00 h)睡眠觉醒时相、结构和EEG各频段能谱的调节作用,利用即刻早基因c-Fos功能标记GAL中枢作用引起活动增加和减少的神经元分布,利用免疫荧光双标记关键调控神经元GalR分布类型。其次依据上述结果应用免疫组化标记VLPO中GAL能神经元分布特征而明确病毒示踪剂的注射位点,随后应用腺相关病毒(AAV)顺向和逆向标记技术结合免疫荧光标记解析VLPO GAL能神经元向TMN HA能神经元的投射通路。最后通过双侧TMN核团微注射GAL和GalR1激动剂,联合注射非选择性GalRs拮抗剂或GalR2拮抗剂以期阐明GAL通过何受体参与睡眠觉醒调控。采用腹腔注射组胺3型受体(H3R)拮抗剂ciproxifan(CIP)使TMN HA能神经元去抑制建立大鼠觉醒模型,研究TMN注射GalR1激动剂能否抑制HA释放引起的觉醒。结果:GAL(0.1-0.5 nmol)中枢作用,与生理盐水(Sal)组比较,引起剂量依赖性的睡眠潜伏期缩短,SWS增加伴有EEG delta(0.5-4 Hz)波活动增强,W减少伴有EEG beta(14.5-30 Hz)波活动减弱。GAL 0.25和0.5 nmol分别引起6小时SWS量增加9.4%(P<0.01)和20.5%(P<0.001),GAL 0.25 nmol增加SWS主要通过增加片段持续时间(2.63±0.23 min vs.2.34±0.19 min,P<0.05),而GAL0.5 nmol则增加SWS片段的发生次数(79.13±7.92 vs.71.36±4.83,P<0.01)和平均持续时间(2.62±0.28 min vs.2.34±0.19 min,P<0.05)。GAL 0.25与0.5 nmol引起6小时W量分别减少12.4%(P<0.01)和22.3%(P<0.001),主要通过减少W片段平均持续时间。非选择性GalRs拮抗剂M40(2 nmol)完全抑制GAL(0.5nmol)引起的SWS增加。GAL中枢作用引起VLPO Fos免疫反应(immunoreactive,ir)神经元数量增加166.4%(57.8±3.6 vs.21.3±2.3,P<0.01),TMN Fos-ir神经元减少65.1%(20.2±3.0 vs.56.8±4.5,P<0.01),免疫荧光双标记显示TMN HA能神经元中表达Fos的百分比降低77.2%(P<0.01),72.8±3.0%HA能神经元共表达GalR1。免疫组化标记显示VLPO 82.8±2.3%为GAL能神经元。应用AAV顺向和逆向神经束路追踪结合免疫荧光双标记发现VLPO注射顺向标记AAV在同侧TMN HA能神经元有密集标记终末纤维,TMN注射逆向标记rAAV(retro)后在同侧VLPO发现标记神经元共表达GAL。双侧TMN注射GalR1激动剂M617(0.25 nmol/side)引起SWS潜伏期减少和12小时SWS量增加,W量减少。M617引起的SWS增加可被M40(1 nmol/side)完全抑制。双侧TMN注射GAL(0.25 nmol/side)的促SWS作用可被M40抑制但不能被选择性GalR2拮抗剂M871(0.25 nmol/side)抑制。腹腔注射CIP(1 mg/kg)引起W增加伴随EEG beta波活动增强,SWS减少,双侧TMN注射M671抑制CIP引起的觉醒和EEG beta波活动增强。结论:GAL中枢作用引起SWS增加,W减少,引起VLPO活动神经元增多,TMN HA能活动神经元减少。多数HA能神经元表达GalR1。VLPO的GAL能神经元投射TMN HA能神经元。GAL经GalR1作用TMN抑制HA释放引起的W。上述结果提示VLPO GAL能神经元向TMN投射经GalR1抑制TMN HA能神经元促慢波睡眠。