帕金森病(Parkinson’s disease, PD)是一种多发生于中老年期的,缓慢进展的神经系统退行性疾病。其神经病理学基础是中脑黑质(substantia nigra, SN)含黑色素的多巴胺(dopamine, DA)能神经元的变性死亡,以及由此而导致的纹状体DA含量降低,从而造成静止性震颤、肌僵直、运动不能及姿势反射障碍等临床表现。最新调查显示,我国65岁以上人群中PD的患病率是1.7%。约有近1000万人,尚未诊断的PD患者至少还有500万,随着人口老龄化的加剧,PD患者数将会逐渐增加。我国已成为全球PD患者数量最多的国家,其已被称为威胁中老年人的“第三杀手”。因此,无论是从社会学角度还是经济学角度,PD已经成为影响我国人口健康水平和生活质量、严重阻碍经济持续发展的重大社会问题。筛选天然、高效、新型的具有神经保护作用并将来可用于临床防治PD的生物活性物质无疑对老龄化日趋严重的我国,甚至全球,具有不可估量的社会和经济效益。Ghrelin是一种内源性脑肠肽,由28个氨基酸组成,是生长激素促分泌素受体(growth hormone secretagogue receptor, GHS-R)的唯一的内源性配体。GHS-R广泛分布于中枢神经系统和外周组织,是含有7个跨膜结构域的G蛋白偶联受体家族中的一员。GHS-R存在1a和lb两种亚型,其中1a亚型是其主要功能性受体,含有全部7个跨膜域,与ghrelin结合发挥生理作用。研究表明ghrelin除了具有促进摄食,增加体重,参与能量代谢平衡等作用外,还具有神经保护作用。GHS-R在黑质(substantia nigra, SN) DA能神经元上中等程度表达,本室前期研究结果已证实ghrelin可以激活其受体介导的细胞内信号转导机制,通过抗凋亡,抗氧化应激等途径拮抗神经毒素1-甲基-4-苯基-1,2,3,6-四氢吡啶对SN DA能神经元的损伤作用。其他研究还表明,ghrelin可以通过促进线粒体增殖和增强线粒体功能发挥DA能神经元的保护作用。但是,作为一种内源性的生物活性肽,ghrelin对SN DA能神经元的生物学效应及其生理意义尚不清楚。因此,本研究从在体和离体方面,应用全细胞膜片钳技术、电化学检测技术和行为学检测,从分子、细胞、系统和整体角度系统探讨了ghrelin对SN DA能神经元兴奋性的影响及其可能机制,并阐明了其可能的生理学意义。实验结果如下：1.离体制备的大鼠SN脑片上DA能神经元有两种放电模式：紧张性放电和无自发放电。Ghrelin (10 nmol/L)能使两种类型的神经元细胞膜去极化,紧张性放电型神经元在此基础上放电频率增加,而无自发放电型神经元在此基础上爆发动作电位。2. Ghrelin对DA能神经元放电频率的影响具有剂量相关性,0.1 nmol/L和1 nmol/Lghrelin对神经元放电频率无明显影响,10-1000 nmol/L使神经元放电频率依次增加。部分DA能神经元在应用ghrelin后放电模式转变,由紧张性放电转变为簇状放电。3.GHS-R1a的阻断剂D-[Lys3]-GHRP-6 (50μmol/L),磷脂酶C (Phospholipase C,PLC)的阻断剂U-73122(10μmol/L),蛋白激酶C (Protein kinase C, PKC)的阻断剂GF109203X(5μmol/L)可以分别阻断ghrelin增加DA能神经元放电频率的作用；而单纯应用上述阻断剂,神经元放电频率无明显改变。4.钙通道阻断剂尼莫地平(nimodipine,10μmol/L)不能阻断ghrelin引起的神经元膜电位去极化。电压依赖性钾通道阻断剂四乙胺(tetraethylammonium, TEA,20 mmol/L)可以完全阻断ghrelin增加DA能神经元放电频率的作用。单独应用TEA能够增加DA能神经元的放电频率。KCNQ钾通道(电压依赖性钾通道一种)阻断剂XE991(1μmol/L)可以阻断ghrelin的作用,而其开放剂retigabine (5μmol/L)可以部分抑制ghrelin的作用。单独应用XE991和retigabine能够分别增加和降低DA能神经元的放电频率5. Ghrelin (300 nmol/L)可以抑制原代培养大鼠DRG神经元的KCNQ电流,平均抑制程度达到58.32%±8%,并提高DRG神经元的放电频率。应用XE991(30gmol/L)可以完全阻断ghrelin的作用,并提高神经元的放电频率6. Ghrelin对DA能神经元由兴奋性氨基酸受体介导的微小兴奋性突触后电流(miniature excitatory postsynaptic currents, mEPSCs)的频率、半衰减时间及幅度无明显影响。而对由GABA-A受体介导的微小抑制性突触后电流(miniature inhibitory postsynaptic currents, mIPSCs),却可使其频率降低和半衰减时间缩短,但不影响其幅度。7.侧脑室注射100 nmol/L和1000 nmol/L ghrelin能增加纹状体DA及其代谢产物二羟基苯乙酸(dihydroxyphenylacetic acid, DOPAC)和高香草酸(homovanillic acid, HVA)的含量,并提高DA代谢率。而10 nmol/L的ghrelin却无此作用。侧脑室注射1000 nmol/L ghrelin还能增加大鼠电刺激内侧前脑束诱发的纹状体DA的释放量。8.SN注射ghrelin (1000nmol/L)引起氟哌啶醇僵直大鼠对侧偏转行为,缩短平均僵直潜伏期,与正常对照组相比,差异具有高度显著性；KCNQ钾通道阻断剂XE991(1μmol/L)可以阻断ghrelin的作用,而其开放剂retigabine (5μmol/L)可以部分抑制ghrelin的作用。上述结果表明：ghrelin可以提高SN DA能神经元的兴奋性,其机制可能主要是通过ghrelin与其受体GHS-Rla结合,激活细胞内的PLC-PKC信号转导途径,进而抑制KCNQ钾通道,导致细胞膜电位的去极化,并在此基础上导致神经元的放电频率增加。也可能是通过抑制GABA-A受体介导的：nIPSCs,从而减弱GABA的抑制作用,间接提高DA能神经元的兴奋性所致。SN DA能神经元兴奋性的增高使电刺激内侧前脑束诱发的纹状体DA的释放量增加,DA代谢率增高,并能改善氟哌啶醇僵直大鼠的行为。本研究系统阐明了ghrelin对SN DA能神经元的生物学效应及其对SN-纹状体系统功能影响的生理学意义,为ghrelin的神经保护作用提供了新的理论和实验依据。