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[研究目的]多巴胺（dopamine，DA）是儿茶酚胺类神经递质，在中枢神经系统中有着极其重要的作用，多巴胺神经元可调节和控制许多重要的行为过程，其中包括运动活性、认知、奖赏等。一直以来认为，调节脑多巴胺浓度可以改变动物活动水平。脑中多巴胺主要由4个DA神经元核群合成：腹侧被盖区（ventral tegmental area，VTA）、黑质致密区（zonacompacta of the substantia nigra，SNc）、下丘脑（hypothalamus）和嗅球（olfactory bulb）。其他的DA神经元分布于视丘下部的中间未定带（medial zona incerta）等。先前的研究主要通过药物作用在多巴胺系统及以外或采用遗传学方法神经回路具有潜在的改变，并不能直接证实中脑多巴胺神经元活性和动物高活动性有直接联系。本研究使用DREADD（Designer Receptors Exclusively Activated by Designer Drugs，DREADD）技术选择性激活中脑多巴胺神经元。通过立体定位注射Cre重组酶可诱导的腺相关重组病毒（AAV），将改造过的人M3毒蕈碱受体（hM3Dq）表达在DAT-Cre小鼠的VTA/SNc中，并通过腹腔注射hM3Dq的配体氯氮平-N-氧化物（clozapine-N-oxide，CNO）激活DA神经元，导致动物高活动性，从而可以直接证实中脑多巴胺神经元活性和动物高活动性有直接联系。[研究方法]1.立体定位注射：将AAV病毒注射到DAT-Cre小鼠的脑两侧VTA/SNC核团以表达人M3毒蕈碱受体hM3Dq。2.膜片钳记录：为检测CNO是否能激活中脑多巴胺神经元，我们首先对脑片表达hM3Dq/mCherry阳性的多巴胺神经元做电记录（n=6cells）。通过c-FOS的表达作为神经元激活的指标，进一步检测在体内CNO是否能激活VTA/SNc神经元。3.免疫染色：通过使用双相标记，即mCherry做为hM3Dq表达的标记物，酪氨酸羟化酶（tyrosine hydroxylase, TH）的免疫活性作为多巴胺神经元的标记物进行免疫染色。4.旷场实验：分析了不同浓度的CNO对小鼠行为的影响，对表达hM3Dq/mCherry或mCherry的小鼠在连续4天都分别给予0，0.5，1.0and2.0mg/Kg CNO。腹腔注射30分钟后，摄像头记录15分钟小鼠运动水平。5.24小时运动量监测实验：对表达hM3Dq/mCherry或mCherry的小鼠腹腔注射生理盐水或CNO（1mg/Kg，i.p.）后放入实验箱中，摄像头实时记录24小时小鼠的运动情况。[研究结果]1.膜片钳记录：脑片记录hM3Dq/mCherry+多巴胺神经元（n=6个细胞），细胞吸附式（Cell-attached）电记录表明10μM CNO可以刺激表达hM3Dq/mCherry阳性的神经元产生很强的动作电位。全细胞电流钳（Whole-cell current-clamp）电记录表明CNO可以使表达hM3Dq/mCherry阳性的神经元去极化且产生动作电位发放。而对照组（表达表达mCherry阳性的神经元）没有反应。免疫染色检测c-Fos信号，在表达hM3Dq/mCherry的小鼠可见到明显信号，而表达mCherry的小鼠VTA/SNc未见信号。2.免疫染色结果大概有~78%的多巴胺神经元被AAV病毒感染并且产生明显的mCherry信号（425±75mCherry+/540±75TH+神经元n=7只小鼠）。>95%的mCherry阳性神经元为TH免疫染色阳性。3.在旷场试验中，表达hM3Dq/mCherry的DAT-Cre小鼠在注射0.5mg/Kg CNO后运动水平明显增加但在表达mCherry的DAT-Cre小鼠中未见改变。表达hM3Dq/mCherry的DAT-Cre小鼠在注射1.0mg/Kg CNO后运动量增加更加明显并且在CNO2.0mg/Kg时达到峰值。表达hM3Dq/mCherry的DAT-Cre小鼠在中央探索时间的比率并未受影响。4.24小时运动活性检测，表达hM3Dq/mCherry的DAT-Cre小鼠，注射1.0mg/KgCNO后小鼠的运动量立即升高并接近起始注射药物时的八倍。相比较，表达mCherry的DAT-Cre的小鼠无变化，统计学比较有差异。[研究结论]通过本研究证明运用Cre介导的AAV病毒hM3Dq/mCherry可以在中脑多巴胺神经元中表达。用遗传药理学方法选择性激活中脑多巴胺神经元可以导致DAT-Cre小鼠明显的高活动性，进一步证实中脑多巴胺系统和调节动物活性水平有直接的联系。