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小脑浦肯野细胞da麻素受体CB1R和甘氨酸受体协同导致运动失调
点击次数:120 发布时间:2022-10-11

研究表明,Δ9-四氢da麻酚THC和酒精等精神活性药物通过靶向中枢神经系统(CNS)而损害运动协调能力。值得注意的是,da麻和酒精在很大程度上是联合使用的,这会导致严重的运动障碍,然而造成这种运动障碍背后的核心机制目前仍不清楚。

在此背景下,2022年9月15日,中国科学技术大学、合肥综合性国家科学中心人工智能研究院熊伟课题组在Nature Metabolism发文揭示了小脑浦肯野细胞da麻素受体CB1R和甘氨酸受体协同导致运动失调

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首先,课题组通过加速旋转测试证明酒精和da麻素共同导致小鼠运动失调——注射酒精和da麻素的小鼠在转棒上的跌落延迟显著减少,染色结果显示其小脑4/5Cb脑区C-fos阳性细胞显著降低。此外,仅在小脑4/5Cb注射酒精和da麻素或光抑制该区域也会导致小鼠运动失调,而光激活该区域则显著缓解其运动失调。即小脑4/5Cb介导THC和乙醇对运动协调的影响(SETEM)

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1|加速旋转测试和c-fos染色结果

由于PC(浦肯野细胞)是小脑皮质的唯yi输出,因此课题组研究了THC和乙醇是否改变4/5Cb PC的电生理特性。电生理结果显示:THC和乙醇同时给药显著降低了PCmEPSC的频率和静息态膜电位并上调了其动作电位阈值降低了PC的兴奋性

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2|电生理实验结果

考虑到THCCB1/2R、GlyR相互作用它们广泛分布于小脑中。课题组由此在小鼠给药THC和乙醇后注射CB1/2R、GlyR的拮抗剂,并发现两种受体拮抗剂都可以显著增加小鼠的跌落延迟,缓解其运动协调缺陷。此外,课题组发现THC和乙醇共注射并不影响GlyRα1S296A小鼠(GlyR缺陷鼠)的运动协调能力。此外,CB1/2R、GlyR的拮抗剂可缓解THC/乙醇造成的PC电生理特性的改变。进一步的电生理实验表明4/5Cb GlyR通过突触外机制介导PC失活。这些结果表明4/5Cb中的CB1R和GlyRSETEM具有核心调控作用

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3|CB1R和GlyR拮抗剂对运动协调缺陷的治疗作用

随后,课题组采用成像流式细胞术结合高效液相色谱质谱法发现乙醇提高了PC细胞膜中的THC水平;并通过活体动物成像实时监测了小鼠体内药物分布,发现乙醇可以提高大脑中的THC水平最后,课题组通过对THC进行化学结构改造,开发了一种新型的小分子化合物DDT,该药物可特异性的阻断THC对esGlyR的增强作用,最终ji大程度的缓解了酒精和da麻素协同导致的运动毒性,值得注意的是, GlyR拮抗剂通常具有神经毒性,可引起神经元过度兴奋和癫痫发作。CB1R拮抗剂也会引起一系列的精神副作用,如焦虑、抑郁和zisha意念。但是,课题组发现DDT并没有影响小鼠在旷场测试高架十字迷宫中的表现,表明DDT的作用具有针对性且不会产生不良反应

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4|乙醇提高了大脑中的THC水平

总的来说,本文揭示了酒精显著增加了大脑si氢da麻酚水平,并通过THC-glyr相互作用导致运动协调能力下降。而DDT特异性破坏THC-glyr相互作用,阻断THC和乙醇联合引起的神经毒性,且不影响基本CB1R和GlyR的功能,不引起任何副作用该研究为临床治疗酒精和da麻毒性提供了新方向。





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