Exendin-4及内源性GLP-1对大鼠海马CA3区神经元自发放电的调控.pdf

第5 9卷 第3期2 0 2 3年0 6月青 岛 大 学 学 报(医 学 版)J OUR NA LO FQ I N G D AOUN I V E R S I T Y(ME D I C A LS C I E N C E S)V o l.5 9,N o.3J u n e 2 0 2 3 收稿日期2 0 2 2-1 2-0 6;修订日期2 0 2 3-0 5-2 2 基金项目国家自然科学基金资助项目(3 2 2 0 0 9 3 9);山东省自然科学基金资助项目(Z R 2 0 2 2 Q C 2 2 5)第一作者孙慧哲(1 9 9 7-),女,硕士研究生。通信作 者 陈 蕾(1 9 6 3-),女,博 士,教 授,博 士 生 导 师。E-m a i l:c h e n l e i q d 1 6 3.c o m。E x e n d i n-4及内源性G L P-1对大鼠海马C A 3区神经元自发放电的调控孙慧哲1,刘翠1,沈方帅1,陈心怡2,薛雁1,陈蕾1(青岛大学,山东 青岛 2 6 6 0 7 1 1 医学部基础医学院生理学与病理生理学系;2 附属医院国际医疗中心)摘要 目的 探究胰高血糖素样肽-1(G L P-1)受体激动剂E x e n d i n-4及内源性G L P-1对海马C A 3区神经元自发放电的调控作用。方法 利用在体细胞外单细胞电生理记录方法,观察三管微电极微压力注射1 0m o l/LE x e n d i n-4和1 0m o l/LE x e n d i n-9-3 9(G L P-1受体阻断剂)对大鼠海马C A 3区神经元自发放电频率的影响。结果在记录到的2 2个海马C A 3区神经元中,E x e n d i n-4使1 7个神经元放电频率显著增高(t=6.2 8 6,P0.0 1),平均升高(1 4 9.6 71 8.9 4)%,与生理盐水组相比差异有显著性(Z=3.5 7 1,P0.0 1)。在记录到的1 4个海马C A 3区神经元中,E x e n d i n-9-3 9使1 0个神经元放电频率显著降低(t=7.9 6 8,P0.0 1),平均降低(6 1.9 06.1 0)%,与生理盐水组相比差异有显著性(Z=3.1 4 5,P0.0 1)。结论 E x e n d i n-4兴奋海马C A 3区神经元,内源性G L P-1参与调节海马C A 3区神经元自发放电。关键词 胰高血糖素样肽1;艾塞那肽;C A 3区,海马;电生理学;大鼠 中图分类号 R 3 3 8.2 文献标志码 A 文章编号 2 0 9 6-5 5 3 2(2 0 2 3)0 3-0 3 5 3-0 4d o i:1 0.1 1 7 1 2/j m s.2 0 9 6-5 5 3 2.2 0 2 3.5 9.0 7 4 开放科学(资源服务)标识码(O S I D)网络出版 h t t p s:/k n s.c n k i.n e t/k c m s 2/d e t a i l/3 7.1 5 1 7.R.2 0 2 3 0 7 1 9.1 6 1 2.0 0 2.h t m l;2 0 2 3-0 7-2 0 1 4:5 3:1 8R O L EO FE X E N D I N-4A N DE N D O G E N O U SG L U C A G O N-L I K EP E P T I D E-1I NR E G U L A T I N GT H ES P O N T A N E O U SD I S C H A R G EO FN E U R O N SI NT H EH I P P O C AMP A LC A 3R E G I O NO FR A T S S UN H u i z h e,L I UC u i,SHEN F a n g s h u a i,CHEN X i n y i,XU EY a n,CHENL e i(D e p a r t m e n t o fP h y s i o l o g ya n dP a t h o p h y s i o l o g y,S c h o o l o fB a s i cM e d i c i n e,Q i n g d a oU n i v e r s i t yM e d i c a lC o l l e g e,Q i n g d a o2 6 6 0 7 1,C h i n a)A B S T R A C T O b j e c t i v e T o i n v e s t i g a t e t h er o l eo f t h eg l u c a g o n-l i k ep e p t i d e1(G L P-1)r e c e p t o r a g o n i s tE x e n d i n-4a n de n-d o g e n o u sG L P-1 i nr e g u l a t i n gs p o n t a n e o u sd i s c h a r g eo fn e u r o n s i nt h eh i p p o c a m p a lC A 3r e g i o n.M e t h o d s I nv i v oe x t r a c e l l u l a rs i n g l e-u n i t r e c o r d i n g sw e r eu s e dt oo b s e r v et h ee f f e c to f t h r e e-b a r r e lg l a s sm i c r o-e l e c t r o d em i c r o-p r e s s u r ei n j e c t i o no f1 0m o l/LE x e n d i n-4v e r s u s1 0m o l/LE x e n d i n-9-3 9(aG L P-1r e c e p t o r a n t a g o n i s t)o n t h e s p o n t a n e o u s d i s c h a r g e f r e q u e n c yo f n e u r o n s i n t h eh i p p o c a m p a lC A 3r e g i o n.R e s u l t s Am o n gt h e2 2n e u r o n s r e c o r d e d i nt h eh i p p o c a m p a lC A 3r e g i o n,1 7s h o w e das i g n i f i c a n t i n-c r e a s e i ns p o n t a n e o u sd i s c h a r g e f r e q u e n c yc a u s e db yE x e n d i n-4(t=6.2 8 6,P0.0 1),w i t ham e a n i n c r e a s eo f 1 4 9.6 7%1 8.9 4%,w h i c hw a ss i g n i f i c a n t l yd i f f e r e n t f r o mt h a t i nt h es a l i n eg r o u p(Z=3.5 7 1,P0.0 1).Am o n gt h e1 4n e u r o n sr e c o r d e di nt h eh i p-p o c a m p a lC A 3r e g i o n,1 0s h o w e das i g n i f i c a n tr e d u c t i o ni ns p o n t a n e o u sd i s c h a r g ef r e q u e n c yc a u s e db yE x e n d i n-9-3 9(t=7.9 6 8,P0.0 1),w i t ham e a nr e d u c t i o no f(6 1.9 06.1 0)%,w h i c hw a ss i g n i f i c a n t l yd i f f e r e n t f r o mt h a t i nt h es a l i n eg r o u p(Z=3.1 4 5,P0.0 1).C o n c l u s i o n E x e n d i n-4c a ne x c i t en e u r o n s i n t h eh i p p o c a m p a l C A 3r e g i o n,a n de n d o g e n o u sG L P-1 i s i n v o l v e d i n r e g u-l a t i n gt h es p o n t a n e o u sd i s c h a r g eo fn e u r o n s i nt h eh i p p o c a m p a lC A 3r e g i o n.K E Y WO R D S g l u c a g o n-l i k ep e p t i d e1;e x e n a t i d e;C A 3r e g i o n,h i p p o c a m p a l;e l e c t r o p h y s i o l o g y;r a t s 胰高血糖素样肽-1(G L P-1)是一种肠道激素,由肠道L细胞合成并分泌,可通过血-脑脊液屏障。而脑内G L P-1阳性神经元主要位于孤束核,其纤维投射广泛1-3。G L P-1受体是一种G蛋白耦联受体,广泛分布于包含海马在内的脑内核团4。有研究表明,激活脑内G L P-1受体可起到调节摄食、神经保护和抗炎作用,并参与调节突触可塑性。海马是学习记忆以及认知功能的重要调节中枢5。根据神经元形态及神经纤维的构成不同,海马可以分为C A 1、C A 2、C A 3和C A 4等区域。C A 3区神经元的电活动参与编码空间工作相关记忆5。有形态学研究表明,海马C A 3区高度表达G L P-1受体2,6。然而,G L P-1是否能调控海马C A 3区神经元自发放电尚不清楚。本研究旨在利用在体电生理记录方法探讨G L P-1受 体激动剂E x e n d i n-4及内 源性G L P-1 3 5 4青 岛 大 学 学 报(医 学 版)5 9卷对大鼠海马C A 3区神经元自发放电的影响。现将结果报告如下。1 材料与方法1.1 实验药品E x e n d i n-4和E x e n d i n-9-3 9(G L P-1受 体 阻 断剂)购于美国M e d C h e m E x p r e s s公司,乌拉坦购于上海麦克林生化科技有限公司,乙酸钠和滂胺天蓝购于美国S i g m a公司。1.2 动物处理实验用鼠为健康成年雄性W i s t a r大鼠,体质量2 5 03 2 0g,由济南市朋悦实验动物繁育有限公司提供。大鼠饲养于(2 31)、1 2h昼夜循环、湿度5 0%6 0%的实验环境中,可自由进食、饮水。在开始电生理实验前大鼠适应环境1周。严格按照实验医学伦理学要求,尽量减少动物的使用数量及在实验过程中的痛苦。1.3 在体细胞外电生理记录腹腔注射乌拉坦1g/k g麻醉大鼠,将大鼠放置在带有加热器的立体定位仪中,保持温度在3 63 8。根据大鼠脑图谱,在海马C A 3区背侧部位进行开颅手术(前囟后3.63.8 mm,旁开3.44.0mm)。通过多管微电极拉制器拉制出三管微电极,其记录电极中加入0.5m o l/L的乙酸钠和2 0g/L的滂胺天蓝染料,另外两个管为给药电极,分别加入生理盐水和E x e n d i n-4,或生理盐水和E x e n d i n-9-3 9。生物电信号通过信号放大器和数模转化器进行扩大,用S