延髓腹外侧pre-B?tzinger complex(pre-B?tC)是哺乳动物呼吸节律产生的核心部位,其内含有产生呼吸节律的pacemaker神经元。阿片类药物有明显的中枢呼吸抑制副作用,其机制不甚清楚。我们研究发现高亲和力μ阿片受体激动剂双氢埃托啡可诱导pre-B?tC神经元表达磷酸化细胞外信号调节激酶(P-ERK1/2),而其拮抗剂纳洛酮可明显减少P-ERK1/2的表达,提示ERK信号转导系统可能参与阿片受体介导的中枢呼吸抑制。本项目拟采用大鼠整体和延髓脑片离体培养实验,结合形态、分子生物学和电生理技术,通过药物干预μ阿片受体或ERK的活性,观察pre-B?tC神经元胞外(脑啡肽神经末梢)→胞膜(μ阿片受体)→胞内(ERK)的可塑性变化,明确ERK信号转导系统在中枢呼吸抑制中的功能意义,提出一种新的μ阿片受体介导的ERK信号转导途径,为阿片类药物的临床治疗和新药研制提供实验依据。
目前认为呼吸节律产生中枢位于延髓腹外侧pre-B?tzinger Complex(pre-B?tC),神经激肽1受体(NK1R)被认为是pre-B?tC神经元的标志物。以pre-B?tC为研究核心,以与呼吸密切相关的细胞内信号转导因子为切入点,本项目主要资助了以下两方面的工作1.发现成年大鼠延髓腹侧存在着一组磷酸化细胞外信号调节激酶(phospho-extracellular signal regulated kinases, P-ERK)免疫反应神经元,主要分布在Bregma -13.6mm 至 -11.8mm区域,以中、小神经元为主,其中19.7% P-ERK神经元与NK1R共存,42.2% 同时表达酪氨酸羟化酶,提示延髓腹外侧P-ERK免疫反应神经元可能同时参与呼吸和心血管紧张性功能调节 [J Neurosci Res 2005: 80;260-267];2.5-羟色胺(5-HT)、5-HT2A受体在pre-B?tC有一定数量的表达,与 NK1R免疫反应神经元关系密切,提示5-HT/5-HT2A受体系统参与中枢呼吸调节的可能性[神经解剖学杂志200622;262-266]。