通过短暂施用高浓度阿片类物质擦除髓腔中的记忆痕

1、奥地利维也纳奥地利维也纳科技科技Fund No.LS07-040项目项目作者作者：Ruth Drdla-Schutting，Justus Benrath，Gabriele Wunderbaldinger，Jrgen Sandkhler国籍：奥地利（维也纳医科大学，脑研究中心，神经生理学部）和德国（海德国籍：奥地利（维也纳医科大学，脑研究中心，神经生理学部）和德国（海德堡堡 大学大学医学院，曼海姆市大学医学院，曼海姆市大学医疗医疗 中心中心，麻醉与深切治疗研究中心），麻醉与深切治疗研究中心）出处：科学（出处：科学（Science）杂志）杂志 总第总第335卷卷 2012年年1月月13号号通过短暂

2、施用高浓度阿片类物质擦除髓腔中的记忆痕通过短暂施用高浓度阿片类物质擦除髓腔中的记忆痕认识神经科学专题认识神经科学专题读书报告读书报告PPT 演讲演讲：13艺术学艺术学 陈陈XX 2013XX指导老师指导老师： 侯侯 教授教授制作时间：制作时间：2014/12/1523总结与展望总结与展望实验结论实验结论实验步骤实验步骤提出假说提出假说关键概念关键概念杭州公共自行车满意度调查目录目录CONTENTS2021-11-24通过短暂施用高浓度阿片类物质擦除髓腔中的记忆痕1绪论绪论阿片类物质与髓腔记忆痕痛觉刺激痛觉刺激会激活传导痛觉的会激活传导痛觉的C型神经纤维，并引起位于髓腔终室的型神经纤维，并引起位

3、于髓腔终室的C型神型神经纤维突触的经纤维突触的LTP（长时程抑制）（长时程抑制）。C型神经纤维突触的型神经纤维突触的LTP代表了代表了痛觉痛觉放大（痛敏）放大（痛敏）和和痛觉记忆痕形成痛觉记忆痕形成的细胞模式。的细胞模式。MO（-阿片类物质）受体阿片类物质）受体兴奋剂兴奋剂能够能够在在C型神经纤维突触型神经纤维突触产生产生一种能量强大但可逆的一种能量强大但可逆的抑制抑制。这种。这种作用引出了一种作用引出了一种治疗痛觉治疗痛觉的方法，的方法，即使用黄金高浓度的阿片类物质即使用黄金高浓度的阿片类物质。我。我们发现们发现，暂时暂时施用施用高剂量的阿片类物质能够在高剂量的阿片类物质能够在C型神经纤维突

4、触型神经纤维突触逆转不逆转不同形式的活动依存性同形式的活动依存性LTP。由由Ca2+依赖性信号和依赖性信号和AMPA（氨基氨基-3羟基羟基-5甲基甲基-4异恶唑丙酸）受体的磷酸化正态化异恶唑丙酸）受体的磷酸化正态化参与参与的突触场电位的突触场电位增强增强同样能同样能够够逆转逆转行为动物的痛敏。行为动物的痛敏。从而本论文得出从而本论文得出结论，结论，阿片类物质不仅能够暂阿片类物质不仅能够暂时地抑制痛觉，还有可能擦除髓腔中的痛觉记忆痕。时地抑制痛觉，还有可能擦除髓腔中的痛觉记忆痕。2021-11-24通过短暂施用高浓度阿片类物质擦除髓腔中的记忆痕2绪论绪论INTRODUCTION突触可塑性（突触可

5、塑性（synaptic plasticity）的主要表现形式长时程增强（）的主要表现形式长时程增强（long-term potentiation，LTP）和长时程抑制（）和长时程抑制（long-term depotentiation，LTD)。由于记忆被认为是由突触强度的改变来编码的，因此由于记忆被认为是由突触强度的改变来编码的，因此LTP和和LTD现象已现象已被公认为是学习记忆活动的细胞水平的生物学基础。被公认为是学习记忆活动的细胞水平的生物学基础。2021-11-24通过短暂施用高浓度阿片类物质擦除髓腔中的记忆痕3关键概念关键概念KEY CONCEPTIONS2021-11-24通过短暂施

6、用高浓度阿片类物质擦除髓腔中的记忆痕4突触可塑性突触可塑性Synaptic PlasticityLTPLTP：给突触前纤维：给突触前纤维一个短暂的高频刺激一个短暂的高频刺激后，突触传递效率和后，突触传递效率和强度增加几倍且能持强度增加几倍且能持续数小时至几天保持续数小时至几天保持这种增强的现象。这种增强的现象。LTLTP P是是学习和记忆形成学习和记忆形成的细胞模式的细胞模式。LTDLTD：LTPLTP的逆转形式的逆转形式即即LTPLTP，是，是记忆擦除记忆擦除的潜在机制。的潜在机制。关键概念关键概念KEY CONCEPTIONS2021-11-24通过短暂施用高浓度阿片类物质擦除髓腔中的记忆

7、痕5短暂施用一种短暂施用一种MO受体兴奋剂能够通过受体兴奋剂能够通过Ca2+依赖性信号通道逆依赖性信号通道逆转位于腰椎神经表层角背的转位于腰椎神经表层角背的C型神经纤维突触的型神经纤维突触的LTP，这一作，这一作用能使用能使AMPA受体亚基的磷酸化常态化。受体亚基的磷酸化常态化。已知前提已知前提提出假说提出假说提出假说提出假说HYPOTHESIS30min30min内每隔内每隔5min5min，0.5ms0.5ms，25V25V激活激活C C型神经纤维型神经纤维在玻璃电极溶液中在玻璃电极溶液中加入红色加入红色荧光染料荧光染料左后肢左后肢LFS/HFS/LFS/HFS/皮下注皮下注射辣椒素射辣椒

8、素形成形成LTPLTP实验步骤实验步骤METHODS2021-11-24通过短暂施用高浓度阿片类物质擦除髓腔中的记忆痕6椎板切除椎板切除电电刺激刺激测试测试条件刺激条件刺激再次再次电电刺激刺激施用药物施用药物荧光标记荧光标记确定部位确定部位暴露脊髓暴露脊髓2021-11-24通过短暂施用高浓度阿片类物质擦除髓腔中的记忆痕7实验实验1 1实验实验2 2实验实验3 3实验实验4 4实验实验5 5实验实验6 6实验实验7 7实验实验1 1每每2min2min进行一次时长进行一次时长0.5ms0.5ms的的60V60V、2Hz2Hz电流电流脉冲脉冲引起瞬间抑制（引起瞬间抑制（acute deporta

9、tion)acute deportation)场电位水平（场电位水平（% %）时间（时间（min)min)参照组起始点场电位为参照组起始点场电位为1 1实验验证实验验证EXPERIEMENTS2021-11-24通过短暂施用高浓度阿片类物质擦除髓腔中的记忆痕8实验实验1 1实验实验2 2实验实验3 3实验实验4 4实验实验5 5实验实验6 6实验实验7 7实验实验1 1首先在右侧股静脉单次快速静脉注射雷阿诺碱（首先在右侧股静脉单次快速静脉注射雷阿诺碱（30g30gkgkg-1-1），），接下来接下来1h1h静脉注射（静脉注射（i.v.i.v.) )高剂量（高剂量（450450g gkgkg-1

10、-1h h-1-1）短效短效MOMO（-阿片类物质）阿片类物质）受体兴奋剂受体兴奋剂雷阿诺碱（雷阿诺碱（RemifentanilRemifentanil) )引起引起OIDOID（阿片类物质引起的抑制）（阿片类物质引起的抑制）时间（时间（min)min)18818810%10%12812814%14%场电位水平（场电位水平（% %）实验验证实验验证EXPERIEMENTS2021-11-24通过短暂施用高浓度阿片类物质擦除髓腔中的记忆痕9实验论证实验论证EXPERIEMENTS实验实验1 1实验实验2 2实验实验3 3实验实验4 4实验实验5 5实验实验6 6实验实验7 7实验实验1 1先后两

11、次静脉注射先后两次静脉注射高高剂量剂量雷阿诺碱雷阿诺碱两次都引起两次都引起OIDOID时间（时间（min)min)12816%18018011%11%LTP完全逆转完全逆转（接近于（接近于1）7614%场电位水平（场电位水平（% %）2021-11-24通过短暂施用高浓度阿片类物质擦除髓腔中的记忆痕10实验论证实验论证EXPERIEMENTS实验实验1 1实验实验2 2实验实验3 3实验实验4 4实验实验5 5实验实验6 6实验实验7 7实验实验1 1静脉注射低剂量静脉注射低剂量雷阿诺碱雷阿诺碱不会不会引起引起OIDOID时间（时间（min)min)19612%19412%场电位水平（场电位水

12、平（% %）2021-11-24通过短暂施用高浓度阿片类物质擦除髓腔中的记忆痕11实验论证实验论证EXPERIEMENTS实验实验1 1实验实验2 2实验实验3 3实验实验4 4实验实验5 5实验实验6 6实验实验7 7实验实验2 2雷阿诺碱雷阿诺碱注射注射速度由速度由450 gkg450 gkg-1-1hh-1-1每隔每隔2min2min降低降低1515个个单位单位缓慢减少缓慢减少MOMO受体兴奋剂的注射量不影响受体兴奋剂的注射量不影响OIDOID时间（时间（min)min)场电位水平（场电位水平（% %）2021-11-24通过短暂施用高浓度阿片类物质擦除髓腔中的记忆痕12实验论证实验论证

13、EXPERIEMENTS实验实验1 1实验实验2 2实验实验3 3实验实验4 4实验实验5 5实验实验6 6实验实验7 7实验实验2 2激活时增加激活时增加ClCl- -离子（抑制作用）内流的离子（抑制作用）内流的GABAGABAA A（-氨基丁酸氨基丁酸A A型）型）受体阻滞剂受体阻滞剂木防己苦毒素木防己苦毒素（picrotoxinpicrotoxin）对）对OIDOID没有影响没有影响GABAGABAA A受体没有参加受体没有参加OIDOID时间（时间（min)min)场电位水平（场电位水平（% %）2021-11-24通过短暂施用高浓度阿片类物质擦除髓腔中的记忆痕13实验论证实验论证EX

14、PERIEMENTS实验实验1 1实验实验2 2实验实验3 3实验实验4 4实验实验5 5实验实验6 6实验实验7 7首先单次快速静脉注射首先单次快速静脉注射100 gkg100 gkg-1-1 阿片阿片类物质类物质受体拮抗剂纳洛酮（受体拮抗剂纳洛酮（naloxonnaloxon) )，接下来保持静脉注射接下来保持静脉注射100 gkg100 gkg-1-1hh-1-1/脊髓灌流脊髓灌流MOMO受体拮抗剂受体拮抗剂CTOPCTOP（1010M M）两种阿片类物质受体拮抗剂阻滞了受两种阿片类物质受体拮抗剂阻滞了受试动物中瞬间抑试动物中瞬间抑制和制和OIDMOOIDMO受体参与了瞬间和长时程的受体

15、参与了瞬间和长时程的OIDOID实验实验2 2时间（时间（min)min)场电位水平（场电位水平（% %）2021-11-24通过短暂施用高浓度阿片类物质擦除髓腔中的记忆痕14实验验证实验验证EXPERIEMENTSBF：长时程长时程OID会被典型的会被典型的NMDA（N-甲基甲基-D-天冬氨酸）受体拮抗天冬氨酸）受体拮抗剂剂D-AP5、mGlu受体拮抗剂受体拮抗剂MPEP和和LY367385，雷阿诺碱受体拮抗剂雷阿诺碱受体拮抗剂丹曲洛林（丹曲洛林（dantrolene）（阻滞）（阻滞钙离子钙离子释放，验证了释放，验证了前提前提1），），PP1阻滞阻滞剂花萼海绵诱癌素剂花萼海绵诱癌素A（cal

16、yculinA；300M，n=5，P=1）或）或PKC阻滞剂阻滞剂白屈菜红碱（白屈菜红碱（chelerythrine；800M，n=7，P=1）（与磷酸化状态激活）（与磷酸化状态激活有关，在验证了前提有关，在验证了前提1的基础上验证了的基础上验证了前提前提2）。）。实验实验1 1实验实验2 2实验实验3 3实验实验4 4实验实验5 5实验实验6 6实验实验7 7实验实验3 3时间（时间（min)min)场电位水平（场电位水平（% %）2021-11-24通过短暂施用高浓度阿片类物质擦除髓腔中的记忆痕15实验验证实验验证EXPERIEMENTS实验对象变为幼年大鼠。通过对大鼠腰椎髓腔组织冰冻切片

17、进实验对象变为幼年大鼠。通过对大鼠腰椎髓腔组织冰冻切片进行蛋白质印迹法测试（行蛋白质印迹法测试（LFS，Remi组测试时间为刺激后组测试时间为刺激后180min)，AMPA受体亚基受体亚基GluR1Ser845磷酸化点位和磷酸化点位和GluR880磷酸化位点磷酸化位点的的磷酸化磷酸化状态状态能够被能够被雷阿诺雷阿诺碱常态化碱常态化。实验实验1 1实验实验2 2实验实验3 3实验实验4 4实验实验5 5实验实验6 6实验实验7 7实验实验4 42021-11-24通过短暂施用高浓度阿片类物质擦除髓腔中的记忆痕16实验验证实验验证EXPERIEMENTS实验实验1 1实验实验2 2实验实验3 3实

18、验实验4 4实验实验5 5实验实验6 6实验实验7 7实验实验5 519319322%22%13113114%14%髓腔中的髓腔中的LTP诱导期通常长达诱导期通常长达13个个小时，它小时，它由转译后的修饰作由转译后的修饰作用参与。这一作用包含突触蛋白磷酸化状态的变化。用参与。这一作用包含突触蛋白磷酸化状态的变化。LTP维持维持期期（3h）可能还会额外包含蛋白的再）可能还会额外包含蛋白的再合成，合成，同样有可能被阿片同样有可能被阿片类物质抑制。类物质抑制。维持维持期的期的LTP同样会被同样会被阿片类物质所阿片类物质所阻滞。阻滞。时间（时间（min)min)场电位水平（场电位水平（% %）2021

19、-11-24通过短暂施用高浓度阿片类物质擦除髓腔中的记忆痕17实验验证实验验证EXPERIEMENTS与早期与早期LTP被被PP1阻滞剂阻滞剂花萼海绵诱癌素花萼海绵诱癌素A成功逆转相反，晚期成功逆转相反，晚期LTP不会被该物质不会被该物质阻滞。阻滞。实验实验1 1实验实验2 2实验实验3 3实验实验4 4实验实验5 5实验实验6 6实验实验7 7实验实验5 522022022%22%15615620%20%时间（时间（min)min)场电位水平（场电位水平（% %）2021-11-24通过短暂施用高浓度阿片类物质擦除髓腔中的记忆痕18实验验证实验验证EXPERIEMENTS实验实验1 1实验实

20、验2 2实验实验3 3实验实验4 4实验实验5 5实验实验6 6实验实验7 7实验实验5 5时间（时间（min)min)场电位水平（场电位水平（% %）在足跖接种白介在足跖接种白介-6后，髓腔中对触摸痛感的维持需要后，髓腔中对触摸痛感的维持需要PKM（持（持续蛋白致活酶续蛋白致活酶M）。然而。然而，PKM的阻滞剂的的阻滞剂的ZIP（多肽抑制（多肽抑制蛋白激酶蛋白激酶M）在实验观察期的）在实验观察期的6h内未曾对内未曾对LFS引起的引起的LTP的维的维持起到任何明显持起到任何明显的影响。的影响。PKM对对LFS引起的引起的LTP的维持没有起到任何作用。的维持没有起到任何作用。2021-11-24

21、通过短暂施用高浓度阿片类物质擦除髓腔中的记忆痕19实验验证实验验证EXPERIEMENTS由由HFS或自然条件刺激物质引起的或自然条件刺激物质引起的C型神经纤维场电位的型神经纤维场电位的LTP同同样能够被高剂量的雷阿诺碱逆转。样能够被高剂量的雷阿诺碱逆转。实验实验1 1实验实验2 2实验实验3 3实验实验4 4实验实验5 5实验实验6 6实验实验7 7实验实验6 62021-11-24通过短暂施用高浓度阿片类物质擦除髓腔中的记忆痕20实验验证实验验证EXPERIEMENTS对照对照组阿片类物质注射结束组阿片类物质注射结束后机械后机械痛阈值相比注射前明显提高，痛阈值相比注射前明显提高，证明了痛证明了痛敏敏一定一定 程度上程度上得到得到逆转（额外的外围与中心机制进一逆转（额外的外围与中心机制进一步对辣椒素产生的痛敏产生了步对辣椒素产生的痛敏产生了作用）。作用）。实验实验1 1实验实验2 2实验实验3 3实验实验4 4实验实验5 5实验实验6 6实验实验7 7实验实验7 72021-11-24通过短暂施用高浓度阿片类物质擦除髓腔中的记忆痕21实验验证实验验证EXPERIEMENTS只有参照只有参照组组组阿片组阿片类物质注射结束类物质注射结束后机械后机械痛阈值相比