下丘脑后区orexin能神经元在中枢心血管调控中作用及机制的研究

Central orexinergic system, originating from the hypothalamus, is extensively involved in modulation of various nonsomatic functions, including cardiovascular regulation. Although our recent study (Neuron, 2011) reveals that the orexinergic system, as a modulator for whole brain activity, also directly participates in somatic motor control, a key position of the system in somatic-nonsomatic integration still remains enigmatic. On the other hand, studies on physiological functions of orexin neglect the posterior hypothalamic area, one of the origins of central orexinergic system and a structure responsible for coordination of cardiovascular activities and somatic movements. Therefore, on integrative physiological viewpoint, we will employ molecular, immunostaining, electrophysiological, pharmacological, optogenetic and behavioral techniques to study the function of orexinergic neurons in the cardiovascular regulation and the underlying neural circuitry and ionic mechanism, at molecular, neuronal, circuit, and behavioral levels. Furthermore, the role of posterior hypothalamic orexinergic neurons in integration of cardiovascular activities and motor behaviors is particularly focused on. The results will not only contribute to our understanding of cardiovascular function of central orexinergic system and the neural mechanism of somatic-nonsomatic integration in basic theory, but also help to develop novel clinical strategies and new targets for treatment of cardiovascular diseases from a new perspective.

源自下丘脑的中枢orexin能神经系统广泛参与了包括心血管调控在内的多种非躯体性活动的调节。虽然我们最近的研究（Neuron，2011）揭示该系统直接参与躯体运动的调控，但对其作为全脑功能调节者在机体的躯体-非躯体反应整合中发挥的重要功能还缺乏了解。同时，一直以来对orexin能神经系统生理功能的研究忽视了下丘脑后区这一重要起源，而该脑区与心血管活动与躯体运动的协调密切相关。因此，本研究拟从整合生理学角度，结合分子、电生理、光遗传和行为学等方法，从分子-细胞-神经元环路-整体动物行为水平上系统研究下丘脑后区orexin能神经元在心血管调控中的功能及其神经环路和离子机制，并揭示它们在心血管活动与运动行为协调整合中的作用。研究结果将不仅有助于在基础理论上深入理解中枢orexin能神经系统的心血管调控功能与机体的躯体-非躯体反应整合机制，也有助于临床心血管疾病治疗新策略、新靶点和新药物的研发。

源自下丘脑的中枢orexin能神经系统广泛参与了包括心血管调控在内的多种非躯体性活动的调节。然而，目前的研究往往囿于下丘脑穹窿周区、外侧区和背内侧核中orexin能神经元的功能，却忽视了下丘脑后区这一中枢orexin能神经系统的重要起源。因此，本项目在我们先前工作的基础上，从整合生理学的角度，采用分子生物学、免疫荧光组织化学、电生理学、光遗传学和行为学相结合的方法，在分子-细胞-神经元环路-整体动物水平上，创新、深入、系统地研究下丘脑后区中orexin能神经元在心血管调控中的作用及其神经环路和离子机制，并揭示其在心血管活动与躯体运动行为协调整合中的作用。结果表明，下丘脑后区orexin能神经系统能够通过其向心血管活动调控中枢喙端腹内侧延髓RVMM的直接投射，兴奋其神经元，并进而增强心血管活动，该神经通路特别与应激诱发的高血压和运动时心血管活动调控密切相关。项目已发表SCI研究论文15篇、综述2篇。研究成果将有助于我们更全面深入地认识中枢orexin能神经系统这一全脑功能调节者在心血管活动调控和心血管疾病中的作用，而orexin受体及其耦联的离子通道/交换体很可能作为潜在的靶点用于临床心血管疾病的防治。