大麻素受体2调节中脑腹侧背盖区多巴胺能神经元兴奋性的机制研究

The psychoactive effects of cannabis are mediated primarily through two cannabinoid receptor (CBR) subtypes, CR1R and CR2R. The prevailing view is that CB1R, rather than CB2R, is mainly expressed in central nervous system, but this concept has been challenged。Recently, we report, for the first time, that functional CB2Rs are expressed in mouse ventral tegmental area (VTA) DA neurons, and activation of VTA CB2Rs reduces neuronal excitability and cocaine-seeking behavior, which may be an important neurobiological basis for CB2R-mediated modulations in drug addiction. However, the mechanisms and the CB2R-G protein intracellular signaling that underlie these VTA CB2R-mediated modulations are unknown. This proposal is to further elucidate underlying mechanisms of CB2R-mediated modulation, determine the CB2R-G-protein intracellular signaling pathways, and evaluate roles of these signal pathways in neuron excitability. Electrophysiological recordings will be used in wild type and CB2R knockout (KO) mice. The objective of this proposal contains: (1) synaptic mechanism of CB2R-mediated reduction of VTA DA neuronal excitability; (2) intrinsic mechanism of CB2R-mediated modulation in DA neurons; and (3) CB2R-mediated intracellular signaling pathways. The outcomes of this research will provide significant new insights into understanding the impact of VTA CB2Rs in modulating brain function. This study also will form a foundation for targeting CB2Rs as a novel pharmacological intervention to alleviate certain neuropsychiatric and neurological diseases.

大麻及其提取物的神经精神作用主要通过两种大麻素受体（CBR）亚型介导，CB1R和CB2R。传统观点认为脑中只有CB1R而没有CB2R表达,但这种观点近年来受到了挑战。最近，我们首次证实CB2R表达在小鼠中脑腹侧被盖区多巴胺能（DA）神经元。激活CB2R可降低DA神经元的兴奋性和小鼠的可卡因自注射行为，提示CB2R介导的DA神经元兴奋性降低可能是中枢CB2R调节药物成瘾的重要的神经生物学基础，但其具体调节机制和细胞内信号传导通路仍不明了。本研究在我们前期工作的基础上利用电生理手段结合CB2R敲除小鼠进一步探讨CB2R调节DA神经元的机制。研究内容包括：（1）CB2R介导的DA神经元兴奋性降低的突触机制；（2）CB2R调节DA神经元的内在离子机制；（3）CB2R介导的胞内信号传导通路。 本研究将为阐明CB2R的中枢作用以及以CB2R作为特殊靶点有效治疗神经精神疾病提供重要的理论和实验证据。

大麻及其提取物的神经精神作用主要通过两种大麻素受体（CBR）亚型介导，CB1R和CB2R。传统观点认为脑中只有CB1R而没有CB2R表达, 但这种观点近年来受到了挑战。有证据表明CB2R参与调节动物的药物寻求行为，表明这些受体可能存在于与药物成瘾相关的脑区。最近，我们首次证实CB2R表达在小鼠中脑腹侧被盖区多巴胺能（DA）神经元。激活CB2R可降低DA神经元的兴奋性和小鼠的可卡因自注射行为，提示CB2R介导的DA神经元兴奋性降低可能是中枢CB2R调节药物成瘾的重要的神经生物学基础，但其具体调节机制和细胞内信号传导通路仍不明了。本研究在我们前期工作的基础上利用电生理，细胞/分子生物学等综合实验手段结合CB2R敲除小鼠进一步探讨CB2R调节DA神经元的机制。研究发现：（1）CBR激动剂JWH133可轻度降低VTA区DA神经元自发谷氨酸能突触后电流的频率但不影响幅值，且对诱发的谷氨酸能突触后电流无影响，此外，JWH133对VTA区DA神经元GABA能突触后电流无影响。药理学实验表明用药物阻断所有突触传递后（CNQX+D-APV+bicuculline）施加JWH33仍能抑制VTA区DA神经元的放电频率, 但是从细胞内施加G-蛋白阻断剂（GDP-βS）却能却能完全去除JWH133的抑制作用。这些结果表明，突触前机制可能并不在CB2R介导的神经抑制中起重要作用。（2）利用急性分离的单个DA神经元研究CB2R调节DA神经元的突触后内在离子机制，发现JWH133可调节VTA区DA神经元上的M-型，A-型和SK-型钾离子通道，这是CB2R介导的神经抑制的重要机制。（3）进一步研究CB2R介导的胞内信号传导通路发现，激活CB2Rs后由Gi/o介导的胞内信号传导通路包括降低PKA-cAMP水平和增加ERK/MAPK水平，而降低PKA-cAMP水平，解除了cAMP对M-型钾离子通道的抑制，最后导致M-型钾离子通道电流增大，这在CB2R介导的神经抑制中发挥重要作用。 本研究为阐明CB2R-介导的神经抑制的中枢机制提供了重要的理论和实验证据，这将大大促进CB2R作为特殊靶点有效治疗神经精神疾病包括戒瘾，戒毒，癫痫和神经保护的转化，落地和应用。