多巴胺及D2受体调节觉醒的神经生物学机制

精神紧张诱发的失眠症已成为严重的社会和医学问题。脑内多巴胺系统参与情绪、紧张应激和焦虑反应，可能与失眠相关。D1和D2受体是脑内最主要的多巴胺受体，我们发现D2受体可能在觉醒调节中发挥重要作用，但多巴胺能神经元活性与睡眠觉醒节律不一致，因此多巴胺和D2受体调节睡眠觉醒作用及机制有待研究。本课题将利用微碳纤电极检测多巴胺瞬时释放和睡眠觉醒同步记录法、D2受体基因敲除动物、含D2受体的病毒载体选择不同脑区拯救D2受体基因敲除动物缺失的D2受体、含D2受体的病毒载体微导管注射不同脑区实现D2受体过表达，以及免疫组化等手段，从基因到行为，揭示多巴胺在觉醒启动和维持中的作用、DA调节觉醒的脑区，以及D2受体促进觉醒作用的神经生物学机制。研究结果对丰富和发展睡眠觉醒调节理论，开发失眠症动物模型，认识失眠症发病机理和睡眠药物开发提供重要的理论依据。

精神紧张诱导的失眠症已成为严重的社会和医学问题，脑内多巴胺（dopamine, DA）系统参与情绪、紧张应激和焦虑反应，可能与失眠相关。D1和D2受体是脑内最主要的多巴胺受体，发现D2受体（D2R）可能在觉醒调节中发挥重要作用，但多巴胺和D2受体调节睡眠觉醒作用及机制仍然不明。我们使用D2R 基因敲除动物（D2R KO）小鼠、RNA干扰技术局部敲除D2R和在特定脑区拯救D2R KO小鼠的D2R，研究多巴胺D2受体对睡眠觉醒的调节作用和发挥作用的特定脑区。结果显示：D2R KO动物活动期觉醒量减少。换笼子改变居住环境后，与野生型小鼠相比，D2R KO小鼠入睡眠潜伏期明显缩短，建立了模拟人类“换床失眠症”动物模型。采用含D2R的病毒载体, 在D2R密集分布的伏隔核等脑区,局部敲除D2R，发现只有敲除伏隔核核心部的D2R，动物觉醒量减少；敲除伏隔核壳部或尾壳核部的D2R，动物觉醒量无影响。进一步基因拯救D2R KO小鼠伏隔核核心部D2R，可增加觉醒量，翻转D2R KO动物的睡眠异常。以上结果表明D2R是维持觉醒的重要受体，伏隔核核心部可能是多巴胺促觉醒的关键脑区。