下丘脑orexins调节内嗅皮层兴奋性的作用机制及对认知功能的影响

认知功能的完成依赖于良好的觉醒状态。促醒神经肽orexin系统作为大脑觉醒状态发生和维持的关键性结构，是否参与生理条件下内嗅皮层相关认知功能还知之甚少。本项目拟选择内嗅皮层浅层(II-III层)主要神经元(星形神经元和锥体神经元)为对象，采用形态学、神经电生理、分子生物学、微透析和行为学等技术，研究orexins兴奋内嗅皮层浅层主要神经元的离子机制和突触机制；在此基础上，分析促醒肽orexins在内嗅皮层相关的认知功能中的作用，以期进一步深入理解正常生理觉醒状态下，认知功能的神经基础。

内嗅皮层（EC）不仅在新皮层—海马—新皮层记忆环路中处于重要解剖位置，还与空间学习记忆的形成和巩固密切相关。众所周知，认知功能的完成依赖于良好的觉醒状态。Orexins在中枢神经系统具有广泛的兴奋作用，通过不同的离子信号机制和突触机制调节多个脑区不同类型神经元的兴奋性，进而影响相关脑区功能。我们推测正常觉醒状态下EC认知功能的维持与orexins对EC神经元兴奋性的调节作用密切相关。本研究采用神经电生理技术，观察促觉醒肽orexin-A对EC浅层主要神经元(星形神经元和锥体神经元)的调节效应，进一步探讨其发挥作用的可能离子通道机制、信号通路机制和突触机制，最后观察了动物的睡眠-觉醒活动及旷场、T-迷宫和Morris水迷宫中的行为变化。结果如下：第一，EC区orexin受体在reelin阳性和calbindin阳性神经元中都有表达。第二，orexin-A作用于突触后orexin受体1激活PKC信号通路通过抑制持续K+通道同时激活NSCC提高EC浅层主要神经元兴奋性；orexin-A通过激活orexin受体1增强EC浅层兴奋性和抑制性突触传递；orexin-A还可通过上调突触后NMDA受体长时改变突触可塑性；在体激活或抑制EC orexin 通路可导致单位放电活性的改变。最后，EC微注射orexin-A及受体阻断剂SB-334867对大鼠的睡眠-觉醒周期、探索行为和运动功能无影响；但orexin通路通过orexin受体1参与了空间记忆的形成及提取过程。这些结果为深入理解正常生理条件下认知功能的维持提供了证据。