L型钙离子通道的不同亚型在生理状态和尼古丁成瘾状态下对于腹侧被盖区多巴胺细胞放电行为的影响及其机制

腹侧被盖区多巴胺系统在回报和成瘾等的形成中起到重要的作用，这些作用都跟多巴胺传递的改变（增多或减少）有关。可以影响多巴胺传递的主要有两种因素，其中神经元胞体的因素神经元动作电位的频率和形式具有很重要的作用。L型钙离子通道已经被证明在调节多巴胺神经元胞体动作电位频率和放电形式上有很大的作用，比如其激动剂可以使多巴胺细胞的动作电位频率增快并可以改变动作电位的表达形式，而其拮抗剂可以抑制多巴胺细胞的放电行为；这种对于动作电位的影响也相应反应在行为上，比如对于成瘾的影响。L型钙离子通道在多巴胺细胞上只表达两种亚型，但是这两种亚型在调节多巴胺细胞动作电位的作用以及在成瘾行为中的作用尚不清楚。本项目拟运用膜片钳，转基因小鼠和行为学的方法研究L型钙离子通道的两种亚型对于多巴胺细胞放电行为的影响以及在尼古丁成瘾模型中的作用，这将为未来L型钙离子通道相应药物在脑科学及疾病中的应用提供理论和实验依据。

腹侧被盖区（VTA）多巴胺系统在回报和成瘾等的形成中起到重要的作用，这些作用都跟多巴胺传递的改变有关。可以影响多巴胺传递的主要有两种因素，其中神经元胞体的因素神经元动作电位的频率和形式具有很重要的作用。L型钙离子通道已经被证明在调节多巴胺神经元胞体动作电位频率和放电形式上有很大的作用，比如其激动剂可以使多巴胺细胞的动作电位频率增快并可以改变动作电位的表达形式，而其拮抗剂可以抑制多巴胺细胞的放电行为；这种对于动作电位的影响也相应反应在行为上，比如对于成瘾的影响。L型钙离子通道在多巴胺细胞上只表达两种亚型，但是这两种亚型在调节多巴胺细胞动作电位的作用以及在成瘾行为中的作用尚不清楚。本项目运用膜片钳，转基因小鼠和行为学的方法发现（1）Cav1.3亚型L型钙离子通道在调节多巴胺细胞的规律放电（single spike firing）上起重要作用；而Cav1.2和Cav1.3亚型共同调节特殊放电形式丛集放电（burst firing），但在正常情况下以Cav1.3亚型为主。因为Cav1.2 DHP-/-转基因小鼠的电生理学指标与野生鼠无明显差异，但是Cav1.3-/-转基因小鼠自发放电的多巴胺细胞数目明显减少并且放电频率明显降低，这提示主要由Cav1.3亚型调节多巴胺细胞的规律放电；而对于burst firing，Cav1.2DHP-/-与Cav1.3-/-转基因小鼠都可以由两种不同的L型钙离子通道激动剂产生动作电位模式从single spike firing向burst firing的转变，这提示Cav1.2和Cav1.3亚型共同调节burst firing，但在正常情况下以Cav1.3亚型为主。（2）在尼古丁成瘾中，不同亚型的L型钙离子通道可以介导成瘾的不同性质：Cav1.2亚型介导焦虑，因为在慢性尼古丁成瘾中，Cav1.2DHP-/-转基因老鼠不表现尼古丁的抗焦虑作用，同时L型钙离子通道拮抗剂nifedipine可以让野生鼠的抗焦虑作用更加明显；Cav1.2和Cav1.3亚型都可以介导尼古丁的reinforcement成瘾性质，但在正常情况下，Cav1.3亚型的作用更为重要：因为Cav1.2DHP-/-和Cav1.3-/-转基因小鼠都能产生尼古丁的条件性位置偏爱，而且可以被L型钙离子通道拮抗剂所抑制。这些结果提示不同的亚型在不同的细胞行为中起作用。这些关于通道亚型的研究