胆碱能损伤雄性大鼠海马CA1区锥体神经元兴奋性的GM1神经节苷脂剂量及状态依赖性增强作用

《Scientific Reports》：Dose- and state-dependent enhancement of hippocampal CA1 pyramidal neuron excitability by GM1 ganglioside in male rats with cholinergic lesions

　　

摘要

在阿尔茨海默病中，胆碱能神经元退化会导致海马回路功能紊乱。神经节苷脂GM1能够调节膜信号传导和突触功能，但在胆碱能缺乏条件下它对海马神经元活动的即时影响尚不清楚。本研究在乙酸乙酯麻醉的雄性大鼠身上进行体内单单元记录，在全身给予GM1前后分别记录CA1区锥体神经元的细胞外单单元活动。我们探讨了在胆碱能功能减退的基底核大细胞区损伤模型中，全身给予GM1是否会影响CA1区锥体神经元的自发性放电。剂量为2、5、10毫克/公斤的GM1静脉注射后，神经元的放电率呈剂量依赖性上升。考虑到每只动物存在多个神经元的情况，通过线性混合效应模型分析发现，时间具有显著的主效应（F_1,79?=?41.33，p?＜?0.001，部分η²?=?0.34），时间与剂量之间也存在显著的交互作用（F_3,79?=?3.28，p?=?0.025，部分η²?=?0.11）。值得注意的是，在基底核大细胞区受损的大鼠中，这种反应更为强烈，尤其是在2毫克/公斤的剂量下（Δ?=?7.22?±?1.82赫兹），而对照组大鼠在该剂量下几乎无变化。GM1引起的放电率升高仍处于乙酸乙酯麻醉状态下的正常生理范围之内。这些研究结果表明，GM1会以剂量和状态依赖的方式增强海马CA1区的兴奋性，在胆碱能功能受损的网络中表现出更强的反应性。这一发现支持了这样一种观点：针对膜结构的干预措施可以根据网络的基础状态来调节功能异常的回路。