异孕酮可降低GABA(A)受体竞争性拮抗剂的阻断作用

《Neurochemistry International》：Allopregnanolone reduces the blocking properties of competitive antagonists of GABA(A) receptor

　　

Rodion V. Kondratenko|Julia V. Bukanova|Elena I. Solntseva

俄罗斯莫斯科神经病学与神经科学中心

摘要

GABA_A受体的正位结合位点既能与激动剂（GABA）结合，也能与竞争性拮抗剂双环乌头碱（Bic）和加巴嗪（GBZ）结合。内源性神经类固醇异孕酮可改变GABA_A受体正位结合位点的构象，从而提高其对GABA的亲和力。本研究的目的是探讨异孕酮对Bic和GBZ阻断作用的影响。实验在分离的大鼠小脑浦肯野细胞上进行，采用膜片钳技术记录GABA诱导的氯离子电流（I_GABA）。通过两种方法研究异孕酮对Bic和GBZ阻断作用的影响：首先，在有或没有1?μM异孕酮的情况下，使用功能等效的GABA浓度诱导_GABA电流，然后测量0.5?μM GBZ或5?μM Bic所引起的_GABA电流阻断程度。结果显示，在存在异孕酮的情况下，GBZ的阻断效应从63%降低到31%（p?50值从0.22?μM升高到0.60?μM（p?50值从1.1?μM升高到2.4?μM（p?A受体的阻断作用。

引言

γ-氨基丁酸（GABA）是中枢神经系统中的主要抑制性神经递质，它通过激活特定的离子型A类受体（GABA_AR）来实现快速的抑制性信号传递（Micha?owski等人，2025年）。该受体是一种异五聚体蛋白，能够形成允许氯离子通过的离子通道；氯离子的内流会使膜超极化，进而抑制神经元的放电。GABA_AR具有多种药理学特异性的结合位点，可与大量不同化学类别的临床重要神经药物结合（Olsen，2018年）。GABA_AR功能异常会导致与癫痫、失眠、焦虑和慢性疼痛相关的通道疾病（M?hler，2006年）。

GABA通过与位于细胞外结构域的正位结合位点结合来激活该受体。除了GABA之外，竞争性拮抗剂双环乌头碱（Bic）和加巴嗪（GBZ）也能与该正位结合位点结合（Zhang等人，2008年）。我们之前的研究（Bukanova等人，2022年）提出了一种假设，即内源性神经类固醇异孕酮能够改变正位结合位点的功能，提高其对GABA的亲和力，同时降低其对Bic和GBZ的亲和力。本研究为这一假设提供了更多证据。了解竞争性GABA_AR拮抗剂Bic和GBZ的功能特性非常重要，因为这两种药物具有多种生理作用，且被广泛用作实验工具。

Bic是一种天然异喹啉生物碱，已被证明能够在神经组织及其他组织中调节GABA_AR的功能。该药物能够提升灵长类动物前额叶神经元的working memory选择性（Rodermund等人，2020年），还能缓解大鼠海马区脱髓鞘模型中的记忆障碍（Mousavi Majd等人，2018年）。在某些情况下，Bic还具有镇痛作用（Mascio等人，2025年；Huang和Grau，2018年），并能减轻焦虑症状（Almeida-Souza等人，2025年；Gastón等人，2017年；Malaguarnera等人，2019年）。通过调节下丘脑核的功能，Bic还能影响血压、心率（Mińczuk等人，2025年）以及进食行为（Gabriella等人，2025年）。研究表明，GABA_AR阻断剂能够降低化学放射治疗对肠道组织造成的副作用风险（Zhang等人，2022年）。不过，Bic也可能带来一些负面效应，比如诱发癫痫样神经元活动（Zinchenko等人，2025年）、抽搐（Gale等人，2025年）、运动过度（Sagalajev等人，2025年），还会在小鼠中引发自闭症谱系障碍的典型行为表现（Shin等人，2025年；Paine等人，2017年）。

GBZ是一种合成药物（SR 95531），作为GABA_AR的竞争性拮抗剂，能够提升神经元的活性。借助GBZ，人们获得了关于海马区及新皮层神经元活动基本原理的重要研究成果。GBZ能够触发树突和胞体的Ca²⁺信号，进而促使在认知功能中起关键作用的转录因子和基因的表达（Lobos等人，2023年；Heir等人，2025年）。该药物还能调节树突棘的密度（Mohan等人，2019年），增加GABA_AR的数量，同时减缓GABA_AR在突触处的扩散速度（Gouzer等人，2014年），还能提升星形胶质细胞的活性（Ahtiainen等人，2024年）。GBZ的负面效应包括扰乱大鼠海马区的γ波和θ波振荡（Tsintsadze等人，2015年；Chee等人，2015年），还会增加癫痫发作的风险（Chinnasamy等人，2025年；Perez-Ramirez等人，2020年）。当GBZ通过脊柱给药时，它能降低正常大鼠的痛觉阈值，但在炎症发生后则会升高这一阈值（Anseloni和Gold，2008年）。在结肠炎小鼠模型中，通过向结肠内注入GBZ来阻断高亲和力GABA_AR被认为是一种有效的策略，可用于控制炎症性肠病的疼痛症状（Loeza-Alcocer和Gold，2022年）。

异孕酮是一种强效的神经类固醇，它通过与GABA_AR相互作用，在调节情绪、认知功能以及发挥神经保护作用方面发挥着重要作用（Tidke等人，2025年）。已有研究认为，异孕酮有望成为治疗产后抑郁症（Paul等人，2020年）、创伤后应激障碍（Pinna等人，2025年）、难治性抑郁症（Nagpurkar等人，2025年）、神经退行性疾病（Servi等人，2025年）、颞叶癫痫（Al-Qahtani等人，2025年）以及神经炎症（B?ckstr?m等人，2024年）的候选药物。现有文献表明，异孕酮与GABA_AR拮抗剂（Bic和GBZ）联合使用可在动物实验和临床前研究中发挥作用。此外，还需要考虑血液中可能存在内源性异孕酮这一因素。因此，研究异孕酮与各类GABA_AR拮抗剂之间的可能的变构相互作用具有非常重要的意义。

章节节选

细胞制备

所有实验均按照俄罗斯科学院制定的关于实验动物饲养与使用的机构规范进行。实验用大鼠购自俄罗斯莫斯科地区的生物医学技术科学中心。这些大鼠的后代是在俄罗斯莫斯科神经病学与神经科学中心的饲养室中出生的。幼鼠与母鼠一起被关在单独的笼子中，可以随时获得人工配制的完整饲料和水源。

研究异孕酮对GABA_A受体拮抗剂（GBZ和Bic）阻断作用影响的两种方法

在我们之前的研究（Bukanova等人，2022年）中，我们已经发现异孕酮能够降低竞争性GABA受体拮抗剂0.5?μM GBZ和5?μM Bic的阻断作用。我们推测，异孕酮会导致GABA_AR的正位结合位点发生结构变化，从而降低GBZ和Bic的阻断作用。在本研究中，我们通过两种方法进一步支持这一推测。首先，我们在1-100?μM的范围内改变GABA的浓度，然后测量

讨论

本研究表明，内源性神经类固醇异孕酮对GABA_AR的激动剂（GABA）效应和竞争性拮抗剂（Bic和GBZ）效应有着相反的影响：激动剂效应会被增强，而竞争性拮抗剂的阻断效应则会减弱。这三种分子（GABA、Bic和GBZ）都会与位于GABA_AR细胞外结构域β亚基和α亚基交界处的正位结合位点发生相互作用（Krall等人，2015年）。不过，不同的氨基酸序列

CRediT作者贡献说明

Rodion V. Kondratenko：形式分析、方法学设计、项目管理、论文撰写与修改。 Julia V. Bukanova：概念构建、实验研究、论文撰写与修改。 Elena I. Solntseva：概念构建、形式分析、初稿撰写、论文撰写与修改。

利益冲突声明

作者声明不存在任何利益冲突。

致谢

本研究得到了政府资助，未获得其他特定资助。