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神经环路精细化研究:大麻素受体CB1R在运动与疼痛调节中的不同作用机制

随着神经环路解析的细化,人们逐渐发现同一条神经环路可能介导不同的功能。法国波尔多大学的Giovanni Marsicano团队从同一条环路上不同亚细胞定位的受体作用来解释这个问题,聚焦于大麻素一型受体(CB1R)在黑质(SNr)中的作用。

黑质是基底神经节环路上的重要节点,不仅参与运动控制,还涉及疼痛调节。研究发现,大麻素具有治疗疼痛的潜质,但伴随运动迟滞等副作用。SNr上的CB1R可能是调控这些作用的关键机制。

动物实验表明,大麻素主要成分四氢大麻酚(THC)可以抑制动物的运动和发挥镇痛作用,通过在SNr局部注射CB1R拮抗剂AM251可以逆转THC的这种效应,并且是通过纹状体(STR)→SNr直接通路来实现的。

图一 STR→SNr通路上的CB1R介导THC的抑制运动和镇痛作用

研究发现,CB1R同时分布在神经元的浆膜和线粒体膜上。使用无法穿膜入胞的多肽CB1R拮抗剂hemopressin,可以大大减弱THC镇痛效应,但不影响运动抑制效应。这表明浆膜CB1R主要影响镇痛效应。

进一步研究发现,浆膜CB1R通过激活PKA抑制P物质的释放从而起镇痛作用;而线粒体CB1R通过抑制sAC和PKA活性来抑制线粒体呼吸,从而起抑制运动的作用。

图四 THC通过线粒体CB1R产生的运动抑制作用与线粒体呼吸的抑制相关

本文精确解析了STR→SNr环路中不同亚细胞定位的CB1R介导了截然不同的行为反应,并揭示了其分子通路机制,为深入研究神经信息处理方式提供了新的思路。

参考文献:Subcellular specificity of cannabinoid effects in striatonigral circuits.Neuron. 2021 Mar 19;S0896-6273(21)00155-0.

(责任编辑:glia)