1、奧地利維也納奧地利維也納科技科技Fund No.LS07-040項目項目作者作者：Ruth Drdla-Schutting，Justus Benrath，Gabriele Wunderbaldinger，Jrgen Sandkhler國籍：奧地利（維也納醫科大學，腦研究中心，神經生理學部）和德國（海德國籍：奧地利（維也納醫科大學，腦研究中心，神經生理學部）和德國（海德堡堡 大學大學醫學院，曼海姆市大學醫學院，曼海姆市大學醫療醫療 中心中心，麻醉與深切治療研究中心），麻醉與深切治療研究中心）出處：科學（出處：科學（Science）雜志）雜志 總第總第335卷卷 2012年年1月月13號號通過短暫

2、施用高濃度阿片類物質擦除髓腔中的記憶痕通過短暫施用高濃度阿片類物質擦除髓腔中的記憶痕認識神經科學專題認識神經科學專題讀書報告讀書報告PPT 演講演講：13藝術學藝術學 陳陳XX 2013XX指導老師指導老師： 侯侯 教授教授制作時間：制作時間：2014/12/1523總結與展望總結與展望實驗結論實驗結論實驗步驟實驗步驟提出假說提出假說關鍵概念關鍵概念杭州公共自行車滿意度調查目錄目錄CONTENTS2022-4-28通過短暫施用高濃度阿片類物質擦除髓腔中的記憶痕1緒論緒論阿片類物質與髓腔記憶痕痛覺刺激痛覺刺激會激活傳導痛覺的會激活傳導痛覺的C型神經纖維，并引起位于髓腔終室的型神經纖維，并引起位于

3、髓腔終室的C型神型神經纖維突觸的經纖維突觸的LTP（長時程抑制）（長時程抑制）。C型神經纖維突觸的型神經纖維突觸的LTP代表了代表了痛覺痛覺放大（痛敏）放大（痛敏）和和痛覺記憶痕形成痛覺記憶痕形成的細胞模式。的細胞模式。MO（-阿片類物質）受體阿片類物質）受體興奮劑興奮劑能夠能夠在在C型神經纖維突觸型神經纖維突觸產生產生一種能量強大但可逆的一種能量強大但可逆的抑制抑制。這種。這種作用引出了一種作用引出了一種治療痛覺治療痛覺的方法，的方法，即使用黃金高濃度的阿片類物質即使用黃金高濃度的阿片類物質。我。我們發現們發現，暫時暫時施用施用高劑量的阿片類物質能夠在高劑量的阿片類物質能夠在C型神經纖維突觸

4、型神經纖維突觸逆轉不逆轉不同形式的活動依存性同形式的活動依存性LTP。由由Ca2+依賴性信號和依賴性信號和AMPA（氨基氨基-3羥基羥基-5甲基甲基-4異惡唑丙酸）受體的磷酸化正態化異惡唑丙酸）受體的磷酸化正態化參與參與的突觸場電位的突觸場電位增強增強同樣能同樣能夠夠逆轉逆轉行為動物的痛敏。行為動物的痛敏。從而本論文得出從而本論文得出結論，結論，阿片類物質不僅能夠暫阿片類物質不僅能夠暫時地抑制痛覺，還有可能擦除髓腔中的痛覺記憶痕。時地抑制痛覺，還有可能擦除髓腔中的痛覺記憶痕。2022-4-28通過短暫施用高濃度阿片類物質擦除髓腔中的記憶痕2緒論緒論INTRODUCTION突觸可塑性（突觸可塑性

5、（synaptic plasticity）的主要表現形式長時程增強（）的主要表現形式長時程增強（long-term potentiation，LTP）和長時程抑制（）和長時程抑制（long-term depotentiation，LTD)。由于記憶被認為是由突觸強度的改變來編碼的，因此由于記憶被認為是由突觸強度的改變來編碼的，因此LTP和和LTD現象已現象已被公認為是學習記憶活動的細胞水平的生物學基礎。被公認為是學習記憶活動的細胞水平的生物學基礎。2022-4-28通過短暫施用高濃度阿片類物質擦除髓腔中的記憶痕3關鍵概念關鍵概念KEY CONCEPTIONS2022-4-28通過短暫施用高濃度

6、阿片類物質擦除髓腔中的記憶痕4突觸可塑性突觸可塑性Synaptic PlasticityLTPLTP：給突觸前纖維：給突觸前纖維一個短暫的高頻刺激一個短暫的高頻刺激后，突觸傳遞效率和后，突觸傳遞效率和強度增加幾倍且能持強度增加幾倍且能持續數小時至幾天保持續數小時至幾天保持這種增強的現象。這種增強的現象。LTLTP P是是學習和記憶形成學習和記憶形成的細胞模式的細胞模式。LTDLTD：LTPLTP的逆轉形式的逆轉形式即即LTPLTP，是，是記憶擦除記憶擦除的潛在機制。的潛在機制。關鍵概念關鍵概念KEY CONCEPTIONS2022-4-28通過短暫施用高濃度阿片類物質擦除髓腔中的記憶痕5短暫施

7、用一種短暫施用一種MO受體興奮劑能夠通過受體興奮劑能夠通過Ca2+依賴性信號通道逆依賴性信號通道逆轉位于腰椎神經表層角背的轉位于腰椎神經表層角背的C型神經纖維突觸的型神經纖維突觸的LTP，這一作，這一作用能使用能使AMPA受體亞基的磷酸化常態化。受體亞基的磷酸化常態化。已知前提已知前提提出假說提出假說提出假說提出假說HYPOTHESIS30min30min內每隔內每隔5min5min，0.5ms0.5ms，25V25V激活激活C C型神經纖維型神經纖維在玻璃電極溶液中在玻璃電極溶液中加入紅色加入紅色熒光染料熒光染料左后肢左后肢LFS/HFS/LFS/HFS/皮下注皮下注射辣椒素射辣椒素形成形成

8、LTPLTP實驗步驟實驗步驟METHODS2022-4-28通過短暫施用高濃度阿片類物質擦除髓腔中的記憶痕6椎板切除椎板切除電電刺激刺激測試測試條件刺激條件刺激再次再次電電刺激刺激施用藥物施用藥物熒光標記熒光標記確定部位確定部位暴露脊髓暴露脊髓2022-4-28通過短暫施用高濃度阿片類物質擦除髓腔中的記憶痕7實驗實驗1 1實驗實驗2 2實驗實驗3 3實驗實驗4 4實驗實驗5 5實驗實驗6 6實驗實驗7 7實驗實驗1 1每每2min2min進行一次時長進行一次時長0.5ms0.5ms的的60V60V、2Hz2Hz電流電流脈沖脈沖引起瞬間抑制（引起瞬間抑制（acute deportation)ac

9、ute deportation)場電位水平（場電位水平（% %）時間（時間（min)min)參照組起始點場電位為參照組起始點場電位為1 1實驗驗證實驗驗證EXPERIEMENTS2022-4-28通過短暫施用高濃度阿片類物質擦除髓腔中的記憶痕8實驗實驗1 1實驗實驗2 2實驗實驗3 3實驗實驗4 4實驗實驗5 5實驗實驗6 6實驗實驗7 7實驗實驗1 1首先在右側股靜脈單次快速靜脈注射雷阿諾堿（首先在右側股靜脈單次快速靜脈注射雷阿諾堿（30g30gkgkg-1-1），），接下來接下來1h1h靜脈注射（靜脈注射（i.v.i.v.) )高劑量（高劑量（450450g gkgkg-1-1h h-1-

10、1）短效短效MOMO（-阿片類物質）阿片類物質）受體興奮劑受體興奮劑雷阿諾堿（雷阿諾堿（RemifentanilRemifentanil) )引起引起OIDOID（阿片類物質引起的抑制）（阿片類物質引起的抑制）時間（時間（min)min)18818810%10%12812814%14%場電位水平（場電位水平（% %）實驗驗證實驗驗證EXPERIEMENTS2022-4-28通過短暫施用高濃度阿片類物質擦除髓腔中的記憶痕9實驗論證實驗論證EXPERIEMENTS實驗實驗1 1實驗實驗2 2實驗實驗3 3實驗實驗4 4實驗實驗5 5實驗實驗6 6實驗實驗7 7實驗實驗1 1先后兩次靜脈注射先后兩次

11、靜脈注射高高劑量劑量雷阿諾堿雷阿諾堿兩次都引起兩次都引起OIDOID時間（時間（min)min)12816%18018011%11%LTP完全逆轉完全逆轉（接近于（接近于1）7614%場電位水平（場電位水平（% %）2022-4-28通過短暫施用高濃度阿片類物質擦除髓腔中的記憶痕10實驗論證實驗論證EXPERIEMENTS實驗實驗1 1實驗實驗2 2實驗實驗3 3實驗實驗4 4實驗實驗5 5實驗實驗6 6實驗實驗7 7實驗實驗1 1靜脈注射低劑量靜脈注射低劑量雷阿諾堿雷阿諾堿不會不會引起引起OIDOID時間（時間（min)min)19612%19412%場電位水平（場電位水平（% %）2022

12、-4-28通過短暫施用高濃度阿片類物質擦除髓腔中的記憶痕11實驗論證實驗論證EXPERIEMENTS實驗實驗1 1實驗實驗2 2實驗實驗3 3實驗實驗4 4實驗實驗5 5實驗實驗6 6實驗實驗7 7實驗實驗2 2雷阿諾堿雷阿諾堿注射注射速度由速度由450 gkg450 gkg-1-1hh-1-1每隔每隔2min2min降低降低1515個個單位單位緩慢減少緩慢減少MOMO受體興奮劑的注射量不影響受體興奮劑的注射量不影響OIDOID時間（時間（min)min)場電位水平（場電位水平（% %）2022-4-28通過短暫施用高濃度阿片類物質擦除髓腔中的記憶痕12實驗論證實驗論證EXPERIEMENTS

13、實驗實驗1 1實驗實驗2 2實驗實驗3 3實驗實驗4 4實驗實驗5 5實驗實驗6 6實驗實驗7 7實驗實驗2 2激活時增加激活時增加ClCl- -離子（抑制作用）內流的離子（抑制作用）內流的GABAGABAA A（-氨基丁酸氨基丁酸A A型）型）受體阻滯劑受體阻滯劑木防己苦毒素木防己苦毒素（picrotoxinpicrotoxin）對）對OIDOID沒有影響沒有影響GABAGABAA A受體沒有參加受體沒有參加OIDOID時間（時間（min)min)場電位水平（場電位水平（% %）2022-4-28通過短暫施用高濃度阿片類物質擦除髓腔中的記憶痕13實驗論證實驗論證EXPERIEMENTS實驗實

14、驗1 1實驗實驗2 2實驗實驗3 3實驗實驗4 4實驗實驗5 5實驗實驗6 6實驗實驗7 7首先單次快速靜脈注射首先單次快速靜脈注射100 gkg100 gkg-1-1 阿片阿片類物質類物質受體拮抗劑納洛酮（受體拮抗劑納洛酮（naloxonnaloxon) )，接下來保持靜脈注射接下來保持靜脈注射100 gkg100 gkg-1-1hh-1-1/脊髓灌流脊髓灌流MOMO受體拮抗劑受體拮抗劑CTOPCTOP（1010M M）兩種阿片類物質受體拮抗劑阻滯了受兩種阿片類物質受體拮抗劑阻滯了受試動物中瞬間抑試動物中瞬間抑制和制和OIDMOOIDMO受體參與了瞬間和長時程的受體參與了瞬間和長時程的OID

15、OID實驗實驗2 2時間（時間（min)min)場電位水平（場電位水平（% %）2022-4-28通過短暫施用高濃度阿片類物質擦除髓腔中的記憶痕14實驗驗證實驗驗證EXPERIEMENTSBF：長時程長時程OID會被典型的會被典型的NMDA（N-甲基甲基-D-天冬氨酸）受體拮抗天冬氨酸）受體拮抗劑劑D-AP5、mGlu受體拮抗劑受體拮抗劑MPEP和和LY367385，雷阿諾堿受體拮抗劑雷阿諾堿受體拮抗劑丹曲洛林（丹曲洛林（dantrolene）（阻滯）（阻滯鈣離子鈣離子釋放，驗證了釋放，驗證了前提前提1），），PP1阻滯阻滯劑花萼海綿誘癌素劑花萼海綿誘癌素A（calyculinA；300M，n

16、=5，P=1）或）或PKC阻滯劑阻滯劑白屈菜紅堿（白屈菜紅堿（chelerythrine；800M，n=7，P=1）（與磷酸化狀態激活）（與磷酸化狀態激活有關，在驗證了前提有關，在驗證了前提1的基礎上驗證了的基礎上驗證了前提前提2）。）。實驗實驗1 1實驗實驗2 2實驗實驗3 3實驗實驗4 4實驗實驗5 5實驗實驗6 6實驗實驗7 7實驗實驗3 3時間（時間（min)min)場電位水平（場電位水平（% %）2022-4-28通過短暫施用高濃度阿片類物質擦除髓腔中的記憶痕15實驗驗證實驗驗證EXPERIEMENTS實驗對象變為幼年大鼠。通過對大鼠腰椎髓腔組織冰凍切片進實驗對象變為幼年大鼠。通過對

17、大鼠腰椎髓腔組織冰凍切片進行蛋白質印跡法測試（行蛋白質印跡法測試（LFS，Remi組測試時間為刺激后組測試時間為刺激后180min)，AMPA受體亞基受體亞基GluR1Ser845磷酸化點位和磷酸化點位和GluR880磷酸化位點磷酸化位點的的磷酸化磷酸化狀態狀態能夠被能夠被雷阿諾雷阿諾堿常態化堿常態化。實驗實驗1 1實驗實驗2 2實驗實驗3 3實驗實驗4 4實驗實驗5 5實驗實驗6 6實驗實驗7 7實驗實驗4 42022-4-28通過短暫施用高濃度阿片類物質擦除髓腔中的記憶痕16實驗驗證實驗驗證EXPERIEMENTS實驗實驗1 1實驗實驗2 2實驗實驗3 3實驗實驗4 4實驗實驗5 5實驗實

18、驗6 6實驗實驗7 7實驗實驗5 519319322%22%13113114%14%髓腔中的髓腔中的LTP誘導期通常長達誘導期通常長達13個個小時，它小時，它由轉譯后的修飾作由轉譯后的修飾作用參與。這一作用包含突觸蛋白磷酸化狀態的變化。用參與。這一作用包含突觸蛋白磷酸化狀態的變化。LTP維持維持期期（3h）可能還會額外包含蛋白的再）可能還會額外包含蛋白的再合成，合成，同樣有可能被阿片同樣有可能被阿片類物質抑制。類物質抑制。維持維持期的期的LTP同樣會被同樣會被阿片類物質所阿片類物質所阻滯。阻滯。時間（時間（min)min)場電位水平（場電位水平（% %）2022-4-28通過短暫施用高濃度阿片

19、類物質擦除髓腔中的記憶痕17實驗驗證實驗驗證EXPERIEMENTS與早期與早期LTP被被PP1阻滯劑阻滯劑花萼海綿誘癌素花萼海綿誘癌素A成功逆轉相反，晚期成功逆轉相反，晚期LTP不會被該物質不會被該物質阻滯。阻滯。實驗實驗1 1實驗實驗2 2實驗實驗3 3實驗實驗4 4實驗實驗5 5實驗實驗6 6實驗實驗7 7實驗實驗5 522022022%22%15615620%20%時間（時間（min)min)場電位水平（場電位水平（% %）2022-4-28通過短暫施用高濃度阿片類物質擦除髓腔中的記憶痕18實驗驗證實驗驗證EXPERIEMENTS實驗實驗1 1實驗實驗2 2實驗實驗3 3實驗實驗4 4

20、實驗實驗5 5實驗實驗6 6實驗實驗7 7實驗實驗5 5時間（時間（min)min)場電位水平（場電位水平（% %）在足跖接種白介在足跖接種白介-6后，髓腔中對觸摸痛感的維持需要后，髓腔中對觸摸痛感的維持需要PKM（持（持續蛋白致活酶續蛋白致活酶M）。然而。然而，PKM的阻滯劑的的阻滯劑的ZIP（多肽抑制（多肽抑制蛋白激酶蛋白激酶M）在實驗觀察期的）在實驗觀察期的6h內未曾對內未曾對LFS引起的引起的LTP的維的維持起到任何明顯持起到任何明顯的影響。的影響。PKM對對LFS引起的引起的LTP的維持沒有起到任何作用。的維持沒有起到任何作用。2022-4-28通過短暫施用高濃度阿片類物質擦除髓腔中

21、的記憶痕19實驗驗證實驗驗證EXPERIEMENTS由由HFS或自然條件刺激物質引起的或自然條件刺激物質引起的C型神經纖維場電位的型神經纖維場電位的LTP同同樣能夠被高劑量的雷阿諾堿逆轉。樣能夠被高劑量的雷阿諾堿逆轉。實驗實驗1 1實驗實驗2 2實驗實驗3 3實驗實驗4 4實驗實驗5 5實驗實驗6 6實驗實驗7 7實驗實驗6 62022-4-28通過短暫施用高濃度阿片類物質擦除髓腔中的記憶痕20實驗驗證實驗驗證EXPERIEMENTS對照對照組阿片類物質注射結束組阿片類物質注射結束后機械后機械痛閾值相比注射前明顯提高，痛閾值相比注射前明顯提高，證明了痛證明了痛敏敏一定一定 程度上程度上得到得到逆轉（額外的外圍與中心機制進一逆轉（額外的外圍與中心機制進一步對辣椒素產生的痛敏產生了步對辣椒素產生的痛敏產生了作用）。作用）。實驗實驗1 1實驗實驗2 2實驗實驗3 3實驗實驗4 4實驗實驗5 5實驗實驗6 6實驗實驗7 7實驗實驗7 72022-4-28通過短暫施用高濃度阿片類物質擦除髓腔中的記憶痕21實驗驗證實驗驗證EXPERIEMENTS只有參照只有參照組組組阿片組阿片類物質注射結束類物質注射結束后機械后機械痛閾值相比注