神经肽S通过其受体激活下丘脑后部结节乳头体核组胺能神经元促觉醒

新鉴定的神经调质神经肽S(neuropeptide S,NPS)神经元位于脑干,其经自身受体(neuropetide S receptors, NPSR)参与多种神经功能的调节。NPS-NPSR被认为是新的睡眠-觉醒周期中枢调节系统。但NPS-NPSR系统调节睡眠-觉醒周期的途径及机制目前尚不清。 本研究首先利用脑电(EEG)、肌电(EMG)解析中枢注射NPS对大鼠lightphase(8:00-20:00h,睡眠增多期)的睡眠觉醒时相和EEG各频段能谱的作用,利用即刻早基因c-Fos标记NPS引起的活动神经元分布。其次根据前研究结果采用核团微量注射联合睡眠时相解析、实时定量PCR(RT-PCR)分子生物学、神经药理和免疫组织化学等技术手段从分子到整体阐明NPS-NPSR系统调节睡眠觉醒时相的特征,睡眠觉醒调节的作用途径和关键靶点。目的揭示NPS-NPSR系统对睡眠觉醒调节的作用机制。 结果：中枢注射NPS(0.1-1nmol)呈剂量依赖性引起持续性EEG高频快波(14.5-60Hz)活动增强为特征的觉醒增加(54.7±3.2和64.9±2.1min),注射后1-2小时觉醒时间与生理盐水(41.4±2.5min)比较分别增加32.1%(P<0.01)与56.8%(P<0.001)；同时抑制刂EEG delta(0.5-4Hz)和theta(4.5-8.5Hz)波活动为特征的慢波睡眠(SWS)和异相睡眠(PS)。NPS(1nmol)引起c-Fos表达与生理盐水比较分别在腹侧结节乳头体核(VTMN)与背侧结节乳头体核(DTMN)的组胺(HA)能神经元增加76.0%和57.8%,在穹窿周核(PeF)、下丘脑背内侧核(DMH)与下丘脑外侧区(LH)的orexin能神经元增加28.2%、24.3%和13.7%。 RT-PCR检测表明TMN NPSR mRNA高度表达。免疫荧光双标记显示TMN91.5%HA能神经元表达NPSR。 双侧TMN核团注射NPS(0.1-1nmol)呈剂量依赖性引起持续性觉醒72.1±2.8和96.5±1.2min,并伴EEG高频快波活动增强,注射后1-2小时与生理盐水(40.4±4.5min)比较,觉醒时间分别增加78.5%(P<0.001)与138.9%(P<0.001)；同时显著减少慢波睡眠(SWS)和异相睡眠(PS)时间和伴有EEG delta和theta波活动抑制。与中枢注射NPS的觉醒作用量效比较显示TMN注射0.1nmolNPS引起的觉醒时间是中枢注射1noml NPS白(?)1.11倍。TMN联合注射NPSR拮抗剂[D-Val5]NPS(20-40nmol)呈剂量依赖性的抑制刂NPS(0.1nmol)的促觉醒作用。腹腔分别注射HA受体拮抗齐刂pyrilamine(H1R拮抗剂,5mg/kg)或ranitidine(H2R拮抗剂,10mg/kg)显著抑制TMN注射NPS(0.1nmol)的促觉醒作用。 结论：TMN高表达NPSR mRNA,TMN91.5%的HA神经元表达NPSR。NPSTMN注射引起觉醒时间剂量等于中枢注射最大觉醒时间剂量的1/10。 NPSR拮抗剂、H1R与H2R受体拮抗剂可拮抗TMN注射NPS促觉醒作用。以上结果提示脑干NPS神经元上行投射到下丘脑后部TMN经NPSR激活HA产生觉醒作用,TMNHA能神经元在NPS-NPSR系统调节睡眠觉醒中起关键作用。