Thy1缺失对皮质-纹状体通路多巴胺和加巴喷丁反应的改变及其在不安腿综合征中的意义

《ASN Neuro》：Loss of Thy1 in Cortico-Striatal Pathways Alters Response to Dopamine and Gabapentin

这篇研究深入探讨了Thy1（一种突触蛋白）缺失如何影响皮质-纹状体通路的突触功能。研究发现，在Thy1基因敲除（KO）小鼠模型中，纹状体突触对多巴胺D2受体拮抗剂雷氯必利（raclopride）的反应性降低，而对电压依赖性钙通道（VDCC）阻滞剂加巴喷丁（gabapentin）的敏感性增强。行为学实验进一步显示，Thy1 KO小鼠的听觉惊吓反应（ASR）减弱，而前脉冲抑制（PPI）增强，表明其感觉运动门控功能发生改变。这些发现揭示了Thy1在维持纹状体多巴胺能调制和抑制性网络平衡中的关键作用，为理解Thy1表达下调相关的神经系统疾病（如不安腿综合征，RLS）的病理机制提供了新的电生理和行为学证据。

　　

摘要

Thy1是一种糖基磷脂酰肌醇（GPI）锚定的免疫球蛋白超家族膜蛋白，在神经系统组织中高表达，并富集于脑组织的突触体组分中。本研究基于在不安腿综合征（RLS）患者特定脑区观察到Thy1表达下降的现象，利用Thy1 KO小鼠模型，旨在探究Thy1缺失是否影响纹状体突触功能、对多巴胺和加巴喷丁的突触反应以及纹状体调控的行为。

材料与方法

研究使用Thy1 KO小鼠和C57BL/6背景对照小鼠。通过皮质-纹状体脑片技术，记录细胞外群体峰电位，并利用输入-输出（IO）曲线评估突触效能。分别应用多巴胺D₂受体拮抗剂雷氯必利（5 μM）、激动剂喹吡罗（quinpirole, 0.5, 3, 15 μM）以及电压依赖性钙通道（VDCC）阻滞剂加巴喷丁（300 μM, 600 μM）进行药理学干预。在体实验则通过听觉惊吓反应（ASR）和前脉冲抑制（PPI）行为测试评估感觉运动功能。

结果

皮质-纹状体群体峰电位

电生理结果显示，D₂受体拮抗剂雷氯必利能显著降低对照组小鼠纹状体群体峰电位幅度，但对Thy1 KO小鼠的峰电位幅度影响甚微。相反，D₂受体激动剂喹吡罗在所有测试浓度下均未对两组小鼠的突触反应产生显著影响。在加巴喷丁处理中，低剂量（300 μM）的加巴喷丁选择性地降低了Thy1 KO小鼠纹状体群体峰电位幅度，而对对照组无显著影响；高剂量（600 μM）的加巴喷丁则对两组小鼠均产生抑制效应。

惊吓行为

行为学测试表明，Thy1 KO小鼠对118 dB脉冲声音的惊吓反应（V_max）幅度显著低于对照组小鼠。同时，在不同强度（4, 8, 12 dB above background）的前脉冲刺激下，Thy1 KO小鼠表现出的前脉冲抑制（PPI）百分比均显著高于对照组，表明其感觉运动门控功能增强。两组小鼠达到最大惊吓反应的潜伏期（T_max）无显著差异。

讨论

电生理学

本研究电生理结果提示，Thy1缺失导致皮质-纹状体通路中D₂受体介导的调制功能受损，表现为对拮抗剂雷氯必利的反应性降低。此发现与先前报道的Thy1 KO小鼠纹状体多巴胺D₂受体和 dopamine transporter (DAT) 表达上调，但多巴胺释放功能受损的生化特征相吻合，共同指向Thy1缺失背景下多巴胺能信号传导的紊乱。激动剂喹吡罗的无效反应可能反映了在突触前和突触后信号通路均受损的情况下，外源性激动剂难以有效调制网络活动。

加巴喷丁对Thy1 KO小鼠纹状体突触传递的增强抑制效应，提示Thy1缺失可能影响了电压依赖性钙通道（VDCC）的功能或分布。加巴喷丁通过结合VDCC的α₂δ亚基，减少钙内流，从而抑制神经递质释放。Thy1 KO小鼠对此药物的超敏反应，可能源于其纹状体抑制性网络张力改变（例如GABA能神经传递占优势）后，对进一步降低兴奋性驱动的易感性增加。这为理解加巴喷丁在部分RLS患者中的疗效提供了潜在机制。

惊吓行为

Thy1 KO小鼠表现出的惊吓反应减弱和前脉冲抑制增强的行为表型，与纹状体功能活跃、抑制性控制增强的状态一致。纹状体主要由GABA能中型多棘神经元（MSN）组成，其活动增强可通过侧向抑制等机制加强网络内部的抑制性控制，从而导致运动输出减弱（惊吓反应降低）和感觉信息过滤增强（前脉冲抑制升高）。此行为模式与某些RLS模型（如营养性缺铁模型）或部分RLS患者研究中观察到的运动增多、抑制减弱的表现不尽相同，表明单一的Thy1缺失不足以完全模拟RLS的复杂行为表型，但确实揭示了Thy1在调控纹状体介导的感觉运动门控中的重要作用。

结论

本研究结果表明，Thy1的缺失破坏了皮质-纹状体通路的多巴胺能调制，特别是D₂受体功能，并导致对加巴喷丁的超敏反应。这些改变共同导致了纹状体神经网络兴奋-抑制平衡的失调，在行为上表现为惊吓反应减弱和前脉冲抑制增强。研究结果不仅阐明了Thy1在维持纹状体正常突触功能和行为输出中的关键角色，也为探讨Thy1表达异常相关神经系统疾病（如RLS）的病理生理机制提供了重要的实验依据。