α7nAChR的分布及其在神經(jīng)遞質(zhì)調(diào)節(jié)中的作用

秦芳芳 安書成　周夢鶴

【摘 要】乙酰膽堿（acetylCholine，ACh）是一種分布廣泛的重要神經(jīng)遞質(zhì)。ACh受體分為毒蕈堿樣乙酰膽堿受體（muscarinic ACh receptor， M-AChR）和煙堿樣乙酰膽堿受體（nicotinic ACh receptor， N-AChR）。N-AChR是由α、β、γ、δ和ε五種亞單位形成的五聚體，并有同源與異源五聚體之分。α7nAChR是N-AChR中同源五聚體亞型之一。近年來的研究發(fā)現(xiàn)α7nAChR在神經(jīng)系統(tǒng)廣泛分布，參與對其它神經(jīng)遞質(zhì)的調(diào)節(jié)，在神經(jīng)系統(tǒng)活動中與多種神經(jīng)精神疾病發(fā)生密切相關(guān)。

【中圖分類號】R749.16 【文獻標識碼】A 【文章編號】1004-7484（2014）02-0806-02

煙堿樣乙酰膽堿受體（nicotinic ACh receptor， N-AChR）屬于配體門控離子通道超家族，是由α1～α9、β1～β4、γ、δ和ε五種亞單位形成的五聚體。除了α1、β1、γ、δ和ε亞單位只存在于肌肉中，其他α2～α6與β2～β4為裝配成異源性神經(jīng)元nAChR亞型的亞單位，如（α4）2（β2）3。同源性nAChR亞型分別由五個相同的α7，α8或α9亞單位組成，α7nAChR是其中之一，含有同等數(shù)量的結(jié)合位點。α7nAChR是以乙酰膽堿和膽堿作為內(nèi)源性配體的同源性受體亞型[1-2]。α7nAChR廣泛分布于神經(jīng)、循環(huán)、呼吸、生殖、免疫體統(tǒng)中，與全身的多種生理機制及疾病的發(fā)生機制都有密切關(guān)系[3]。

1 α7nAChR的特點與分布

α7nAChR在中樞神經(jīng)系統(tǒng)和周圍神經(jīng)系統(tǒng)中廣泛分布，尤其在前額葉、腹側(cè)被蓋區(qū)、海馬CA1和CA3區(qū)及齒狀回，大腦皮層第I層和第VI層中高表達。α7nAChR通過不同的方式調(diào)節(jié)神經(jīng)系統(tǒng)的功能，參與認知、學習記憶[4]、情緒行為的變化[5]、睡眠的REM做夢[6]等多種生理功能。

α7nAChR屬于離子通道受體，對Ca2+具有很好的通透性，很多與α7nAChR有關(guān)的病理及生理機制都涉及到Ca2+的內(nèi)流[5]。α7nAChR的特點之一是結(jié)合位點與激動劑結(jié)合后快速脫敏。雖然研究α7nAChR快速脫敏有一定難度，但由于它與膽堿能信號的控制，突觸可塑性，以及阻止興奮性細胞死亡均有關(guān)[4]，因此也受到重視。

α7nAChR在突觸前和突觸后均有分布。突觸前膜α7nAChR既可以作為自身受體也可以作為異源受體。突觸前膜α7nAChR興奮，鈣離子內(nèi)流，增強囊泡和突觸前膜融合、胞吐，通過激活電壓依賴性鈣通道使突觸前膜去極化，從而促進遞質(zhì)的釋放。α7nAChR作為自身受體時主要位于突觸區(qū)或鄰近突觸前膜部位，正反饋調(diào)節(jié)ACh的釋放[4]。微透析研究也顯示，α7nAChR激動劑SSR180711或A-582941急性給藥可以提升前額葉皮層ACh的濃度[7]。當α7nAChR作為異源受體時，主要是增加去甲腎上腺素、多巴胺、谷氨酸、甘氨酸、天冬氨酸和γ-氨基丁酸的釋放。突觸后膜α7nAChR主要是快速介導興奮性突觸傳遞，還可調(diào)節(jié)GABA的釋放。

2 α7nAChR對神經(jīng)遞質(zhì)的調(diào)節(jié)

大量研究證明，α7nAChR與單胺類遞質(zhì)、氨基酸類遞質(zhì)、乙酰膽堿及肽類神經(jīng)遞質(zhì)均有密切的關(guān)系，而這些神經(jīng)遞質(zhì)在各種精神性疾病中扮演著重要角色，因此α7nAChR與各種遞質(zhì)之間的聯(lián)系可能與各種疾病的發(fā)生及治療有關(guān)。所以，研究α7nAChR對不同遞質(zhì)受體的調(diào)節(jié)作用重要意義。

2.1 α7nAChR與單胺類遞質(zhì)

2.1.1 α7nAChR與5-HT

5-羥色胺（5-hydroxytryptamine，5-HT）是生物體內(nèi)一種很重要的神經(jīng)遞質(zhì)，當機體受到心理、生理等各種應激時可伴隨有腦內(nèi)5-HT合成及代謝的改變，中樞5-HT功能異常與情感、焦慮、認知、進食及沖動控制障礙有重要關(guān)系。

5-HT能神經(jīng)元中存在尼古丁N型乙酰膽堿受體亞型（包括α7nAChR和α4β2nAChR），大多數(shù)學者認為α7nAChR是通過以下三種方式影響5-HT的釋放：⑴焦慮癥病人海馬內(nèi)煙堿誘發(fā)5-HT的釋放是通過激活α7nAChR實現(xiàn)的，甲基牛扁基檸檬酸（Methyllycaconitine citrate，MLA）反轉(zhuǎn)海馬尼古丁暴露引起焦慮作用也說明尼古丁引發(fā)的焦慮作用是通過α7nAChR促進5-HT的釋放來實現(xiàn)的。Peter Curzon等人證明了α7nAChR激動劑SSR180711通過影響5-HT轉(zhuǎn)運蛋白（SERT）抑制5-HT的重攝取來增加突觸間隙5-HT的濃度。α7nAChR與5-HT3R之間有相似的同源序列，α7nAChR激動劑RG3487、EVP-6124和ABBF等均被證明具有5-HT3R拮抗劑特性，最近發(fā)現(xiàn)PSAB-OFB和托烷司瓊[8]也可在激動α7nAChR的同時阻斷5-HT3R。

2.1.2 α7nAChR與DA

多巴胺（dopamine）與情緒、行為、感覺、運動和神經(jīng)內(nèi)分泌的調(diào)節(jié)密切相關(guān)，也與成癮有關(guān)。研究證明，黑質(zhì)紋狀體DA能神經(jīng)元中存在α7nAChR，帕金森氏癥中尼古丁增加紋狀體中DA的釋放是通過激活該受體實現(xiàn)的。α7nAChR激動劑使黑質(zhì)DA能神經(jīng)元去極化，增加紋狀體DA釋放[9]。而α7nAChR的選擇性拮抗劑MLA可阻止由可卡因引起的小鼠腹側(cè)紋狀體DA水平的增加。由此可見，α7nAChR可以調(diào)節(jié)DA的釋放，增強DA能突觸傳遞，有助于提高記憶力，影響情緒行為。

2.2 α7nAChR與氨基酸類遞質(zhì)

2.2.1α7nAChR與谷氨酸及γ-氨基丁酸

谷氨酸（glutamic acid，Glu）是中樞神經(jīng)很重要的興奮性遞質(zhì)，但過量的Glu會造成一定的神經(jīng)毒性。γ-氨基丁酸（gamma-aminobutyric acid，GABA）是腦內(nèi)重要的抑制性神經(jīng)遞質(zhì)，在腦內(nèi)含量豐富，GABA 能神經(jīng)元分布于大腦皮層與小腦皮質(zhì)、海馬、 紋狀體、 伏隔核、 黑質(zhì)等區(qū)域。而這些腦區(qū)與情感和精神活動密切相關(guān)。

最近研究表明，α7nAChR受體主要位于谷氨酸神經(jīng)末梢，可以保持或促進Glu的釋放。α7nAChR受體的激活可以升高海馬內(nèi)的Glu，增加突觸可塑性[4， 10]。 ACh促進大鼠小腦切片中Glu的釋放也是由突觸前α7nAChR調(diào)節(jié)。α7nAChR拮抗劑美加明和MLA等可以抑制Glu的神經(jīng)毒性，因而在強迫游泳和懸尾實驗中也都表現(xiàn)出抗抑郁作用[5]。

研究證明，分布于GABA能突觸前的α7nAChR可以顯著性增加GABA的釋放。在GABA能神經(jīng)元中，激活突觸后α7nAChR可以使膜去極化，導致電壓依賴性通道活化， Ca2+內(nèi)流，從而增加GABA的釋放[11]。海馬細胞培養(yǎng)實驗證明α7nAChR也可調(diào)節(jié)GABA的釋放，但Nishizaki， T等則在2005年證明，調(diào)節(jié)GABA的釋放可能也有α4β2nAChR被抑制的作用[12]。更有人認為α7nAChR和α4β2nAChR對Glu和GABA的調(diào)節(jié)是通過多突觸雙向調(diào)節(jié)。

2.2.2α7nAChR與甘氨酸及天門冬氨酸

甘氨酸（Glycine，Gly）在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中具有雙重作用，Gly可能是調(diào)節(jié)抑制性和興奮性遞質(zhì)之間平衡的樞紐。Stefania Zappettini等人證明α7nAChR與Gly和Asp有一定的關(guān)系，體內(nèi)急性給α7nAChR激動劑可以刺激大鼠海馬Gly的釋放。α7nAChR激動劑化合物A可以促進前額葉皮層的Asp的釋放[4]，尼古丁的刺激致使Asp釋放的增加則可能是由于對α7nAChR的作用大于對α4β2nAChR的作用[4]。總之，Gly和Asp與α7nAChR之間關(guān)系的研究較少，其具體機制還有待于進一步探究。

3 展望

以往對于α7nAChR的研究主要集中在認知障礙性疾病方面，且多數(shù)是在細胞培養(yǎng)水平或通過腹腔注射藥物的方法單純研究行為學。α7nAChR不僅在神經(jīng)系統(tǒng)廣泛分布，而且參與了對5-HT、Glu、DA、GABA、Gly、Asp等遞質(zhì)的調(diào)節(jié)，這些神經(jīng)遞質(zhì)均與阿爾茨海默病、帕金森癥、精神分裂癥、抑郁癥、焦慮癥等神經(jīng)精神性疾病有著密切的關(guān)系。因此，研究α7nAChR在精神性疾病發(fā)生中的作用，尤其是在單胺類、氨基酸類遞質(zhì)調(diào)節(jié)中的作用，對于認識相關(guān)精神性疾病的發(fā)生機制及其治療具有廣闊的前景和重要意義。

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基金項目：

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