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前额叶皮层(prefrontal cortex，PFC)在思维、推理、行为的计划和组织等许多脑的高级功能中起着关键作用。去甲肾上腺素(Norepinephrine，NE)是一种广泛分布于外周和中枢神经系统的神经递质，以往的行为学和生理学研究表明，NE系统在调控PFC认知功能中起重要作用。
前额叶皮层的NE能受体分为α1，α2，和β三种亚型。以往的工作多采用行为学手段，着重研究α1和α2受体对前额叶皮层认知功能的调控，在细胞水平研究这些受体在前额叶突触传递中的作用的工作尚不多。我们的工作采用离体脑片膜片钳记录、在体场电位记录等电生理手段，并结合免疫组化技术，首次研究了β和α2受体在前额叶皮层兴奋性突触传递中的调控作用。
第一部分：内侧前额叶皮层β受体参与对兴奋性突触传递的调控
本部分实验采用脑片膜片钳全细胞记录手段，研究肾上腺素能β受体在大鼠内侧前额叶第V/VI层锥体细胞兴奋性突触传递中的调控作用。实验显示，给予β受体激动剂，异丙肾上腺素(isoproterenol，ISO)，引起自发兴奋性突触后电流(sEPSCs)的频率增加，幅度增大，引起微小兴奋性突触后电流(mEPSCs)的频率增大，但不影响其幅度。当Cd2+存在时，ISO对mEPSCs的易化效应被阻断。给予ISO令非NMDA受体和NMDA受体介导的诱发兴奋性突触后电流(eEPSC)的幅度增大，并使其双脉冲易化(PPF)值变小。在对压力给药或灌流给药方式引起的NMDA诱发的内向电流上，ISO令其幅度显著增大。当电极内液中加入PKA的抑制剂后，ISO对NMDA受体介导的eEPSC和NMDA诱发的内向电流的易化效应被抑制。免疫组化的结果显示，β1受体在内侧前额叶皮层的突触前末梢和神经元上均存在。本工作首次提供了直接的电生理证据，表明β受体通过突触前和突触后的双重机制，易化内侧前额叶皮层的兴奋性突触传递。
第二部分：内侧前额叶皮层α2受体参与对兴奋性突触传递的调控
前人的研究表明，内侧前额叶皮层的α2受体，特别是α2A受体激活后，对工作记忆、注意力调节和行为抑制等前额叶的认知功能有改善作用。α2受体激动剂在临床上被用于治疗注意力缺损多动症、创伤后应激综合症和精神分裂症等疾病。但是，α2受体调控前额叶皮层功能的生理机制尚不清楚。
我们将α2受体激动剂clonidine或α2A受体激动剂guanfacine用全身给药或内侧前额叶局部给药的方式注射入实验大鼠，在麻醉大鼠和清醒大鼠上记录兴奋性突触后场电位(fEPSP)，观察药物对这一指标的影响。我们亦应用全细胞膜片钳记录手段，在离体大鼠脑片上，观察激动剂对内侧前额叶皮层第V/VI层锥体细胞的诱发兴奋性突触后电流(eEPSC)的影响。实验结果显示，α2受体和α2A受体的激动剂均能显著抑制fEPSP和eEPSC，并且对双脉冲易化没有影响；这种抑制效应被α2受体拮抗剂yohimbine和Gi抑制剂NF023阻断。本部分工作表明，大鼠内侧前额叶皮层α2受体激活后，抑制兴奋性突触传递，并且这一效应可能是通过突触后α2A受体实现的。