文摘
大麻类发挥重要作用在活动依赖性突触活动的变化,可以影响一些大脑功能,包括对厌恶刺激的反应。负责区域的影响,然而,仍不清楚。大麻素类型1 (CB1)受体广泛分布在中枢神经系统,出现在中脑导水管周围灰质(PAG),中脑结构密切参与反应与厌恶。因此,增加接触压力刺激神经的PAG (eCB)水平,和当地政府CB1受体激动剂或药物促进eCB-mediated神经传递产生antinociceptive和antiaversive效果。调查如果这些药物还会影响敏感的抗焦虑药物在动物模型中,我们验证了反应intra-PAG CB1受体激动剂的注入老鼠报plus-maze升高,傅高义惩罚舔测试或上下文厌恶调节模型。药物诱导anxiolytic-like在所有测试的影响。同样的观察与瞬时受体电位草酸类型1 (TRPV1)拮抗剂capsazepine大麻二酚,一个nonpsychotomimetic phytocannabinoid产生anxiolytic-like影响人类和实验动物在系统性管理。因此,这些结果表明PAG可能大麻类antiaversive效果的一个重要站点。
1。介绍
大麻工厂已被用于各种目的的文明(1,2),虽然只在二十世纪中期被鉴定其化学成分。在其主要组件,还有phytocannabinoids大麻酚、大麻二酚(CBD),和四氢大麻醇(thc),后者占大多数大麻的影响(3- - - - - -5]。的机制thc的影响开始在80年代末,公布与CB1受体的发现(6,7]。不久之后,第一个内生受体激动剂(arachidonoyl ethanolamide, AEA)被隔离和命名anandamide梵语单词“ananda”后“幸福”8]。第二个神经,2-arachidonoyl甘油(9),另一个大麻素受体,称为CB2 [10),随后。开发选择性拮抗剂,如利莫那班、AM251支持CB1受体的概念是主要负责大麻类[的行为影响11,12]。这种受体的表达相当高的几个脑区如基底神经节,大脑皮层、海马,杏仁孔,下丘脑、中脑导水管周围灰质(PAG) (13,14]。
CB1受体被认为是位于突触前终端(15]。他们抑制腺苷酸环化酶激活Gi蛋白质和钙通道,提高钾电流,从而减少神经发射和神经递质释放16]。这补充内源性大麻素合成在突触后神经元和stimulus-dependent方式立即扩散到突触间隙(16]。因此,与经典神经递质,内源性大麻素的行为“需求”逆行使者,抑制神经活动。内化其次是水解的影响停止的神经元。它仍然是有争议的内源性大麻素是否穿过细胞膜被动或内化的假定的运输车。尽管后者仍有待确定(17,18)、药理工具开发,如AM404,它能够抑制,从而增加CB1受体激活AEA [18]。在神经元,阿肯色州教育协会和2-AG异化脂肪酸酰胺水解酶(FAAH)和monoacyl甘油脂肪酶(球型),分别为(19]。可能,FAAH位于突触后神经元,而球型presynapse[表示17]。的选择性抑制剂FAAH (URB597)或者球型(URB602)已经开发出来,提供增强的可能性CB1受体激活通过增加大脑内源性大麻素的水平。研究这些药物以及转基因小鼠相关的内源性大麻素了中枢神经系统的功能(审查,请参阅[20.])。
这个系统的其他公认的组件是瞬时受体电位草酸类型1 (TRPV1) peroxisome-proliferator激活受体,受体G protein-coupled GPR55。尽管anandamide结合所有这些受体,其功能仍不确定(21]。此外,CB1受体已被确认的别构部位(22),有可能与最初的想法相反,CB2受体可能确实是相关的行为反应(23,24]。最后,更多的物质已经被提议作为内源性大麻素,如arachidonoyl多巴胺,virodhamine, noladin醚(20.]。
2。大麻类和焦虑
天然或合成大麻类或CB1受体拮抗剂往往会产生复杂的反应实验模型的焦虑。总结如表1,一些作者已经注意到钟形剂量反应曲线在动物模型预测anxiogenic——或anxiolytic-like活动,即升高加上迷宫(EPM),高架零迷宫(EZM),光暗测试(DLT)和沃格尔冲突检测(VCT)。CB1受体受体激动剂往往是低剂量的抗焦虑药,而高剂量可能anxiogenic [25]。然而,化合物,提高神经的效果,如AEA吸收的抑制剂或水解,似乎只产生抗焦虑效果没有钟形剂量反应曲线(表1)。
这些复杂的影响的原因仍然未知。一种可能性是这些药物会干扰大脑不同区域具有不同的角色调制的焦虑反应。然而,网站负责大麻类的影响仍缺乏研究。CB1受体,以及假定的蛋白质负责AEA的内化和酶FAAH,表达在中枢神经系统相关的几个地区焦虑、厌恶,和防御行为,包括前额叶皮质、杏仁核、海马、下丘脑、PAG [13,14]。提出了这些结构是一个系统的一部分,负责细化行为和自主的厌恶刺激的反应。他们是可能的神经网站的故障会导致精神疾病如广泛性焦虑和恐慌障碍(26]。在这种背景下,抗焦虑药物将行为规范这些结构的功能(27,28]。此外,这种大脑厌恶系统将负责anxiolytic-like活动的行为抑制动物模型预测。一般来说,模型实验焦虑依赖暴露动物情况生成方法和避免冲突,可以探索新生成的驱动,不过,厌恶的环境,或通过奖励与惩罚相关联的一个来源。Anxiolytic-like药物系统或注入这些结构冲突转向方法反应(27,28]。因此,这些模型提供了宝贵的见解焦虑的神经生物学和药理学的抗焦虑药化合物。正如下面所讨论的,我们使用直接动物药品管理局提交这些模型研究的可能作用PAG大麻类antiaversive行动的。
3所示。中脑导水管周围灰质的大麻类抗焦虑的影响
PAG是围绕脑导水管和中脑的结构,可分为沿rostrocaudal轴dorsomedial,背外侧(dlPAG),侧和腹外侧的列(29日]。这是一个重要的网站提升疼痛传输和下行疼痛抑制系统的重要组成部分。此外,这种结构从前脑区域和发送接收glutamatergic投影后裔通路电动机输出和自主控制血压和心率(中心26]。背列(dPAG)可能是负责精化主动防御的行为(见[26),审查)。病变的dPAG抑制杏仁核的刺激而产生的恐惧和焦虑的刺激该地区引发威胁飞行显示与发声和强烈的反应(26]。在尾腹外侧PAG,然而,不动被描述为当地刺激的主要结果(30.]。
CB1受体分布在不同列的这个结构(13]。此外,管理CB1受体激动剂增加安全系数表达式(31日PAG)和脑代谢活动的老鼠(32),这表明这种结构可以参与系统管理的大麻类的影响。同意这个提议,注入CB1受体受体激动剂的dlPAG老鼠已经被证明可以诱导antinociceptive反应(33)和电刺激的背侧和侧列产生镇痛效应通过激活CB1受体伴随着当地AEA释放(34]。此外,皮下注射福尔马林,痛苦的刺激,大大增加了释放AEA PAG [34,35]。
有关的可能参与PAG-endocannabinoid系统调制的焦虑行为,HU210的初步研究表明,当地政府,一个强有力的CB1受体激动剂,减毒飞行dPAG注射引起的反应的兴奋性氨基酸D, L-homocysteic酸(见[36、表2)。在随后的研究中,注射局限于背内侧PAG, HU210 hyperlocomotion下降引起厌恶超声波刺激,但未能改变冻结反应。此外,HU210效果并不是完全被以前的地方注入CB1受体拮抗剂(70年]。
考虑这些初步结果,我们决定进一步研究可能PAG-endocannabinoid系统对焦虑行为的影响大鼠的焦虑(表提交给不同的动物模型2)。首先,我们表明,AEA注入dlPAG增加勘探张开双臂的升高加上迷宫(EPM) [71年),一个模型基于自然探索行为之间的冲突和天生的开放空间的恐惧。AEA的影响与传统抗焦虑药所观察到的类似苯二氮卓类(72年),被以前的治疗AM251, CB1受体拮抗剂。这些影响也会使先前AM404治疗,AEA吸收的抑制剂/代谢。然而AM404本身,在这个模型中没有影响。AEA产生一个倒u形的剂量反应曲线,高剂量是无效的(71年]。
确认可能anticonflict dlPAG AEA的效果,我们使用了沃格尔冲突检测(VCT) (73年),动物模型的焦虑不是基于与生俱来的恐惧,而是对抑制反应在测试期间学到的惩罚。在这个模型中,water-deprived啮齿动物暴露在舔槽之间的冲突包含水的瓶子和接收一个轻微的冲击在通74年]。抗焦虑药的作用加强γ氨基丁酸等酸苯二氮卓类通常增加惩罚舔的数量(75年]。阿肯色州教育协会同时也诱导anxiolytic-like影响VCT剂量范围EPM(表中观察到2)。不同的结果在后者的模型中,AM404也能够增加惩罚舔(表的数量2)。虽然这些矛盾的结果不明确的原因,他们可能涉及不同的焦虑动物模型。大脑内源性大麻素已经被提议作为“压力缓冲系统”(76年),被要求很高的情况。VCT是可能的,包括疼痛和水不足,从事神经系统dlPAG比EPM在更大程度上。实际上,正如上面所讨论的,痛苦的刺激如用于VCT已经显示增加AEA在这个区域(77年]。
我们进一步研究这种效应intra-dlPAG AEA管理局和AM404老鼠提交上下文恐惧条件反射范式,一种动物模型,还包括疼痛接触(78年]。动物气鳔的环境中他们之前已经被提交给一个厌恶刺激,如电气足底电击,表明行为和心血管变化表现为静止(冻结)和平均动脉压(MAP)、心率(HR)的增加(79年,80年]。虽然电或化学刺激PAG的背部分通常与飞行相关的反应,它也可以产生冻结反应和心血管活动增加26]。再次接触到一个厌恶条件下增加神经元的活动PAG [81年,82年],PAG病变块冻结厌恶条件刺激(83年,84年]。AEA dlPAG显微镜下注射或AM404阻塞条件的表达厌恶反应(78年]。这一效应是由当地预处理抑制AM251,加强CB1受体的参与。
总之,这些结果表明,神经系统在dlPAG可以调节厌恶刺激的反应。这些影响的机制仍不清楚。使用老鼠的大脑切片PAG,沃恩et al。85年]表明大麻类法案通过CB1受体抑制gaba ergic和glutamatergic突触传递。内源性大麻类的功效被吸收和故障自AEA有限只能抑制诱发抑制性突触后电流在抑制剂的存在,AM404。几项研究表明,GABA - glutamate-mediated dPAG发挥相反作用的神经传递。前者tonically抑制防御性反应,后者帮助他们(26]。因此,CB1-mediated抑制性影响这两种神经递质系统可以解释观察到的钟形的剂量反应曲线由AEA本地区以及矛盾的结果对于大麻类对焦虑的影响(见表1和文本风箱的讨论可能参与TRPV1受体)。
这些机制可以解释在PAG的影响,但他们不一定适用于其他大脑区域。在一些地区,CB1受体表达的水平可以在gaba ergic高(尤其是cholecystokinin-containing篮子细胞)相比glutamatergic神经元,大麻素的影响有利于抑制机制介导的损伤神经元前人口(16]。然而,这仍有待进一步调查这些神经亚种群如何有助于大麻类特定行为的影响。此外,gaba ergic和glutamatergic神经元可能有不同的敏感性CB1受体激动剂或拮抗剂取决于物种进行调查。例如,哈勒等。52在小鼠和大鼠)观察到相反的效果测试具有相同剂量的焦虑行为模型的大麻素(见表1)。抑制和兴奋性电流不同的影响在这些物种的海马,提供一个可能的行为反应的差异的基础。因为我们有老鼠当受试者在我们所有的实验中,对其他物种的研究可以进一步巩固我们的假设glutamatergic和gaba ergic禁忌将调解抗焦虑药anxiogenic-like大麻类的影响,分别。为更广泛的讨论不同的相关性神经亚种群大麻类的影响,看到89年]。
4所示。大麻二酚
大麻二酚(CBD)是一个主要nonpsychotomimetic组成的大麻能够对抗anxiogenic和拟精神病高剂量的影响thc (90年,91年]。它也促进anxiolytic-like效应在一些动物模型(见[44- - - - - -47),表1)。此外,CBD诱导抗焦虑的影响在健康的志愿者在模拟演讲测试中,一个模型的临床焦虑,在主题提交功能成像分析研究[92年,93年]。然而,通常看起来与其他大麻类焦虑动物模型,实验与CBD收益率钟形剂量反应曲线,低剂量抗焦虑药,和更高的剂量是无效的(44]。这些行动的机制仍然知之甚少。CBD低亲和力CB1和CB2受体,可以促进神经信号的抑制AEA吸收或酶法水解。它也可以充当一个TRPV1受体激动剂或5 ht1a受体(94年,95年]。
考虑到PAG,除了CB1 [14),也表示大量的TRPV1受体和5 ht1a [96年,97年),我们决定验证如果这个区域可能与CBD的影响。我们发现CBD显微镜下注射到dlPAG anxiolytic-like产生影响的老鼠报EPM或者VCT86年)(表2)。EPM的影响,然而,还显示一个钟形的剂量反应曲线,但之前没有被当地政府AM251 [86年),在相同的剂量能对抗anxiolytic-like AEA和AM404(表的影响2)。CBD的anxiolytic-like效应,然而,被WAY100635阻止,5 ht1a受体的拮抗剂。激活这些Gi-coupled-receptors提高K +电流和抑制腺苷酸环化酶活性98年]。他们作为抑制性受体血清素激活的神经元在中缝核但也本地化postsynaptically在一些大脑区域,包括PAG、杏仁核、海马和额叶皮质。实际上,PAG接收来自中缝背核,血清素激活的预测和本地激活5 ht1a受体促进焦虑状态的控制和肾上腺皮质轴在应激反应(99年]。因此,位于PAG 5 ht1a受体可能参与anxiolytic-like CBD的影响,假设证实,几项研究表明,这些受体产生抗焦虑效果的受体激动剂PAG [One hundred.,101年]。
5。TRPV1受体的方法
TRPV1受体属于一个大家庭calcium-permeable阳离子通道(102年]。可以激活海拔温度、pH值降低,或通过外源性配体如辣椒、红辣椒的辛辣成分(103年,104年]。他们一直与疼痛相关传输和周围神经系统炎症反应。除了环境刺激,内源性大麻素如AEA和N-arachidonyldopamine也可以激活TRPV1受体。因此,它们也可以endovanilloids[计价104年,105年]。
TRPV1受体表达在不同的大脑区域与焦虑有关,包括PAG [106年,107年),在那里他们可以调节谷氨酸释放。确凿的这个提议,当地注入辣椒素产生镇痛效应通过增加谷氨酸释放在这个区域(108年]。此外,激活突触前TRPV1受体产生兴奋性影响dlPAG神经元的放电活动(109年]。谷氨酸是主要的兴奋性神经递质在中枢神经系统,并注入NMDA受体拮抗剂到dlPAG促进EPM的抗焦虑效果和VCT [110年]。
然而,很少有研究调查TRPV1在焦虑的作用。系统性管理capsazepine TRPV1拮抗剂,诱导anxiolytic-like影响老鼠报EPM(表1)[69年]。最近,Marsch et al。111年)表明,TRPV1-deficient老鼠显示EPM减少焦虑和明暗测试。因此,双重FAAH / TRPV1阻滞剂N-arachidonoyl-serotonin能够诱导CB1-mediated anxiolytic-like效果更有说服力地选择性FAAH或TRPV1受体阻滞剂,进一步提出相反的角色对CB1和TRPV1受体(112年]。
进一步调查TRPV1在焦虑调制的作用,我们验证了影响capsazepine intra-dlPAG注射的老鼠EPM和VCT提交。这种药物减少焦虑行为在两个模型(表2),这表明PAG TRPV1受体促进焦虑反应。阿肯色州教育协会和CBD也可以激活TRPV1受体(94年,104年,105年)有助于解释钟形剂量反应曲线对其抗焦虑效果通常与这些化合物发现(表1和2)。同意这个提议,最近表明,capsazepine块高剂量的anxiogenic影响前额叶皮层(AEA的113年]。它仍然测试如果dlPAG中可能会发生类似的效果。在最初的研究中,我们证实了这种可能性,表明intra-dlPAG预处理的无效的剂量capsazepine能够把高,无效的剂量的CBD成为抗焦虑的一个(表2)。
6。结论
上述修改后的证据表明PAG,尤其是它的背外侧列,参与调节效应的大麻类防御反应。这并不意味着PAG是唯一或最相关的结构占大麻类antiaversive属性。其他作者也发现大脑地点CB1受体激活诱导anxiolytic-like效果。低剂量的注入thc在腹侧海马(5前额叶皮层(10 g)或g)导致anxiolytic-like效果;而在杏仁核(1g),相反结果报告(114年]。早期的工作也显示anxiogenic-like效应thc在这个大脑区域(115年]此外,intraprefrontal皮层注射低或高剂量的methanandamide诱发CB1-mediated抗焦虑药或TRPV1-mediated anxiogenic-like效果,分别为(113年]。其他作者也研究大脑网站中介疼痛的反应,大麻类antidepressive-like活动,奖励的影响(89年]。
总之,当地政府CB1受体激动剂dlPAG anxiolytic-like产生影响的几个动物模型。这些影响被AM251阻止,这表明它们被激活介导CB1受体,可能通过突触前抑制谷氨酸释放(见图1)。结果与AM404, AEA代谢/吸收抑制剂,还表明,当地合成dlPAG可以调节内源性大麻素的防御反应,至少在high-aversive条件下。结果还表明,dlPAG可能参与CBD的报道抗焦虑的作用,一个nonpsychotomimetic phytocannabinoid。然而,这种化合物似乎法案通过激活5 ht1a受体(图1)。最后,草酸TRPV1受体的激活dlPAG似乎促进防御反应(图1),可能在某种程度上,负责AEA钟形抗焦虑药的剂量反应曲线的影响和CBD。CB1和TRPV1-activations之间的平衡可能是内源性AEA可以控制厌恶的反应机制。
确认
作者要感谢j . c . Aguiar提供的优秀的技术支持和e·t·戈麦斯。这项研究是由FAPESP和CNPq必须占州政府的支持。d . c . Aguiar a·c·坎波斯,s . f .葡京和l . b . Resstel FAPESP奖学金必须占州政府的接受者。葡京f和a . l . Terzian CNPq奖学金。