乙醇對感覺刺激誘發小鼠小腦顆粒細胞反應的影響機制

金　娟，　咸峰元，　吳　光，　崔松彪

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乙醇對感覺刺激誘發小鼠小腦顆粒細胞反應的影響機制

金娟，咸峰元，吳光，崔松彪

目的探討乙醇對小腦顆粒細胞感覺信息傳遞的影響，揭示急性酒中毒對小腦皮質感覺信息傳遞與整合影響的部分機制。方法ICR小鼠(6～8周齡)經腹腔注射烏拉坦(1.3 g/kg 體重. )麻醉后，在小腦CrusII相應部位行直徑為1～1.5 mm的開顱術，除去硬腦膜，腦表面暴露部位持續灌流人工腦脊液(ACSF)；三叉神經感覺刺激選用吹風刺激同側觸須墊，電生理記錄選用GC場電位記錄，通過膜片鉗放大器及數據采集軟件記錄感覺刺激誘發GC場電位變化；電生理實驗數據分析采用Clampfit 10.1軟件，采用SPSS軟件進行數據統計學分析。結果(1)吹風刺激(60 ms，50～60 psi)小鼠觸須墊，可誘發小腦CrusII區顆粒細胞高保真反應。(2)小腦表面灌流乙醇對誘發反應的潛伏期沒有明顯影響，但可逆性地抑制顆粒細胞的感覺刺激誘發反應。(3)乙醇對小腦顆粒細胞的感覺刺激誘發反應的抑制作用有濃度依存性，最小抑制濃度為0.5 mmol/L，最大抑制濃度300 mmol/L。(4)高濃度乙醇(500 mmol/L)明顯降低P1振幅中值(half-width)、振幅下面積(area)、P1上升參數(rise tau)和衰減參數(decay tau)，表明高濃度乙醇嚴重影響遞質傳遞與信息傳導。(5)阻斷GABAA受體活性增強P1振幅，同時完全阻斷乙醇對GC感覺刺激誘發反應的抑制作用，表明乙醇通過增強GABAA受體活性來抑制GC感覺刺激誘發反應。結論乙醇通過增強GABAA受體活性對小腦顆粒細胞感覺刺激誘發反應產生明顯的抑制作用，表明乙醇抑制小腦顆粒細胞對感覺信息的傳遞，提示急性酒中毒對小腦運動調節功能的損害可能與乙醇抑制小腦皮質感覺信息傳遞有關。

乙醇；小鼠小腦顆粒細胞；感覺刺激；電生理記錄；GABAA受體

中樞神經系統對乙醇敏感，易損傷主要靶器官，長期過量攝入乙醇會損傷中樞神經系統，造成神經元變性、數量減少，甚至腦萎縮。小腦是重要的運動中樞，小腦皮質將外部信息進行精密運算與綜合后，由浦肯野細胞發出各種輸出指令，來完成各種生理活動。小腦皮質唯一的輸出神經元浦肯野細胞(PC)對乙醇高度敏感；慢性酒精中毒可導致PC變性、樹突減少和小腦變性[1]。體外實驗表明，乙醇主要通過調節受體和遞質傳遞來影響中樞神經系統功能，對GABAA受體起激動作用，乙醇還可以增加PC突觸前GABA遞質的合成與釋放，導致PC興奮性降低。我們研究發現在小腦皮質感覺信息傳遞過程中，GABAA受體介導的抑制作用對PC起決定性作用，感覺刺激誘發 PC產生抑制性突觸后電位(IPSP)，并伴有放電暫停。但在整體動物上，乙醇對哺乳動物小腦皮質神經元活動、突觸傳遞和神經網絡活動的影響尚不清楚，乙醇對小腦皮質感覺信息傳遞機制的影響還不明確。本研究應用在體膜片鉗場電位記錄和藥理學手段，在活體動物上觀察局部灌流給予不同劑量的乙醇對感覺刺激誘發小鼠小腦顆粒細胞層場電位活動的影響，通過GABAA受體阻斷劑及GABAA受體激動劑的應用，探討酒精對感覺信息突觸傳遞的影響及其機制，探索急性酒精中毒對小腦皮質神經元活動、突觸傳遞以及神經網絡和信息傳導的影響機制，明確外源性酒精對感覺刺激誘發小鼠小腦顆粒細胞層場電位影響及其機制，闡明酒精在小腦皮質神經網絡中的作用，為今后臨床治療相關疾病及對學習記憶的研究提供理論依據。

1　材料與方法

1.1實驗動物實驗動物選用6～8周齡的ICR小鼠，體重為25～30 g，雌雄各半，由吉林大學實驗動物中心提供。分籠飼養，自由攝食、飲水。所有實驗操作均遵循國際動物保護條例，并受吉林大學動物保護委員會的監督。

1.2實驗方法

1.2.1實驗動物準備6～8周齡的ICR小鼠，共30只，腹腔注射20%的烏拉坦麻醉(1.3 g/kg)，待角膜反射消失后，將小鼠置于特制的腦立體定位儀上，用雙側耳棒及上頜骨固定頭部。切開頭皮并清除顱骨表面肌肉后制備灌流給藥槽(見圖1A)。參照《The Mouse Brain In Stereotaxic Coordinates》圖譜，在小腦Crus II 處用精密牙科鉆行直徑為1～1.5 ms的開顱術，小心除去硬腦膜，暴露出記錄部位(見圖1B)，安裝好參比電極后，將小鼠和腦立體定位儀固定在顯微鏡(Nikon FN1，Japan)下，找到手術暴露部位，避開血管，確定記錄部位后進行電生理記錄。手術暴露部位使用蠕動泵(MiniPuls 3，Gilson，France)持續灌流人工腦脊液。在整個手術和記錄過程中，使用體溫維持儀和加熱墊使動物體溫保持在37.0 ±0.2 ℃。

(A) 實驗裝置，包括記錄電極、吹風刺激管、記錄電極安裝于電動微操作器上；(B) 小鼠小腦分區及記錄部位由紅色的圓圈表示；(R) Crus II 區，記錄方式選用局部場電位記錄方式

圖1小鼠小腦分區及記錄部位

1.2.2顆粒細胞放電記錄使用自動拉制儀(PB-10，Narishige，Japan)將細玻璃管(外徑：1.5 ms；Narishige，Japan)拉制成記錄電極。電極內充裝20～30 μl人工腦脊液，充灌后人工腦脊液電極阻抗為4～6 MΩ。記錄電極安裝于電動微操作器上(Sutter，USA)，通過顯微鏡(Nikon Eclipse E600FN，Japan)來檢測電極移動。顆粒細胞放電記錄采用型號為Axopatch-1D的膜片鉗放大器(Molecular Device，USA)和Clampex 8.1數據采集與分析軟件(Molecular Device，USA)。在顯微鏡下確定記錄部位后，將記錄電極置于記錄區域腦表面后再將電極慢慢刺入軟腦膜下200～400 μm，到達小腦皮質顆粒細胞層，調整放電振幅為0.5 mV以上，待放電頻率和振幅穩定100 s后，腦表面給予不同劑量的無水乙醇。在細胞外記錄條件下，判定顆粒細胞放電的依據是放電形式既有單純性放電(simple spike，SS)又有復雜性放電(complex spike，CS)(見圖2)。

為了更好地觀察乙醇對自發性復雜放電的影響，對有些神經元采用了細胞密接記錄(cell-attached recording)手段，通過輕輕吸附浦肯野細胞膜，使細胞膜封接阻抗增加至50～150MΩ。細胞放電活動通過Digidata 1200系列數模轉換器、Clampex 8.1軟件和電腦采集，所記錄信號的濾波頻率為2千赫茲，增益為100倍，數據采集后存于移動硬盤和DVD光盤用于分析，只有基線穩定和記錄完整的實驗數據用于統計學分析。

2　結　果

2.1感覺刺激誘發小鼠小腦皮質CrusII區顆粒細胞(GC)場電位反應特征感覺信息可通過苔狀纖維-GC途徑傳入小腦皮質，因此GC在感覺信息傳遞過程中起重要作用。為了檢測GC對感覺刺激的反應，我們將玻璃電極刺入小腦皮質CrusII區GC層(軟腦膜下方200～250 μm；見圖2A)，記錄感覺刺激三叉神經誘發顆粒細胞群體放電反應，即GC場電位記錄。在靜息狀態下，GC沒有同步性興奮性活動，因此，沒有GC場電位變化。然而，吹風刺激同側觸須墊(60 ms，50～60 psi)可誘發GC產生一對興奮性場電位反應(見圖2B)，第一個反應峰值(P1)的平均值0.80± 0.11 mV，反應潛伏期為11.55 ±0.16 ms。第二個峰值(P2)振幅為0.41±0.13 mV明顯小于P1的振幅(P<0.05；n=20)。而兩個峰值間相差59.4±0.06 ms(n=20)，與感覺刺激時間間隔(60 ms)相吻合，表明P1是由吹風刺激開始誘發的，而P2是由吹風刺激結束引起的，表明感覺刺激信息經小腦GC傳遞時保存完整，編碼有刺激開始和結束信息，提示小腦GC對感覺信息的傳遞具有高保真性。

(A)檢測GC對感覺刺激的反應，將玻璃電極刺入小腦皮質CrusII區顆粒細胞層，記錄感覺刺激三叉神經誘發顆粒細胞場電位的變化。(B) 感覺刺激誘發顆粒細胞的場電位反應特征是當給予小鼠吹風刺激時，顆粒細胞層的場電位會出現兩個波P1和P2波，P1波是由于吹風刺激開始引起的，而P2波是由于刺激結束引起的。P1與P2的時間與刺激的開始和結束同步

圖2感覺刺激誘發顆粒細胞層的反應特征

2.2乙醇對感覺刺激誘發小鼠小腦皮質顆粒細胞場電位反應波形及其動力學的影響

2.2.1乙醇對感覺刺激誘發顆粒細胞(GC)場電位反應的影響在電流鉗記錄模式下(I=0)，吹風刺激同側觸須墊誘發GC產生雙峰興奮性場電位反應，P1和P2(見圖3A)，腦表面灌流濃度為50 mmol/L的乙醇，對感覺刺激誘發GC反應的潛伏期沒有明顯影響，灌流5 min后誘發反應的潛伏期為1(1.47 ± 0.30 ms)，較給藥前沒有顯著差異(11.57 ms±0.41 ms；n=5)；但P1的平均值降低了10.1%±1.9% (P<0.05 vs ACSF；n=5；見圖3B)，P2的平均值降低13.7%±4.7% (P<0.05 vs ACSF；n=5；見圖3C)，表明乙醇明顯抑制小鼠小腦GC對感覺刺激的反應。腦表面灌流乙醇所導致的小腦GC感覺刺激誘發反應的抑制是可逆的，沖洗15～20 min后可逐漸恢復到給藥前狀態。乙醇攝入對中樞神經系統的損傷與攝入量關系密切，增加攝入量可增強乙醇對神經元活動及突觸傳遞的影響，甚至導致神經元功能障礙，說明乙醇對中樞神經系統活動的影響具有劑量依存性。因此，我們檢測了不同濃度乙醇對感覺刺激激誘發小腦GC場電位的影響。研究結果見圖4，乙醇對感覺刺激誘發小腦GC場電位的抑制作用存在一定的濃度依存性。引起感覺刺激誘發GC場電位抑制的最小乙醇濃度為5 mmol/L，該濃度的乙醇可使P1的平均值降低了2.3%±1.2% (P<0.05 vs ACSF；n=5)。當灌流液中乙醇濃度為300 mmol/L時，P1的平均值降低18.9%±3.3% (P<0.05 vs ACSF；n=5)，灌流液中乙醇濃度為1000 mmol/L時，P1的平均值降低18.7%±5.0% (P>0.05 vs 300 mmol/L 乙醇組；n=5)，表明當灌流液中乙醇濃度達300 mmol/L時，乙醇對感覺刺激誘發GC場電位的抑制作用達到最大值，可以使感覺刺激誘發GC場電位反應約降低20%。上述結果表明，乙醇對小腦GC感覺信息傳遞有明顯的抑制作用，這種抑制作用存在一定的濃度依存性，但高濃度乙醇不能完全抑制GC對感覺刺激的反應，提示乙醇攝入在一定程度上抑制GC對感覺信息的傳遞，但不能完全阻斷GC感覺信息傳遞。

(A) 吹風刺激同側觸須墊誘發GC產生雙峰興奮性場電位反應。(B，C)腦表面灌流濃度為50 mmol/L的乙醇，對感覺刺激誘發GC反應的潛伏期沒有明顯影響，但明顯感覺刺激誘發GC場電位反應，表明乙醇明顯抑制小鼠小腦GC對感覺刺激的反應

圖3乙醇對感覺刺激誘發顆粒細胞場電位反應的影響

圖4乙醇對小腦GC感覺信息傳遞有明顯的抑制作用，這種抑制作用存在一定的濃度依存性，但高濃度乙醇不能完全抑制GC對感覺刺激的反應，提示乙醇攝入在一定程度上抑制GC對感覺信息的傳遞，但不能完全阻斷GC感覺信息傳遞

2.2.2乙醇對感覺刺激誘發顆粒細胞(GC)場電位反應動力學特征的影響一般認為乙醇與苯巴比妥類麻醉藥物的作用相似，通過激動GABAA受體活性增強神經元的抑制作用，調節受體和遞質傳遞。本研究結果表明，乙醇對小腦GC感覺信息傳遞有明顯的抑制作用，抑制作用有濃度依存性，高濃度乙醇對GC感覺刺激誘發反應抑制的抑制明顯，可使GC感覺刺激誘發反應降低20%左右，提示高濃度乙醇可能影響感覺刺激誘發GC場電位反應動力學。進一步分析表明：小腦表面灌流高濃度乙醇(500 mmol/L)，P1中間值為給藥前的81.7%±4.5% (P<0.05 vs ACSF；n=5；見圖5A)，波形下面積為給藥前的82.3%±4.8% (P<0.05 vs ACSF；n=5；見圖5B)，進一步證實乙醇對小腦GC感覺刺激誘發反應的抑制作用。另外，對感覺刺激誘發反應波形的動力學特征分析發現：小腦表面灌流高濃度乙醇(500 mmol/L)后，P1波形上升相的Tau值從給藥前的5.45±0.65 ms降低至3.61±1.10 ms(P<0.05；n=5)。P1上升相代表感覺刺激誘導的興奮性遞質釋放并與相應受體結合過程，乙醇使P1上升相Tau值減少，在一定程度上說明乙醇可能減少興奮性遞質釋放、或降低遞質與相應受體結合的數量。P1波形消退相的Tau值從給藥前的9.11±2.46 ms降低至5.86±1.31 ms (P<0.05；n=5)。P1消退相代表感覺刺激誘導的興奮性遞質與相應受體結合后失活或分離過程，乙醇使P1消退相Tau值減少，可能與乙醇減少興奮性遞質釋放、或降低遞質與相應受體結合的數量有關。上述結果表明，腦表面灌流乙醇對感覺刺激誘發GC場電位反應動力學有明顯的抑制作用。

(A)乙醇對小腦GC感覺信息傳遞有明顯的抑制作用；(B)小腦表面灌流高濃度乙醇，P1中間值相比較給藥前明顯下降；(C)波形下面積比給藥前明顯下降；(D)P1上升參數給藥前明顯下降；(E)衰減參數比給藥前明顯下降

圖5乙醇對感覺刺激誘發顆粒細胞場電位反應動力學特征的影響

2.3乙醇對感覺刺激誘發顆粒細胞(GC)場電位反應影響的藥理學機制顆粒細胞層主要由GC和Golgi細胞組成，Golgi細胞是顆粒細胞層主要的抑制性中間神經元，通過釋放GABA使顆粒細胞產生持續性抑制和陣發性抑制。乙醇可以直接興奮Golgi細胞對GC產生陣發性抑制，同時導致GABA向GC周圍溢出增多，使環境中的GABA濃度升高，對GC產生持續性抑制。本研究發現乙醇明顯抑制感覺刺激誘發GC場電位反應，降低P1和P2幅值、抑制誘發場電位反應動力學，提示乙醇可能通過增強GABAA受體活性而對GC感覺信息傳遞產生持續性抑制作用。為了明確乙醇對感覺刺激誘發GC場電位反應的抑制作用是否與GABAA受體有關，本實驗選用特異性GABAA受體阻斷劑，SR95531(見圖6)。腦表面灌流300 mmol/L乙醇明顯抑制感覺刺激誘發GC場電位反應，與灌流酒精前相比，P1峰值降至81.7%±3.0%(P<0.05；n=5)，沖洗20 min后恢復至98.9%±1.3%，隨后灌流SR95531(20 μm)導致P1峰值增加至107.8%±1.5%(P<0.05 vs ACSF；n=5)，在SR95531(20 μmol/L)存在條件下灌流乙醇(300 mmol/L)10 min后，P1峰值為ACSF狀態下的103.3%±3.9% (P>0.05 vs ACSF；n=5)，SR95531阻斷了乙醇導致的感覺刺激誘發GC場電位反應的抑制作用，表明乙醇通過增強GABAA受體活性對GC感覺信息傳遞產生持續性抑制作用。

圖6乙醇對感覺刺激誘發顆粒細胞場電位反應影響的藥理學機制；乙醇通過增強GABAA受體活性對GC感覺信息傳遞產生持續性抑制

3　討　論

小腦是重要的運動中樞，小腦皮質將外部信息進行精密運算與綜合后，由浦肯野細胞發出各種輸出指令，來完成各種生理活動。浦肯野氏細胞(PC)是小腦皮質的主神經元，其軸突構成小腦皮質的唯一傳出路徑，通過其軸突末梢釋放GABA，對其所支配的小腦核團神經元發揮持續的抑制作用。在小腦的傳入纖維中，爬行纖維和苔狀纖維均與PC樹突形成興奮性突出聯系[1，2]。爬行纖維的興奮性傳入可引起PC興奮，表現為復雜峰電位放電(complex spikes，CS)而苔狀纖維與顆粒細胞形成突觸聯系后，通過顆粒細胞的軸突-平行纖維來間接地興奮PC，表現為簡單峰電位放電(simple spike，SS)。藍狀細胞(BC)和星狀細胞(SC)都是PC的抑制性中間神經元，BC的長軸突末梢包裹在3-5個PC的胞體和軸突起始段，BC興奮可直接從胞體抑制PC；而SC的軸突選擇性地與PC樹突形成抑制性突觸聯系，對PC樹突產生抑制，分流平行纖維的興奮性傳入[3]。傳統理論認為感覺信息通過苔狀纖維-顆粒細胞-平行纖維途徑，興奮一束平行纖維及其支配的PC[4]。雖然大量小腦切片實驗數據都與傳統理論相吻合，但在整體動物上自然感覺刺激始終沒能誘發一束小腦皮質PC產生興奮[5～7]。最近的研究發現感覺刺激不能興奮PC，反而導致 PC產生IPSP(IPSCs)，并伴有放電暫停，感覺刺激只有在阻斷GABAA受體活性后，才可以誘發PC興奮[8，9]，表明抑制性中間神經元在小腦皮質感覺信息傳遞過程中起決定性作用。本研究發現吹風刺激小鼠觸須墊，可誘發小腦CrusII區顆粒細胞高保真反應，表現為刺激開始反應大于刺激結束反應，表明感覺刺激信息通過苔狀纖維-GC途徑傳入小腦皮質時保存完整，對刺激開始和結束信息編碼完整，表明小腦GC對感覺信息的傳遞具有高保真性。

乙醇主要通過調節受體和遞質傳遞來影響中樞神經系統功能，一般認為乙醇與苯巴比妥類麻醉藥物的作用非常相似，對GABAA受體活性有激動作用。動物實驗表明，GABAA受體激動劑，蠅蕈醇(muscimol)可以增強乙醇的鎮靜作用，而GABAA受體阻斷劑，印防己毒素(picrotoxin)和荷苞牡丹堿(bicucilline)可以拮抗乙醇的鎮靜和運動共濟失調癥狀，而苯二卓類(benzodiazepines)可以增強乙醇對GABAA的激動作用[10]。體外實驗還發現乙醇明顯抑制N-甲基-D-天冬氨酸(NMDA)受體活性，導致NMDA通道電流減小[11]。Mameli等人在小腦切片上應用膜片鉗和藥理學手段研究發現乙醇可以增加PC自發性抑制性突觸后電流(IPSCs)的發生頻率，可使電刺激誘發的IPSC振幅增加，雙刺激比率(paired-pulse ratio)降低；而細胞接觸記錄顯示乙醇并不影響PC自發性發電頻率，他們主張乙醇對PC的抑制作用是突觸前行為，可能與顆粒細胞的興奮性傳入減少有關[12]。動物長期飲用(大于3 m)濃度大于18%的乙醇飲料，可以導致PC活動明顯抑制，單純性和復雜性峰電位放電頻率均減少；而對GC活動無顯著影響[13]。

顆粒細胞層主要的抑制性中間神經元，它接受平行纖維的興奮性傳入，為顆粒細胞提供反饋抑制，以減弱平行纖維對PC的興奮性傳入[2]。Golgi細胞向GC提供持續性抑制和陣發性抑制。本研究發現：乙醇對小腦GC感覺信息傳遞有明顯的抑制作用，這種抑制作用存在一定的濃度依存性，但高濃度乙醇不能完全抑制GC對感覺刺激的反應，提示乙醇攝入可通過增強GABAA受體活性抑制GC對感覺信息的傳遞，但不能完全阻斷GC感覺信息傳遞。應用GABAA受體阻斷劑完全阻斷了乙醇導致的感覺刺激誘發GC場電位反應的抑制作用，表明乙醇通過增強GABAA受體活性對GC感覺信息傳遞產生持續性抑制作用。本研究結果可能與以下因素有關：(1)乙醇通過調節受體和遞質傳遞來影響中樞神經系統功能，對GABAA受體活性有激動作用。動物實驗表明，GABAA受體激動劑蠅蕈醇可以增強乙醇的鎮靜作用，而GABAA受體阻斷劑，印防己毒素和荷苞牡丹堿可以拮抗乙醇的鎮靜和運動共濟失調癥狀，但苯二卓類可以增強乙醇對GABAA的激動作用[10]。因此，環境中乙醇濃度的增高，可能直接激動GC上的GABAA受體，對GC細胞產生持續性抑制作用。(2)環境中乙醇濃度的增高也可能與內源性GABA產生協同作用，進而增強內源性GABA對GC的抑制作用。(3)乙醇通過抑制Golgi細胞內的Na+/K+ATP酶的活性，增加Golgi細胞興奮性，從而增強對GC的陣發性抑制，并增加GABA向GC周圍溢出，導致環境中的GABA濃度升高，進而增加GC的持續性抑制[14]。因此，小腦皮質乙醇濃度的增高可以興奮Golgi細胞，增加GABA的釋放，提高GC周圍GABA的濃度，增加GC的持續性抑制，抑制GC感覺刺激誘發反應。另外，在小腦切片上，乙醇不影響PC自發性發電頻率，但可以增加PC自發性抑制性突觸后電流(IPSCs)的發生頻率，可使電刺激誘發的IPSC振幅增加、雙刺激比率降低，提示乙醇可能抑制顆粒細胞的興奮性傳入 。

另外，高濃度乙醇不僅降低P1振幅值，而且明顯降低P1振幅中值、振幅下面積、P1上升參數和衰減參數，表明腦表面灌流乙醇對感覺刺激誘發GC場電位反應動力學有明顯的抑制作用。在一定程度上提示乙醇可能通過活化GABAA受體而抑制興奮性遞質釋放、或妨礙興奮性遞質與相應受體結合。

總之，乙醇對GABAA受體活性有激動作用，可以通過增強GABAA受體活性對小腦顆粒細胞感覺刺激誘發反應產生明顯的抑制作用，表明乙醇抑制小腦顆粒細胞對感覺信息的傳遞，提示急性酒中毒對小腦運動調節功能的損害可能與乙醇抑制小腦皮質感覺信息傳遞有關。研究結果有助于解明酒中毒性小腦病變的發生機理，為臨床治療提供理論依據。

[1]王維治. 神經病學[M]. 第1版. 北京：人民衛生出版社，2006.1506-1521.

[2]韓濟生. 神經科學[M]. 第3版. 北京：北京大學醫學出版社，2008.796-818.

[3]Palay SL，Chan-Palay V. Cerebellar Cortex[M]. New York：Springer-Verlag，1974.

[4]Eccles JC，Ito M，Szentagothai J. The Cerebellum as a Neuronal Machine[M]. Berlin：Springer-Verlag，1967.

[5]Qiu DL，Knpfel T. An NMDA receptor/nitric oxide cascade in presynaptic parallel fiber-Purkinje neuron long-term potentiation[J]. J Neurosci，2007，27：3408-3415.

[6]Qiu DL，Knpfel T. Presynaptically expressed long-term depression at cerebellar parallel fiber synapses[J]. P flugers Arch，2009，457：865-875.

[7]Cohen D，Yarom Y. Patches of synchronized activity in the cerebellar cortex evoked by mossy fiber stimulation：questioning the role of parallel fibers[J]. Proc Natl Acad Sci USA，1998，95：15032-15036.

[8]Chu CP，Bing YH，Qiu DL，et al. Sensory stimulus evokes inhibition rather than excitation in cerebellar Purkinje cells in vivo in mice [J]. J Neurosci Lett，2011，487：182-186.

[9]Chu CP，Bing YH，Liu H，et al. Roles of molecular layer interneurons in sensory information processing in mouse cerebellar cortex crus Ⅱ[J]. PLos one，2012，7(5)：e37031.

[10]Wallner M，Hanchar HJ，Olsen RW，et al. Low dose acute alcohol effects on GABA A receptor subtypes [J]. Pharmacol Ther，2006，112：513-528.

[11]Ming Z，Knapp DJ，Mueller RA，et al. Differential modulation of GABA- and NMDA-gated currents by ethanol and isoflurane cultured rat cerebral cortical neurons [J]. Brain Res，2001，920：117-124.

[12]Mameli M，Botta P，Paula A，et al. Ethanol Decreases purkinje neuron excitability by increasing GABA release in rat cerebellar slices [J]. J Pharmacol Exp Ther，2008，327(3)：910-917.

[13]Servais L，Bearzattoa B，Delvaux V，et al. Effect of chronic ethanol ingestion on Purkinje and Golgi cell firing in vivo and on motor coordination in mice [J]. Brain Res，2005，1055：171- 179.

[14]Botta P，Radcliffe RA，Carta M，et al. Modulation of GABAA receptors in cerebellar granule neurons by ethanol：a review of genetic and electrophysiological studies[J]. Alcohol，2007，41(3)：187-199.

Mechanisms of ethanol affects sensory stimulus-evoked response in cerebelalr granule cell in vivo in mice

JINJuan，XIANFengyuan，WUGuang，etal.

(DepartmentofNeurology，AffiliatedHospitalYanbianUniversity，Yanji133000，China)

ObjectiveThe mechanisms of the effects of ethanol on the sensory information transferred by cerebellar GCs，and reveal a partial mechanisms of sensory information integration and transmission in cerebellar cortex. MethodsAfter ICR mice were anesthetized by intraperitoneal injection of urethane (1.3 g/kg body weight i.p.)，a 1～1.5 mm craniotomy were drilled to expose the cerebellar surface corresponding to cerebellar cortex Crus II. The dura were removed，and the cerebellar surface was constantly superfused with oxygenated artificial cerebrospinal fluid (ACSF). Sensory stimuli were performed by air-puff stimulation (60 ms，50～60 psi) of ipsilateral whisker pad. Field potential recording were employed to record the sensory stimuli evoked responses in cerebellar GC. Electrophysiological data were analyzed using Clampfit 10.1 software. Differences between the mean values recorded under control and test conditions were evaluated by Student’s paired t-test using SPSS software. Results(1) Air-puff stimulation of ipsilateral whisker-pad evoked high fidelity responses in GCs in cerebellar Crus II. (2) Cerebellar surface perfusion of ethanol did not change the latency of the evoked responses，but reversible inhibited the sensory stimulation evoked responses in GCs. (3) The ethanol-induced inhibition of the sensory stimulation evoked responses was concentration dependent，the minimal concentration is 0.5 mmol/L，the maximal inhibitory concentration is 300 mmol/L that induced a decrease in the normalized amplitude of P1 . (4) High concentration of ethanol significantly induced decreases in half-width，area，rise tau and decay tau of P1. (5) Blockade of GABAA receptor activity induced an increase in amplitude of P1，and abolished the ethanol induced inhibition in the sensory stimulation-evoked responses of GCs，indicated that ethanol induced inhibition in GC sensory stimulation-evoked responses of cerebellar Cs via the enhancement of GABAA receptors activity. ConclusionsEthanol inhibited the sensory-stimulation evoked responses in cerebellar GCs through the enhancement of GABA receptor activation，indicated that ethanol inhibited the cerebellar GCs to transfer the sensory information. These results suggested that the impairment of cerebellar motor coordination by acute alcohol intoxication could be related with ethanol induced inhibition in the cerebellar cortical sensory information transmission.

Alcohol；Mice cerebellar granule cell (GC)；Sensory stimuli；Synchronized with electrophysiology recording；GABAA receptor

1003-2754(2016)05-0448-06

2016-01-20；

2016-03-15

(延邊大學附屬醫院神經內科，吉林 延邊 133002 )

崔松彪，E-mail：sbcui@ybu. edu. cn

R595.6

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