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位于大脑半球底部白质中的基底神经节,在机体运动功能调节中发挥重要作用。丘脑底核(subthalamic nucleus,STN)作为基底神经节中唯一的兴奋性核团,是基底神经节的重要信息整合核团,基底神经节任一环路出现异常均会导致帕金森病(Parkinson’s disease)等运动障碍性疾病。下丘脑分泌的一类生物活性肽-食欲素(orexin),参与运动调控等多种生物学效应。有文献报道orexin能够增加正常大鼠丘脑底核神经元的自发放电并调控躯体摇摆行为。丘脑底核有丰富的orexin-2受体(orexin-2 receptor,OX-2R)表达。目的:探讨丘脑底核orexin-B对1-Methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine(MPTP)帕金森病模型小鼠运动行为的调控,并在单细胞水平研究其可能的机制。方法:采用旷场实验和爬杆实验观察丘脑底核orexin-B对MPTP帕金森病模型小鼠运动行为的影响。进一步利用在体细胞外电生理记录观察orexin-B对丘脑底核神经元自发放电的调控。最后通过免疫组织化学技术观察OX-2R在正常和MPTP帕金森病模型小鼠丘脑底核的表达情况。结果:1.在正常小鼠行为学实验中,双侧丘脑底核微量注射orexin-B显著减少小鼠旷场实验的运动总距离(t=3.14,P=0.006),并明显增加小鼠爬杆实验的转头时间(t=2.40,P=0.050)和爬杆时间(t=4.59,P=0.002)。2.在MPTP帕金森病模型小鼠行为学实验中,相比正常小鼠,MPTP帕金森病模型小鼠运动总距离明显减少(t=4.24,P=0.000),转头时间(t=3.16,P=0.001)和爬杆时间(t=4.10,P=0.004)亦明显延长。双侧丘脑底核微量注射orexin-B显著减少MPTP帕金森病模型小鼠运动总距离(t=4.73,P=0.000),并明显增加MPTP帕金森病模型小鼠转头时间(t=5.41,P=0.002)和爬杆时间(t=3.14,P=0.006)。而双侧丘脑底核微量注射选择性OX-2R阻断剂TCS-OX2-29,显著增加MPTP帕金森病模型小鼠运动总距离(t=3.97,P=0.002),并减少MPTP帕金森病模型小鼠转头时间(t=1.57,P=0.050)和爬杆时间(t=3.77,P=0.000)。双侧丘脑底核联合给予TCS-OX2-29和orexin-B组与单独给予orexin-B组MPTP帕金森病模型小鼠相比,运动总距离明显增加(t=2.79,P=0.017),而转头时间(t=3.23,P=0.039)和爬杆时间(t=2.75,P=0.023)明显缩短。3.进一步采用在体细胞外电生理记录,在单细胞水平探讨丘脑底核orexin-B行为学效应的细胞机制。在正常小鼠共记录到27个丘脑底核神经元,细胞自发放电频率处于0.77~3.12Hz之间,平均放电频率1.58±0.16Hz;在MPTP帕金森病模型小鼠中,记录到16个丘脑底核神经元,细胞自发放电频率处于2.56~12.91Hz之间,平均放电频率4.79±1.33Hz,较正常小鼠明显增加(t=9.56,P=0.000)。4.正常小鼠丘脑底核神经元注射0.1μM orexin-B,能使记录的17个神经元中的13个放电频率由1.92±0.17Hz增加至3.64±0.29Hz(t=4.59,P=0.001),平均增加89.71±24.36%;MPTP帕金森病模型小鼠丘脑底核神经元注射0.1μM orexin-B,能使记录的7个神经元中的6个放电频率由4.51±0.28Hz增加至6.60±0.34Hz(t=4.75,P=0.003),平均增加46.81±13.40%,与正常小鼠相比无显著差异(z=-1.84,P=0.072)。5.丘脑底核神经元微压力注射0.05mM TCS-OX2-29的电生理实验中,在正常小鼠记录到的10个神经元中,有8个细胞的放电频率从1.89±0.12Hz降低到1.50±0.11Hz(t=2.32,P=0.050),平均降低20.76±2.02%;MPTP帕金森病模型小鼠记录到9个丘脑底核神经元,放电频率从5.47±0.75Hz降低到2.52±0.37Hz(t=3.54,P=0.005),平均降低53.42±3.87%。与正常小鼠相比差异显著(z=-3.46,P=0.001)。6.联合给药组中,在正常小鼠记录到的对orexin-B有反应的7个神经元,联合给予0.1μM orexin-B和0.05mM TCS-OX2-29,丘脑底核神经元放电频率由2.46±0.70Hz变化至2.81±0.83Hz,平均变化14.23±6.66%,与单独给予0.1μM orexin-B相比(加药前:2.17±0.41Hz,加药后:3.98±0.76Hz,平均增加78.41±13.36%),差异具有显著性(z=0.00,P=0.034);在MPTP帕金森病模型小鼠记录到的对orexin-B有反应的4个神经元,联合给予0.1μM orexin-B和0.05mM TCS-OX2-29,丘脑底核神经元放电频率由3.32±0.42Hz变化至3.59±0.56Hz,平均变化8.12±5.71%,与单独给予0.1μM orexin-B相比(加药前:3.28±0.51Hz,加药后:5.30±1.07Hz,平均增加45.73±4.99%),差异具有显著性(z=0.00,P=0.021)。7.在正常和MPTP帕金森病模型小鼠丘脑底核神经元均有OX-2R的表达,受体表达无明显差异(z=-1.02,P=0.309);并在下丘脑外侧区均观察到orexin-A阳性神经元的免疫荧光染色。结论:丘脑底核orexin-B通过OX-2R参与调控正常与MPTP帕金森病模型小鼠的运动行为。丘脑底核给予TCS-OX2-29可改善MPTP帕金森病模型小鼠的运动症状。外源性orexin-B增加正常与MPTP帕金森病模型小鼠丘脑底核神经元的兴奋性,而内源性orexin通过OX-2R调控神经元自发放电。在正常与MPTP帕金森病模型小鼠中,丘脑底核均观察到OX-2R的表达。