【摘要】 GABA(γ-氨基丁酸）是脊椎動(dòng)物中樞神經(jīng)系統(tǒng)中一種重要的抑制性神經(jīng)遞質(zhì)，主要通過作用于GABAA，GABAB和GABAC三種亞型受體發(fā)揮生理效用。突觸內(nèi)GABAA受體介導(dǎo)抑制性突觸后電流是GABAA受體介導(dǎo)抑制性作用的理論基礎(chǔ)，而近來，科學(xué)家們描述的一種GABAA受體介導(dǎo)的新型抑制作用即持續(xù)性抑制。是由于低濃度的GABA激活突觸外GABAA受體引起的生理效應(yīng)。突觸外GABAA受體由能將生物物理學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定遺傳給下一代的亞基組成，在藥理和功能上也區(qū)別于突觸內(nèi)受體相似物。這篇綜述將更加全面具體的闡述重組體的性質(zhì)，天然突觸外GABAA受體以及其相關(guān)試劑的研究。并深入從生理學(xué)和病理學(xué)方面探討中樞神經(jīng)系統(tǒng)中突觸外GABAA受體在GABA能抑制電流過程中的重要作用。

【關(guān)鍵詞】 GABAA受體 藥理學(xué) 功能

1 引言

人們最初在小腦顆粒細(xì)胞發(fā)現(xiàn)，某些神經(jīng)元中存在的一種依賴于突觸外GABAA受體的信號(hào)。后來在其它部位如腦回，海馬，大腦皮層，丘腦，紋狀體，下丘腦，脊髓也發(fā)現(xiàn)了這種現(xiàn)象。GABA(γ-氨基丁酸）從突觸間隙溢出會(huì)活化突觸外或者突觸前膜的GABAA受體，產(chǎn)生一種持續(xù)性的GABA電流，從而發(fā)揮與經(jīng)典的突觸后GABAA受體介導(dǎo)的階段性緩慢但瞬時(shí)的相位性抑制不同的持久的持續(xù)性的抑制作用。這種抑制作用在人類中同樣存在。它不像相位性抑制那樣嚴(yán)格受突觸傳遞的限制，其介導(dǎo)的抑制效應(yīng)持續(xù)存在，因而，持續(xù)性抑制在控制神經(jīng)元興奮性方面被認(rèn)為比相位性抑制發(fā)揮了更為重要的作用。

持續(xù)性抑制與一些特殊的受體亞基特別是ａ4，ａ6，δ亞基的表達(dá)有關(guān)，如齒狀回顆粒細(xì)胞上δ亞基的表達(dá)、CA1和CA3錐體神經(jīng)元上的ａ5亞基的表達(dá)。一般而言，含有δ亞基的受體均為突觸外受體但并不是所有的突觸外GABAA受體都含有δ亞基。突觸外GABAA受體的主要組成部分是普遍存在的r亞基，r亞基能促使GABAA受體在突觸上聚集。具有δ亞基的重組受體非常適合于引起緊張性抑制（例如由存在細(xì)胞外的低密度的GABA引起的脫敏反應(yīng)）。δ亞基在受體藥理學(xué)也具有支配作用，例如，突觸外GABAA受體一般對(duì)苯二氮類鎮(zhèn)靜劑不敏感，但對(duì)GABAA受體“超級(jí)鎮(zhèn)靜劑”THIP極度敏感。

最近，已有人開始鑒定突觸外受體，將其作為新的內(nèi)源性以及臨床相關(guān)因子包括某些神經(jīng)甾體，乙醇，一些麻醉，催眠因子，鎮(zhèn)痛藥以及一些抗驚厥藥物。另外，人們還開始闡明緊張性抑制的功能，例如動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)神經(jīng)元輸出，神經(jīng)傳遞的增益控制。另外，研究認(rèn)為持續(xù)性抑制不僅參與了海馬學(xué)習(xí)記憶等功能的調(diào)節(jié)，還參與了像癲癇、經(jīng)前期焦慮失調(diào)等神經(jīng)系統(tǒng)疾病的發(fā)病過程。

2 包含在GABAA通道中δ亞基重組體的生物物理性

通過分子生物學(xué)和生物技術(shù)等手段分析配體門控通道特征，并推測(cè)其在神經(jīng)系統(tǒng)中的功能特征。Macdonald和他的同事通過重組受體的方法測(cè)出重組ａβδ受體和ａβγ受體的特點(diǎn)，突觸外和突觸上受體的特點(diǎn)及特發(fā)全面性癲癇的δ亞基的突變的病理生理學(xué)功能。

哺乳動(dòng)物大腦中GABAA受體主要ａβγ三種亞基，其典型結(jié)構(gòu)是由各亞基以比例為2：2：1共同形成的五邊形寡聚體，δ亞基可以替代γ亞基。ａβδ受體中各亞基的比例仍然不確定。兩受體亞型之間的功能也不同。與ａ1βγ2受體相比，ａ1βδ，ａ4βδ和ａ6βδ受體具備微弱的宏觀振幅，提高外向整流，慢脫敏，和缺少快速脫敏的特征。

在藥理學(xué)上，ａβδ和ａβγ受體也是有區(qū)別的。ａβδ受體對(duì)苯二氮不敏感，與ａβγ受體相比，其可以通過鋅，鑭，神經(jīng)甾體，乙醇等變構(gòu)調(diào)節(jié)。丘腦突觸外 GABAA受體，包含巴比妥類和某些麻醉藥類的作用靶點(diǎn)，如抗焦慮的安定藥。另外，在ａβγ受體上，GABA療效很高，但是在ａβδ受體上，GABA的療效很低。暗示GABA是ａβδ受體的部分激動(dòng)劑。改變ａβδ受體的GABA作用療效一般通過變構(gòu)調(diào)節(jié)劑帶來。

GABAA受體的機(jī)能障礙在特發(fā)全面性癲癇的發(fā)生已被確認(rèn)。刺激 GABAA受體使其興奮能一直癲癇的發(fā)生，而抑制 GABAA受體則會(huì)誘發(fā)癲癇的發(fā)生。另外，GABAA受體亞基組成的變化也能誘發(fā)癲癇的發(fā)生。Dibbens et al等報(bào)道了兩個(gè)δ亞基的變種是由易感基因造成并能夠引起全身性癲癇伴高熱驚厥加青少年肌陣攣性癲癇。而 GABAA受體的α 5、 β 3 基因可能是兒童失神性癲癇的易感基因。在HEK293T細(xì)胞，重組的hａ1β2δ(E177A)和hａ1β2δ(R220H)受體呈現(xiàn)出減少降低電流的現(xiàn)象，盡管GABA EC50與天然的受體沒有什么不同。在重組的hａ4β2δ(E177A)和hａ4β2δ(R220H)受體，GABAEC50與天然受體很相似，降低宏觀電流可以通過降低單通道電流，控制通道開放的時(shí)間和減少膜表面受體的表達(dá)來實(shí)現(xiàn)。因此，ａβδ受體的喪失可能是由于突觸外GABAA受體異常造成的。

3 突觸及突觸外GABAA受體的神經(jīng)甾體的神經(jīng)元選擇作用

神經(jīng)甾體通過內(nèi)分泌，旁分泌或者自分泌調(diào)節(jié)神經(jīng)興奮性。其在大腦和血漿中在特定的生理或病理?xiàng)l件下是可以被調(diào)節(jié)的。神經(jīng)甾體的受體包括GABAA受體；NMDA受體；AMPA受體等。其中GABAA受體是神經(jīng)甾體的主要受體。神經(jīng)甾體通過直接作用于GABAA受體德TM4與羧基端之間的區(qū)域或者直接調(diào)節(jié)GABA發(fā)揮作用。然而，由于GABAA受體泛在性表達(dá)，神經(jīng)甾體的作用范圍也可能是廣泛的。然而Belelli和同事的實(shí)驗(yàn)證明神經(jīng)甾體作用機(jī)制具有神經(jīng)元選擇性。神經(jīng)元選擇性可能是一系列分子機(jī)制調(diào)控的，包括亞基組成等。使不同人群的受體在特定神經(jīng)元中可能會(huì)出現(xiàn)不同的神經(jīng)甾體敏感性。重組受體對(duì)神經(jīng)甾體是敏感的，但ａ或β亞基的異構(gòu)性特征對(duì)受體的影響不大。相比之下，在自身神經(jīng)元上突觸內(nèi)的GABAA受體具有高度異質(zhì)反應(yīng)。在腹側(cè)基底的丘腦皮層神經(jīng)元上，突觸內(nèi)GABAA受體僅對(duì)高濃度的四氫孕酮敏感，而低濃度的四氫孕酮可以加強(qiáng)腦室中釋放CRF的小細(xì)胞神經(jīng)元的突觸抑制。相比突觸GABAA受體，包含δ亞基的突觸外受體在生理?xiàng)l件下對(duì)低濃度的神經(jīng)甾體高度敏感，這種提議在受體重組實(shí)驗(yàn)中得到支持，切除δ亞基的小鼠對(duì)內(nèi)源或合成的神經(jīng)甾體的敏行為感性降低。而且，含有δ亞基受體的干細(xì)胞的確對(duì)低濃度的四氫孕酮很敏感。

但在丘腦皮層中突觸外GABAA受體對(duì)高濃度四氫孕酮或者5ａ-THDOC不敏感，對(duì)適中的5ａ-THDOC的依賴效應(yīng)在丘腦皮層中可以被觀察到，并一直呈現(xiàn)在缺少δ亞基的小鼠中。其它的機(jī)制已顯示出的神經(jīng)甾體作用的神經(jīng)元選擇性，包括磷酸化狀態(tài)的天然GABAA受體和局部甾體代謝，它們的確切作用仍有待研究。

突觸內(nèi)和突觸外GABAA受體都是神經(jīng)甾體作用的靶點(diǎn)，因此神經(jīng)甾體不敏感受體亞型的轉(zhuǎn)基因小鼠將有助于探索突觸和突觸外GABAA受體在神經(jīng)甾體生理作用下的鑒別。

4 丘腦突觸外GABAA受體是乙醇和麻醉劑的一個(gè)靶點(diǎn)

下丘腦VB區(qū)的TC神經(jīng)元對(duì)GABAA表現(xiàn)為緊張性抑制。免疫共沉淀實(shí)驗(yàn)顯示δ亞基的抗體可以沉淀下ａ4亞基。已經(jīng)證明多達(dá)30%的TC神經(jīng)元的GABAA受體中可能含有ａ4亞基。此外，ａ4亞基和δ亞基被發(fā)現(xiàn)主要共定位在突觸外的位置，這個(gè)現(xiàn)象通過喪失了緊張性抑制的敲除TC神經(jīng)元亞基的小鼠得到了證實(shí)。由于下丘腦在睡眠調(diào)控中扮演一個(gè)重要角色，而且GABA水平已經(jīng)被證明可以影響到睡醒循環(huán)，所以那些以下丘腦突觸外GABAA受體作為靶點(diǎn)的物質(zhì)可能在支配鎮(zhèn)靜，催眠和知覺方面起到重要作用。

Harrison和同事用臨床上重要的兩種物質(zhì)，乙醇和麻醉劑證實(shí)了這一點(diǎn)。在對(duì)照組上，低濃度的乙醇就可以導(dǎo)致昏醉，穩(wěn)定電流被GABAA受體拮抗劑完全消除，乙醇對(duì)亞基敲除鼠的TC神經(jīng)元沒有影響。在相似的靜脈，那些用于臨床上來產(chǎn)生無痛，遺忘，無意識(shí)，自主反應(yīng)遲鈍，不能移動(dòng)的麻醉劑在低劑量下就可以產(chǎn)生鎮(zhèn)靜。Harrison和同事證實(shí)甚至低濃度的異氟醚也可以有效的產(chǎn)生鎮(zhèn)靜，引發(fā)VB區(qū)TC神經(jīng)元產(chǎn)生一個(gè)持續(xù)性電流，同時(shí)伴隨傳導(dǎo)增加。靠近CL反轉(zhuǎn)電位的異氟醚引發(fā)電流的反轉(zhuǎn)電位可以被克他命阻斷，同乙醇一樣，異氟醚對(duì)ａ4亞基敲除鼠的TC神經(jīng)元也沒有影響，即使在劑量高達(dá)可以產(chǎn)生無意識(shí)的情況下。因此，同其他組一樣，下丘腦的突觸外GABAA受體表現(xiàn)為乙醇和麻醉劑的一個(gè)優(yōu)先靶點(diǎn)。

雖然乙醇和麻醉劑的作用可能在大腦中受到不同機(jī)制的介導(dǎo)，但Harrison和同事的工作和其他人的工作都說明GABAA受體是它們的主要作用模式上的一個(gè)重要角色。此外，下丘腦對(duì)控制睡眠狀態(tài)的重要作用也說明了對(duì)TC神經(jīng)元突觸外GABAA受體的調(diào)控可能對(duì)全球睡眠問題有所幫助，同時(shí)它也是治療睡眠失調(diào)和癲癇這類下丘腦皮層相關(guān)障礙疾病的一個(gè)靶點(diǎn)。 5 類固醇激素在卵巢周期，妊娠及相關(guān)障礙情況下調(diào)控突觸外GABAA受體

許多精神病學(xué)和神經(jīng)學(xué)障礙如PMS，PMDD，月經(jīng)期癲癇及產(chǎn)后抑郁癥與中樞神經(jīng)系統(tǒng)中神經(jīng)類固醇量的改變有關(guān)病理生理學(xué)很早就將這些疾病歸結(jié)為類固醇激素水平改變的有害反應(yīng)。例如產(chǎn)后抑郁癥由于產(chǎn)后孕激素水平下降從而導(dǎo)致GABAA受體對(duì)苯二氮卓類不敏感，從而抑制GABA能神經(jīng)元的活動(dòng)，造成多巴胺功能亢進(jìn)，從而產(chǎn)生抑郁情緒。最近研究表明使用一些外源性的神經(jīng)類固醇可以改變GABAA受體亞基的表達(dá)，例如ａ1，ａ4和γ2亞基與神經(jīng)類固醇量是正向的，而γ2亞基的表達(dá)與神經(jīng)類固醇量是反向的。此外，確定的神經(jīng)類固醇有選擇性的增強(qiáng)GABA和GABAA受體的作用，尤其是那些包含δ亞基的受體。因此，知道神經(jīng)類固醇的特異性GABAA受體可以更好的理解他們的功能。Jamie maguire和同事已經(jīng)檢測(cè)出突觸外GABAA受體在卵巢周期及整個(gè)妊娠期中的作用及無功能的神經(jīng)類固醇調(diào)控這些受體時(shí)就會(huì)伴隨病理生理學(xué)上的一些障礙。

在海馬中，GABAA受體表達(dá)改變發(fā)生在動(dòng)情周期，尤其伴隨著類固醇激素前體水平升高δ亞基表達(dá)增加和γ2亞基表達(dá)減少。在齒狀回顆粒細(xì)胞，升高孕酮和δ亞基水平可以增加緊張性抑制和下降焦慮水平及癲癇易感性。產(chǎn)后也是一個(gè)感情障礙特別脆弱時(shí)期。在海馬中，GABAA受體亞基表達(dá)在妊娠期也是改變的，在懷孕18天后δ和γ2亞基表達(dá)水平下降，而在產(chǎn)后48小時(shí)又恢復(fù)到少女水平。δ和γ2亞基的表達(dá)水平減少也伴隨著齒狀回的緊張性和相位性抑制下降，可能作為一種穩(wěn)態(tài)補(bǔ)償機(jī)制去維持妊娠期的興奮性水平。在δ亞基敲除鼠，得不到調(diào)控的GABAA受體在妊娠和產(chǎn)后時(shí)期表現(xiàn)為一種不正常的表型，包括抑郁樣行為，不能建窩，由于疏于看管和吃仔引發(fā)的幼崽死亡率增加。因此，確定性的固醇類激素不僅將GABAA受體作為一個(gè)靶點(diǎn)同時(shí)他接下來對(duì)神經(jīng)興奮性的調(diào)節(jié)也是這些激素在卵巢周期，妊娠和產(chǎn)后的正常功能也一個(gè)重要方面。因此，非功能性的GABAA受體和激素間的作用可以解釋許多神經(jīng)精神障礙，包括PMS，PMDD及產(chǎn)后憂郁癥。

6 GABAA的緊張性抑制對(duì)于海馬興奮性的生理學(xué)及病理學(xué)影響

海馬中的突觸外GABAA受體的活化對(duì)神經(jīng)元的興奮性有著重要的作用。盡管神經(jīng)元的獲得（傾向于興奮輸入和放電率之間關(guān)系）可以被閾下的突觸干擾所改變，但它也暗示緊張性抑制可能在獲取控制上也發(fā)揮著作用。對(duì)于CA1海馬神經(jīng)元，Walker和同事們展示了GABAA受體緊張性抑制出現(xiàn)了強(qiáng)大的外向整流，并且因此在刺激輸入上有了更大的調(diào)節(jié)作用或者接近于閾，與之相對(duì)的是對(duì)于閾下干擾作用的大大減少。

此外，在獲得的刺激只有最小影響的情況下，緊張性抑制會(huì)顯著的影響刺激輸入和放電率間的關(guān)系補(bǔ)償（左—右方位）。因此，至少在海馬，突觸外GABAA受體可以調(diào)節(jié)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的興奮性而不改變神經(jīng)元對(duì)于輸入的敏感性。由于細(xì)胞外GABA可以在不同的生理病理環(huán)境中變化，緊張性抑制根據(jù)大腦單元是可以期待改變的。暫時(shí)性癲癇通常是腦損傷導(dǎo)致的。腦損傷導(dǎo)致了細(xì)胞和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)屬性改變，這導(dǎo)致了在隨后的潛伏期間突然自發(fā)型發(fā)作。這些可以在動(dòng)物試驗(yàn)品身上通過化學(xué)和用電誘使腦損傷造成癲癇的方式來模擬。在過去的癲癇癥狀樣本上，存在5個(gè)GABAA受體亞基的損失，這通常會(huì)影響可控條件下緊張性抑制。

這引出了一種假說，癲癇患者是由于緊張性抑制的缺失或者缺乏造成的。然而，還沒有發(fā)現(xiàn)這樣的案例。在暫時(shí)性癲癇樣本中，無論是癲癇病情正在減輕中的還是在疾病發(fā)作之后的，緊張性抑制未改變，突觸外GABAA受體的屬性和角色也未確實(shí)加強(qiáng)。亞基影響的缺乏通常導(dǎo)致緊張性抑制，表現(xiàn)出其他受體亞基的上調(diào)或者遷移的現(xiàn)象，受體遷移通常出現(xiàn)在突觸外細(xì)胞膜的特化作用中。Walker和同事們表示緊張性抑制的保護(hù)也在外傷后癲癇的樣本中出現(xiàn)，在這個(gè)案例中，GABAA抑制的減少并沒有伴隨著緊張性抑制的缺失。這些發(fā)現(xiàn)與緊張性抑制維持人類癲癇組織的觀點(diǎn)是一致的，并且支持了一種通行范例，那就是在暫時(shí)性癲癇中緊張性抑制被維持和加強(qiáng)，這可能是作為一種自我平衡的機(jī)制以對(duì)抗抑制缺乏的并發(fā)癥。

6 結(jié)論

總而言之，我們主要在中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)生理學(xué)和病理學(xué)的方面理解突觸內(nèi)和突觸外GABAA受體的功能。而將大鼠中GABAA受體特定亞基敲除或者敲入，很好的將分離的神經(jīng)元中突觸內(nèi)和突觸外的GABAA受體亞型區(qū)分開來。然而，盡管在一些神經(jīng)元中，突觸內(nèi)和突觸外的GABAA受體可以被傳統(tǒng)的拮抗劑鑒別，GABAA受體亞型的具體作用由特異的神經(jīng)元或轉(zhuǎn)基因大鼠或特異受體亞型的拮抗劑和激動(dòng)劑所決定。