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Histamine modulates activity and firing pattern of the subthalamic nucleus neurons and improves motor behaviors in a rat model of Parkinson's disease

【摘要】:正Histamine concentration in the brain of Parkinson's disease(PD) patients rises and there are direct histaminergic projections from the tuberomammillary nucleus of the hypothalamus to the subthalamic nucleus(STN),a pacemaker of the basal ganglia(BG) circuits and a critical target for PD treatment. However,little is known about the effect of histamine on STN neurons and the role of central histaminergic system in PD.Here we show that histamine directly excites rat STN neurons via postsynaptic histamine H_2 receptors.Furthermore,microinjection of histamine into the STN significantly reduced the apomorphine-induced rotation in 6-hydroxydopamine(6-OHDA) lesioned rats by activation of histamine H_2 receptors in the STN.Interestingly,histamine not only increased firing rate but also regularized firing pattern of the STN neurons in 6-OHDA-lesioned rats.Also,endogenous histamine in the STN promotes motor performances in normal rats.Considering that histamine uniformly excites the substantia nigra,neostriatum,globus pallidus as well as the STN,we suggest that via its direct parallel innervations on the BG structures,the central histaminergic system may bias the BG circuits and be critical for BG execution of its regular motor functions.The compensatory effect of histamine in PD indicates the central histaminergic system may be a potential therapeutic target for PD treatment.

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