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通過曠場實驗、Morris水迷宮實驗觀察大鼠的情感行為和學(xué)習(xí)記憶

近年來,創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙post~traumatic stress disorderPTSD)的患病率呈逐年上升趨勢m。PTSD 屬于精神心理綜合征的范疇,是個體經(jīng)歷超常的威 脅性、災(zāi)難性的創(chuàng)傷事件后,呈現(xiàn)*典型、*常見的 身心障礙0。PTSD不僅給個人、家庭帶來極大負 擔(dān),還進一步影響著社會的穩(wěn)定和諧。中醫(yī)藥以其 獨特的理論和治法方藥在防治PTSD研究方面,顯 示出良好的應(yīng)用前景。本課題組以‘‘腎藏精,在志 應(yīng)恐”的中醫(yī)理論為指導(dǎo),運用龜鹿二仙膠開展防 治PTSD的相關(guān)研究。初步的研究結(jié)果表明,龜鹿 二仙膠對條件性恐懼記憶的形成具有抑制作用H。 本實驗通過建立PTSD大鼠模型,觀察大鼠行為學(xué)、 海馬糖皮質(zhì)ji素受體(glucocorticoid receptor,GR)和 5-羥色胺(5~hydroxytryptamine, 5~HT)受體 1A 亞型 (5~HT1A)、A亞型(5~HT2A)表達的影響,進一步 明確龜鹿二仙膠防治PTSD的效應(yīng)及其部分機理。

1材料與方法

1.1實驗藥wu龜鹿二仙膠:產(chǎn)品購自河南省新四 方制藥有限公司,國藥準(zhǔn)字Z41022262,批號: 090105,規(guī)格:每瓶200 g。ying羊藿總黃酮:產(chǎn)品購自 陜西省西安市天園生物制劑廠,批號:TY20090620, 規(guī)格:每瓶200 g。ying羊藿總黃酮用蒸餾水配制為 30 g ? L-1的溶液,每次配制250 mL,置于4 °C冰箱 內(nèi)保存?zhèn)溆谩{}酸氟西汀膠囊:產(chǎn)品購自美國禮來 蘇州制藥有限公司,規(guī)格:每粒20 mg,批號: 204362,用生理鹽水將膠囊內(nèi)粉末配制成0. 18 g ? L-1混懸液,4 C冰箱內(nèi)保存?zhèn)溆谩?/span>

1.2 實驗動物 SPF 級 Sprague-Dawley (SD)雄性 大鼠,體質(zhì)量(180 ±20) g,購于廣州中醫(yī)藥大學(xué)實 驗動物中心(實驗動物質(zhì)量合格證號分別為: 0061199,0065089,0067723),自由飲食,在光暗周期 為12 h,溫度為(23 ±2) °C、通風(fēng)良好的實驗室條件 532 ?

適應(yīng)性喂養(yǎng)7 d。每天輕撫大鼠5 min,使其逐漸適 應(yīng)實驗者的操作。

1.3實驗試劑Trizol提取總RNA試劑盒(美國 Invitrogen公司,逆轉(zhuǎn)錄■聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)試劑盒、 TaqDNA 聚合酶、dNTPAccess QuickRT-PCR sys-tem (美國 Promega 公司, SYBR Green 熒光染料 (美 國 Gibco 公司,SYBR Green PCR Master Mix (美國 MJ公司,PCR引物合成(上海生工生物工程技術(shù) 服務(wù)有限公司。

1.4實驗儀器XR-XZ301大鼠曠場實驗分析系 統(tǒng)上海欣軟信息科技有限公司水迷宮Smart視 頻追蹤系統(tǒng)San Diego Instrument,美國,LE-CEND MICRO 21R臺式高速冷凍離心機Th ermo 公司,美 國,Prism 7000 型 Real-time Quantitative PCR system (MJ公司美國。

1.5實驗方法實驗動物按體質(zhì)量隨機分為7組, 即對照組,模型組,龜鹿二仙膠高劑量組、低劑量組, ying羊藿總黃酮高劑量組、低劑量組,鹽酸氟西汀組。 對照組不應(yīng)激、不給藥,灌服等量生理鹽水;模型組 給予單_延chang刺激,不給藥,灌服等量生理鹽水。龜 鹿二仙膠高劑量組、低劑量組第1天造模,第2天開 始每天分別給予龜鹿二仙膠1. 012 5 g ? kg-1和 2.025 g ? kg-1灌胃,連續(xù)14d。ying羊藿總黃酮高劑 量組、低劑量組第1天造模,第2天開始每天分別給 予ying羊藿總黃酮0. 03 g ? kg-10. 06 g ? kg-1灌 胃連續(xù)14 d。鹽酸氟西汀組第1天造模,第2天開 始每天給予鹽酸氟西汀1.8 mg ? kg-1灌胃,連續(xù) 14 d各組大鼠第16天進行曠場實驗、拒俘反應(yīng)實 驗、Morris水迷宮實驗等。

1.5.1 PTSD模型制作采用國際公認的單一延chang刺激(single-prolonged stressSPS)造模方法,由 2005年日本文部省召開的“基礎(chǔ)和臨床研究進展” 國際會議確定4 ,單_延chang刺激處理步驟如下:將大鼠禁錮h后,立即強迫游泳20 min (水溫25 °C , 水深40 cm),休息15 min,yi醚麻醉至意識喪失, 不再給予任何刺激,在籠中自然蘇醒,常規(guī)飼養(yǎng)直至 取材。禁錮過程中采用的材料為錐體形的硬質(zhì)塑料 筒,其長度和直徑可根據(jù)大鼠體形的特點進行調(diào)節(jié)。 大鼠尾部始終暴露在禁錮材料外,其軀干及四肢不 受壓迫,但無法自由活動。

1.5.2曠場實驗實驗裝置包括曠場反應(yīng)箱和數(shù) 據(jù)自動采集和處理系統(tǒng)兩部分,大鼠曠場反應(yīng)箱內(nèi) 全涂黑,箱高40 cm,底邊長100 cm,底面平均分設(shè) 25個小方格(4 cm X 4 cm),正上方2 m處固定數(shù)碼 攝像頭,視野范圍覆蓋曠場內(nèi)部。曠場白天光照由 兩側(cè)墻壁的4只節(jié)能燈發(fā)出約200 lux照度來模擬, 夜晚照明由一側(cè)墻的紅外光源提供。室內(nèi)隔音。觀 察5 min內(nèi)大鼠的行為表現(xiàn),指標(biāo)包括水平活動距 離,直立、呆滯、修飾行為次數(shù),排便顆粒數(shù)。每次實 驗均在上午7 : 00 -12 : 00進行,兩次實驗之間將 箱底打掃干凈。

2結(jié)果

2.1各組大鼠曠場實驗結(jié)果比較與對照組比較, 模型組大鼠在水平活動距離,直立、呆滯、修飾行為 次數(shù),排便顆粒數(shù)等方面均有顯著改變(P <0. 01); 龜鹿二仙膠(2.025 g ? kg-1)和ying羊藿總黃酮(0.06 g ? kg-1)PTSD大鼠曠場行為學(xué)指標(biāo)均有顯著改 善(P <0.05 或 P <0.01)PTSD的主要臨床表現(xiàn)包括創(chuàng)傷性事件的再體 驗、持續(xù)性高警覺、閃回和麻木。單一延chang刺激造模 方法包含心理應(yīng)激(禁錮)、生理應(yīng)激(強迫游泳、yi醚麻醉),模擬出人類在自然環(huán)境中可能遭受到的主要應(yīng)激類型,能使大鼠出現(xiàn)驚恐行為、活動度降 低、學(xué)習(xí)和記憶能力減弱等多種PTSD樣的精神和 行為異常08 ,是目前較為成功的PTSD動物模型。

曠場實驗是檢測動物情緒喚醒水平、神經(jīng)精神 變化的一種重要方法,對于量化分析實驗動物的精 神緊張度、警覺水平、焦灼狀態(tài)、環(huán)境適應(yīng)能力等具 有重要意義°3。本研究中曠場實驗和拒俘反應(yīng)實 驗的結(jié)果顯示,PTSD大鼠活動習(xí)性明顯改變、警覺 水平增高、環(huán)境適應(yīng)能力明顯下降,始終表現(xiàn)出受驚 嚇逃避的情感應(yīng)激反應(yīng);拒俘反應(yīng)性呈現(xiàn)同步顯著 增強,容易激惹、掙扎行為明顯,沖突特性增強。 Morris水迷宮實驗結(jié)果顯示,PTSD大鼠逃避潛伏期 明顯延長,說明其學(xué)習(xí)能力顯著降低,存在著顯著的 認知功能障礙。

下丘腦-垂體-腎上腺hypothalamus—)ituitary~adrenal glandHPA)軸是參與應(yīng)激反應(yīng)并對應(yīng)激進行 有效調(diào)控的神經(jīng)***系統(tǒng)。大量的研究已經(jīng)證 實,PTSD患者存在著HPA軸功能的紊亂M。糖皮 質(zhì)ji素是HPA軸分泌的主要應(yīng)激ji素。 Quervain 011通過臨床試驗證實,提高體內(nèi)糖皮質(zhì)ji素的水 平能夠抑制恐懼記憶的重現(xiàn),從而減輕PTSD和恐 懼癥患者的癥狀。海馬是參與環(huán)境調(diào)控條件性恐懼 的重要腦區(qū)M ,同時也是HPA軸的重要調(diào)節(jié)位點。 海馬中的GR密度遠高于其他腦區(qū)013 ,糖皮質(zhì)ji素 通過與GR和鹽皮質(zhì)ji素受體結(jié)合發(fā)揮生物學(xué)效 應(yīng),GR在糖皮質(zhì)ji素的負反饋調(diào)節(jié)以維持HPA軸 功能平衡中起著重要的作用M

研究結(jié)果顯示,GR的表達水平升高015 ,本實驗 的結(jié)果也顯示PTSD大鼠海馬GR的表達增強,這與 PTSD糖皮質(zhì)ji素對HPA軸負反饋抑制作用增強是 致的;而GR的高表達可能與PTSD的情感行為障 礙、認知功能受損的發(fā)生fa展過程有關(guān)。

關(guān)于PTSD的發(fā)病機制目前尚不明確,但大量 文獻結(jié)果表明,5~HT水平異常與PTSD的發(fā)生密切 相關(guān),抗抑郁藥5~HT重攝取抑制劑作為zhi療PTSD 的shou選方案M。5~HT可能通過5-羥色胺轉(zhuǎn)運體、 5-HT受體以及與多巴胺、去甲腎上腺素等的相互作 用參與PTSD的發(fā)生017。海馬富含突觸后膜5- HT1A受體,5~HT1A受體和情感障礙關(guān)系非常密 切018。有研究表明,PTSD動物5-HT1A受體活性 與下丘腦促腎上腺皮質(zhì)ji素釋放ji素有關(guān),并且參 與杏仁核神經(jīng)元凋亡過程13。研究表明,5~HT釋 放產(chǎn)生的焦慮效應(yīng)主要產(chǎn)生于5-HT2A受體的激 活。此外,應(yīng)激發(fā)生時5-HT還可能通過5-HT2A受 體發(fā)揮對HPA軸的調(diào)控作用020。單程長時應(yīng)激2 周后,海馬腦區(qū)中5~HT2A受體親和力和受體數(shù)目 明顯增加;不可逃避刺激可使海馬、杏仁核以及下丘 腦5-HT2A受體表達呈升高趨勢020。臨床研究也 發(fā)現(xiàn),5~HT2A受體拮抗劑萘法唑酮對戰(zhàn)爭相關(guān)的 PTSD患者具有明顯改善作用021。本實驗結(jié)果顯 示,PTSD大鼠海馬5~HT1A受體表達下降,而5- HT2A受體表達升高,說明單一延chang刺激應(yīng)激可能 通過影響5-HT1A受體和5-HT2A受體mRNA的表 達,進而影響海馬對情緒反應(yīng)、學(xué)習(xí)記憶等的調(diào)節(jié)功 能,參與PTSD的一系列精神情感障礙以及認知功 能減退等病理過程的發(fā)生。

PTSD屬于中醫(yī)情志病的范疇。中醫(yī)認為,“腦 為髓之?!澳I主骨生髓’“腎藏精,在志應(yīng)恐”。因 此,腎可視為與恐相應(yīng)的機體情志活動的儲備之臟, 而涵藏于腎中的精氣則是情志活動必備的物質(zhì)基 礎(chǔ)。腎中精氣充盈與否與機體情志活動能否正常發(fā) 揮關(guān)系密切?;谥嗅t(yī)“腎藏精,在志為恐”理論, 筆者認為,PTSD的發(fā)生是內(nèi)因和外因協(xié)同作用的結(jié) 果。外因主要源于外界重大創(chuàng)傷性事件的強烈刺 激,內(nèi)因主要由于稟賦不足或久病暗耗所致的腎精 不足,使機體應(yīng)對外界刺激的整體能力下降。精足 則神旺,腎精不足,腦髓失養(yǎng),則易引發(fā)恐懼、焦慮、 抑郁、絕望等各種情志活動的異常。腎藏志應(yīng)恐,驚 恐傷腎,氣機逆亂,則氣下精傷,志意失藏,進而累及 五臟整體功能出現(xiàn)異常。因此,PTSD發(fā)病的中醫(yī)核 心病機凝煉為“腎精不足,封藏失職,志氣衰敗”。 有研究發(fā)現(xiàn),bu腎方藥金匱腎氣丸可有效糾正地震 恐懼導(dǎo)致的子鼠神經(jīng)發(fā)育遲緩等,對受恐懼影響的 大鼠其血清皮質(zhì)酮、神經(jīng)遞質(zhì)(5~HT、DA)等出現(xiàn)的 代謝紊亂具有調(diào)節(jié)作用022 ,可明顯改善PTSD患者 對單一西藥zhi療yao物的依賴性和核心癥狀、抑郁和 焦慮狀態(tài)023 ;滋bu腎精方藥能提高“恐傷腎”雌性小 鼠的雌二醇、促卵泡ji素和黃體生成素水平024 ;溫 bu腎陽方藥能明顯改善PTSD大鼠Open-Field評 分、糖水?dāng)z取量、血漿17-)HCScAMP025。

龜鹿二仙膠是中醫(yī)臨床zhi療各科虛證的基本 方,由鹿角膠、龜板膠、枸杞子、人參組成。鹿角膠能 bu腎陽、生精血;龜板膠能滋陰潛陽,bu血;人參大補 元氣而生津;枸杞子益精生血。諸藥合用,共奏bu腎 填精、yi氣養(yǎng)血、陰陽并補之功效。我們前期研究工 作表明,龜鹿二仙膠能明顯抑制腎虛大鼠恐懼記憶 的形成,促進恐懼消退02。本研究發(fā)現(xiàn),在行為學(xué) 方面,龜鹿二仙膠能降低PTSD大鼠的高警覺水平 以及驚恐逃避情感反應(yīng),提高大鼠的學(xué)習(xí)記憶能力 和認知功能。此外,龜鹿二仙膠可以降低PTSD大 鼠海馬GR的表達水平,調(diào)節(jié)PTSD出現(xiàn)的HPA軸 功能紊亂;同時,龜鹿二仙膠還可通過升高PTSD大 鼠海馬5~HT1A受體表達水平和降低5~HT2A受體 表達水平,參與PTSD情感障礙的調(diào)節(jié)。

綜上,龜鹿二仙膠對PTSD具有良好的干預(yù)治 療效應(yīng),其作用機理與改善情感行為和認知功能以 及調(diào)節(jié)海馬GR、5-HT1A5-HT2A受體表達有關(guān)。

 

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