发布时间:2024-02-21 14:38:40
序言:作为思想的载体和知识的探索者,写作是一种独特的艺术,我们为您准备了不同风格的14篇动物行为学分析方法,期待它们能激发您的灵感。
关键词:酯;高级醇;醒酒小鼠;小鼠行为学
中图分类号:TS262.5 文献标识码:A 文章编号:1674-0432(2011)-05-0085-1
1 材料与方法
1.1材料
1.1.1实验动物普通昆明种小鼠,雌雄各半,20+2g,标准环境喂养(北京大学医学部动物实验中心提供)。
1.1.2实验试剂乙醇(北京化工厂,分析纯);异戊醇(天津津科精细化工研究所,分析纯);异丁醇(东京化工株式会社,分析醇);正丙醇、正丁醇(德国FLUKA公司,分析纯);甲酸、乙酯、乙酸乙酯、已酸乙酯、乙酸异戊酯、乙酸异丁酯
1.1.3实验仪器滚筒运动测试仪(RB-200B型);1 ml针筒注射器(国营常州注射器厂)
1.2方法
1.2.1灌胃高级醇、酯类配比高级醇成分配比:异戊醇50%,异丁醇30%,正丙醇15%,正丁醇5%。酯类成分配比:甲酸乙酯25%,乙酸乙酯50%,已酸乙酯5%,乙酸异戊酯10%7,酸异丁酯10%。
1.2.2滚筒实验昆明小白鼠,20±2g,雌雄各半,随机分为对照组,3个灌胃酯溶液组和3个灌胃高级醇溶液组,剂量分别为0.5ml/20g,1.0ml/20g,2.0ml/20g。每组15只,通电后,小鼠在滚筒中滚动,记录10分钟内掉筒及爬筒次数。
1.2.3统计学分析结果用iS表示,并采用excell进行统计分析。
2 结果与讨论
2.1酯类对小鼠行为学的影响
啤酒在发酵过程会产生大量酯类并在贮存过程酯类会有所增加。表1可以看出,每组剂量下,小鼠的掉筒次数会随着酯类浓度的增加而增加,但经统计学分析,不同含量酯类物质在不同给药剂量下对小鼠掉筒次数影响并不显著,说明酯类对小鼠行为有一定的兴奋作用,但这种刺激作用不强烈。
2.2高级醇对小鼠行为学的影响
经实验表明对小鼠进行高级醇灌胃后有头晕感,当高级醇含量超过100ppm,这种影响非常显著。由表2分析,正常小鼠灌胃空白2ml后,意识清醒。在5分钟内,平均掉筒次数1.73±0.75,
掉筒后在电击作用下重新爬上滚筒。灌胃高级醇30ppm,随剂量增加掉筒次数增加不明显。
灌胃高级醇70ppm,1ml,掉筒显著(P
由此表还可以看出,随着高级醇浓度的增加,灌胃剂量对小鼠的影响越来越大。灌胃剂量由1.0ml增至2.0ml时,在30ppm掉筒次数由1.13±0.11增至1.73±0.75,而在150ppm时掉筒次数由17.66±7.46增至46.36±11.81。
比较行为学是比较医学的一个分支,是一门多学科、多层次相交叉的边缘性、综合性学科,通过本门课程的学习,可以提高学生对人类行为的更深层次的理解和认识,并通过研究动物模型的行为内涵,建立可以评价的行为研究方法与人类行为内涵的比较,进而为人类行为研究提供基础。比较行为学研究的主要内容包括行为的遗传学倾向、行为的生理基础、动物行为特点和研究方法、自发和社会行为研究方法、认知行为研究方法、摄食行为研究方法、阿尔茨海默病动物模型及研究方法、帕金森病动物模型及行为研究方法等。本课程不仅可以开阔学生的视野,增加对生物体行为的了解,也可以为学生进一步学习基础医学课程奠定基础。
2教学概况
吉林医药学院面向本科各专业开设了比较行为学选修课,内容涉及行为的遗传学基础、啮齿动物的行为生理学、动物行为特征及研究方法、啮齿动物的自发与社会行为研究、认知行为研究方法、摄食行为模型与研究方法、运动行为研究方法、跑台与动物模型运动研究、阿尔茨海默病动物模型及行为分析、精神疾病动物模型及相关行为学研究、帕金森病动物模型和行为研究方法等。选修课和必修课的性质不同,且学生多凭兴趣选取,所以在教学方法上可更加灵活多样,教学中采用多媒体结合视频的教学形式,且二者占用学时相同,因而更为生动地展现了相关行为学案例,同时教学中结合了课堂讨论、课后作业、课前提问等方式,不仅使学生加深理解,又激发了学生的学习兴趣,给学生更加深刻的学习氛围,开阔视野,达到很好的教学效果。课程考核采用作业和平时成绩相结合的方式进行。讲完相应的知识点,让学生根据知识点查阅资料,围绕知识点书写相关课题的近几年研究成果,完成作业,回收率达到100%。平时成绩主要考察学生平时课堂表现。课程结束后,对课程学习情况等进行问卷调查,了解学生对课程的学习情况以及意见和建议,不断完善课程教学。
3问卷调查
在课程结束时,对选修本课程的各专业学生进行问卷调查,范围包括2013级临床医学、医学检验、医学影像、护理学、预防医学、药学等本科各专业共124名学生,几乎涵盖了所有医学相关专业;调查内容主要包括选修该课程的原因、课程中印象深刻的内容、期望学习的内容等,期望通过调查能够了解学生选修这门课程的真正原因、在修习这门课程中的收获以及对这门课程更高的期望等,从而探讨这门课程在医学相关专业开设的重要性和必要性。发放124份问卷调查表,收回有效问卷117份,有效回收率为94%,调查主要项目内容及结果如下。
1)关于选择比较行为学课程原因的调查。结果显示,66%的学生是因为对这门课程感兴趣,因好奇而选修的学生占19%,只有5%的学生仅为修学分而选择该门课程,其他原因占10%。结果表明,多数学生(85%)在选择这门课程的时候是以兴趣爱好为主,说明医学相关专业学生对这门课程感兴趣或者好奇的程度非常高,也间接反映出在医学相关专业开设这门课程的重要性。
2)关于对印象深刻内容的调查。结果显示,学生对动物行为特征和人类相关疾病等方面的内容印象较为深刻,分别占到64%和36%,其他(表观遗传学等)占4%。提示多数学生对行为学方面的知识以及人类相关疾病方面的学习兴趣和效果较好,这些都是学生平时感兴趣但没有机会深入学习的内容,因而在课程结束后对相关内容印象非常深刻。
3)关于对期望学习的内容调查。结果显示,多数学生期望更多地了解人与人以及人与动物方面行为比较的内容(分别占21%、15%),说明学生在选修这门课程后,期望了解更多相关知识,这也反映出这门课程对学生的意义。从问卷调查结果中发现,医学相关专业的学生对比较行为学课程感兴趣程度非常高,一部分学生对这门课程不了解,因为好奇选择这门课程,更多的学生对这门课程是充满兴趣的,期望了解相关知识。而经过课程学习后,多数学生对课程内容掌握较好,尤其是关于动物行为和人类相关疾病方面的内容印象更为深刻,这些内容一方面是与生活和专业密切相关的,如自闭症、帕金森等人类相关疾病,另一方面学生对动物行为感兴趣程度很高,因此,学过之后印象极为深刻。而且多数学生对比较行为学课程内容提出一些新的要求和期望,也表明学生在学习过后,不仅了解和掌握了这门课程相关内容,而且期望学习更多,体现出很强的求知欲,而这种兴趣和求知欲正是学生在医学课程学习中最为缺乏的,也是医学教学改革中期望激发的。随着基础医学发展进步,各学科的知识不断扩张,学科之间的相互交叉不断衍生大量边缘学科和综合学科。比较行为学作为一门多学科、多层次相交叉的边缘性、综合性学科,与行为学、解剖学、遗传学、生理学、药理学、病理生理学、医学机能学、临床医学等有很深的关联性,能将基础医学教学中的很多学科联系在一起,从而加深学生对基础医学各学科的学习欲望,这正是这门课程开设的重要作用。
4意义
比较行为学与医学专业学生的基础课和专业课的学习关系密切,通过比较行为学的学习,可以帮助学生更加深层次地理解医学课程。如行为与遗传学密切关联,比较行为学可以帮助学生了解基因如何影响和控制行为;行为学与解剖学及生理学相关,每一个物种都会不断接受来自环境的各种刺激,为了生存和繁衍,必须具有可接受各种信息的感受器,还需靠效应器和内分泌系统对外界刺激做出适当的反应,通过比较行为学的学习,可以加深对解剖结构及相应生理学知识的理解;行为学与药理学、病理生理学及医学机能学有关联性,比较行为学研究中常用的各种动物模型,包括学习记忆相关的疾病动物模型如瞬膜条件反射模型、创伤性脑损伤动物模型、脑缺血模型、老年痴呆模型、帕金森病动物模型制备等,这些都需要药理学、病理生理学及医学机能学知识为支撑。在模型制备的基础上,还可以引导学生学习一些机能学实验,如研究学习记忆行为学的迷宫(Morris水迷宫、T型迷宫、放射状或辐射状迷宫、Barnes迷宫、高架十字迷宫)、场景性和提示性恐惧条件反射、被动和主动回避实验、物体识别实验、条件性厌食症、瞬膜条件反射、嗅觉任务实验及种群识别等实验。为适应21世纪医学科学和卫生事业发展的要求,很多高校陆续开展以器官系统为中心的课程教改模式,比较行为学作为各学科交叉的综合性学科,有利于基础与临床学科内容之间的结合,有利于提高基础医学课程之间的内在关联,有利于学生丰富知识与提高能力。
5结语
[关键词]鱼类行为,研究动态,发展
中图分类号:S932.4 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)46-0125-01
鱼类行为学是一门古老而又年轻的科学,在动物行为进化上和渔业生产发展中均具有重要意义。近年来随着现代渔业技术的发展,人们对鱼类行为的关注程度越来越高,其中主要包括鱼类与环境因子的相互作用、鱼类对重金属或有机毒物的应激反应以及鱼类群体内部个体间的协调机制等。这直接促进了鱼类行为学研究的发展,使得更多的成果应用到生产实践中。鱼类行为就是指鱼类进行的各种运动,是鱼类对环境变化的外在反应,主要包括游泳、摄食、生殖、呼吸等行为;此外,避敌、攻击、求偶时改变体色等非运动形式也列入行为范畴。本文主要介绍鱼类行为学的研究动态和发展趋势,以期为国内学者开展鱼类行为学研究提供参考依据。
1.鱼类行为学研究的历史过程
动物行为学的研究由来已久,但直到20世纪动物行为学才得到了迅速的发展和延伸。当时的主要研究对象是鸟类和哺乳类,而对于鱼类的研究和报道都较少。自从1904年Lyon报道了鱼类的趋流行为以来,陆续有学者开展关于鱼类行为的研究,但并未引起人们的足够重视。真正鱼类行为研究直到上世纪中叶才逐步发展起来,主要是为了适应海洋捕捞的发展需要。在1963年召开的联合国粮农组织大会中,Blaxter介绍了鱼类在不同光照下对网具不同部分的反应,1970年在冰岛雷克亚米克召开的世界性渔具会议有专门讨论鱼类行为的论文,1977年国际水生生物管理中心在意大利召开会议,专题讨论了鱼类行为与捕捞业和养殖业的关系。进入上世纪90年代后,鱼类行为的研究引起国际海洋理事会的重视,1992年在挪威召开会议上强调了鱼类行为学在渔业资源评估和渔业资源管理方面的应用,2004年在波兰召开的渔具工作组会议上又讨论了渔具渔法、鱼类行为和鱼群的声波反射强度等。可见,有关鱼类行为学的研究领域已经从最初的海洋捕捞业,逐渐扩展到生物技术、信息技术和资源管理等。
2.鱼类行为学的研究领域
随着现代科学技术的不断发展和完善,人们对鱼类行为的观察和探索也不断取得进展。最初只是研究鱼类行为在捕捞产业中的应用,其后发展到研究鱼类个体对声响、光照等环境因子的反应,最后发展到研究鱼类群体行为及内部机理。鱼类行为学的研究方向主要分为个体行为学和群体行为学:
2.1 鱼类个体行为学
个体行为学主要是指鱼类个体在外界物理或化学刺激下所产生的自发或条件反射行为。主要研究对象为鱼类个体或者鱼群中的独立个体,主要研究方向为鱼类的趋、鱼类的游泳行为和摄食行为等。
2.1.1 鱼类的趋
鱼类趋通常与环境因子的改变有关,如鱼类的趋光性、趋流性和趋礁性等,这些行为通常理解为鱼类的本能行为,不同鱼类面对光照、温度、流速甚至颜色的改变均有不同的反应和适应过程。王武等研究了水温与光照对瓦氏黄颡鱼幼鱼行为的影响,发现水温与光照的变化会对瓦氏黄颡鱼行为产生显著影响,过低的水温会减少瓦氏黄颡鱼对外界影响因素的反应,而高强度光照会使瓦氏黄颡鱼的游动增加,寻求藏匿处。该研究结果表明瓦氏黄颡鱼适合在低光照强度下养殖,增加了瓦氏黄颡鱼幼鱼的成活几率,成功将鱼类行为学应用于养殖技术领域。罗清平等[3]对孔雀鱼幼苗在光场中的行为反应进行分析,得出孔雀鱼幼苗对短波长的蓝、绿光趋向性最强,相应的照度范围为1500~2000lx,而对长波长的红、黄光表现出避光性。该研究结果在孔雀鱼工厂化养殖中得到应用,主要利用其趋光性特点进行定时定量投饵,也可以利用其避光性的特点对其进行驱赶,以提高清洁、分箱或捕捞等操作的效率。张硕等分析了黑幼鱼的趋流性,测定了黑幼鱼的感应流速、喜好流速和极限流速,并定量分析了黑幼鱼体长与流速之间的关系,为今后学者开展遗传育种或增殖放流相关研究提供科学依据。
2.1.2 游泳行为与摄食行为
鱼类在长期的进化演变中,体形和游泳能力反映出鱼类对环境的某种适应性,观察和研究鱼类的游泳行为是鱼类行为学的重要内容。Marie-Laure等[9]早在1999年便利用声学遥感装置对养殖虹鳟鱼的游泳行为进行研究,结果表明在不同养殖密度条件下,虹鳟鱼的行为差异显著,在高密度下具有较高的行动水平。Hanson等对黑鲈在自然环境中的游泳行为进行研究,并对于个体间的游泳相似性进行分析,得出了黑鲈在自然状态下的游泳行为习性。由于这次实验实在自然条件下进行的,所以非常具有实用价值。
2.2 鱼类群体行为学
自然界中,许多动物以群居的形式存在。群体生活的好处在于有利于发现食物、抵御敌害和繁衍等。有统计表明,80%的鱼类均以聚集成群的形式进行栖息、索饵和洄游,这是鱼类经过长期自然选择的一种适应性,对鱼类生存起着十分有利的作用。鱼类群体行为学以整个鱼群为研究对象,主要研究方向为鱼群的形成机制和鱼群的行为模拟等。ANNE等[17]研究了鱼类早期的经验对鱼类集群的影响,认为鱼群能否成功聚集及逃避捕食危害,多数取决于早期的经验,这在鱼类行为学的研究中,具有突破性价值,该项研究也可以应用于人工培育鱼类的早期驯养。日本学者M. Zheng等从鱼群对逃避捕食造成影响的角度出发,利用模型研究了鱼群对捕食者的行为反应,得出了不同情况下鱼类的被捕食概率,鱼群通常是某些个体行为对整个鱼群发出讯息,并成功逃避捕食者的追捕。
3.鱼类行为学的发展趋势
鱼类行为学发展至今,研究领域已经从水产捕捞学逐渐拓展到生理学、生态学甚至计算机学。其未来发展趋仍会借助现代科技手段,对鱼类行为的原理、方式和结果进行更加精确的分析研究。随着基因遗传学的不断发展,更多的学者将该项技术应用于种群多样性、个体性状性和行为差异性的研究,鱼类行为学也可以借鉴该项技术,对个体和群体行为的内在因素进行探索与表达,如研究鱼类游泳姿态的差异性,雌、雄鱼求偶行为的基因表达等。
近年来,随着人工智能或仿真影像技术的发展,鱼类行为研究者们也开拓了研究的新思路和方法,人工智能在鱼类行为方面应用的典型是涂晓媛鱼,这是一种以计算机动画为条件,具备人工生命的鱼类。涂晓媛鱼具有自主性,可以根据外界环境变化作出不同反应。该种技术的应用具备广阔前景,许多不具备的实验条件在计算机上便可完成。仿真影像技术可以将鱼类的相对位置在计算机上精确显示出来,不仅可以应用于鱼群个体间的相对距离研究,而且可以应用于鱼群与渔船、礁体之间的相对位置研究。鱼类行为学会随着社会科技的不断进步更加繁荣地发展。
参考文献
[1] 何大仁,俞文钊译.(普罗塔索夫 B. P.著).鱼类的行动.北京:科学出版社,1984.
【摘要】 目的 观察三勒浆抗疲劳液对慢性疲劳大鼠模型的多因素影响作用,为深入探讨其药理学作用的机制奠定基础。方法 采用长时间反复强迫大鼠游泳及束缚四肢(限制大鼠的活动)法,造成慢性疲劳的大鼠模型,悬尾法及力竭游泳法考查模型动物行为学指标,并采用ELISA法测定其细胞因子IL-1b、IL-6及神经递质5-HT。结果 空白对照组动物一般情况、行为学观察及IL-1b、IL-6、5-HT等多项指标与模型组比较差异有显著性(P<0.05或P<0.01),证明模型成立。而三勒浆抗疲劳液具有改善造模大鼠一般情况及行为学指标的作用。同时上调血清中IL-1b及脑组织中5-HT,与模型对照组比较,差异有显著性(P<0.05或P<0.01)。结论 用强迫大鼠游泳(30min/d)及束缚四肢法(3h/d)造模,所形成的慢性疲劳大鼠模型更趋向于因心理应激所形成的机体症状性疲劳模型,三勒浆抗疲劳液对此种慢性疲劳大鼠模型的一般情况、行为学指标均有明显的改善作用,对IL-1b、5-HT的上调,可能为其药理学作用机理。
【关键词】 三勒浆抗疲劳液;慢性疲劳;大鼠模型;实验研究
Using chronic fatigue rat model to investigate the pharmacologic mechanism of Sanajon oral liquid
【Abstract】 Objective To observe the effect of chronic fatigue rat model which influenced by Sanajon oral liquid, to study the pharmacology mechanism. Methods Adopt force rat swim and bondage on four limbs repeatedly , to cause rat chronic fatigue ; By hanging rat tail and swimming exhaust physical strength approach, to observe rat ethology changes; Utilizing ELISA method, examination cytokine IL-1b, IL-6 and 5-HT.Results Comparing control group with chronic fatigue model group, there have significance difference about rat general condition, ethology changes, IL-1b, IL-6 in serum and 5-HT in brain(P<0.05 or P<0.01). At the same time, all of above examination item can be improve by Sanajon oral liquid(P<0.05 or P<0.01).Conclusion This kind of chronic fatigue rat model have more psychological stress which induce to psychological fatigue, Sanajon oral liquid can improve model rat’s general condition, ethology changes, IL-1b, IL-6 in serum and 5-HT in brain.
【Key words】 anti-fatigue Sanajon oral liquid;chronic fatigue;rat model;experiment study
三勒浆抗疲劳液为国内抗疲劳产品中的知名品牌,在长期的临床运用中,显示出较好的疗效,为进一步探讨该产品抗慢性疲劳的作用机理,我们进行了动物实验的初步研究。
1 实验材料
1.1 动物 SD大鼠,体重160~180g,雌雄各半,共50只,合格证号:SCXK(川)2004-11,供应单位:成都中医药大学实验动物供应中心。
1.2 供试品 三勒浆抗疲劳液,0.5g生药/ml,30ml/支,红棕色液体,批号:Y20040702,人临床用量及给药途径:30ml/次,1天1次,口服。供应单位:成都三勒浆药业集团四川华美制药有限公司。
1.3 主要实验仪器及试剂
1.3.1 大鼠游泳池 长80cm,宽80cm,高80cm。
1.3.2 板式酶标仪 型号:ZS-2,北京市新风机电技术公司。
1.3.3 台式高速冷冻离心机 型号:TGL―16G,上海安亭科学仪器厂。
1.3.4 大鼠IL-1b ELISA检测试剂盒 批号:TCV5102-BS62031,规格:96T,BPB Biomedicals,Inc.大连泛邦公司提供。
1.3.5 大鼠IL-6 ELISA检测试剂盒 批号:TCV5102-BS62031,规格:96T,BPB Biomedicals,Inc.大连泛邦公司提供。
1.3.6 大鼠5-HT ELISA检测试剂盒 批号:TCV5102-BS62031,规格:96T,BPB Biomedicals,Inc.大连泛邦公司提供。
2 实验方法
2.1 动物分组 经检疫合格后,将50只大鼠计算机完全随机分成5组,每组10只,分别为低、中、高三勒浆抗疲劳液组、模型对照组及空白对照组。分笼饲养,每笼动物5只。正式试验前,各组动物适应性饲养7天。
2.2 剂量设置及给药 按体表面积折算,大鼠用量为1.5g生药/kg;以此为低剂量,各组设置如下:低剂量组:1.5g生药/kg;中剂量组:3g生药/kg;高剂量组:6g生药/kg,空白对照组及模型对照组灌服等体积纯水。
2.3 慢性疲劳动物模型的建立 大鼠从第8天起,除空白对照组外,其他各组动物开始接受23天不同的应激性刺激,即单日冷水[(21±1)℃,水深50cm]游泳,每次30min;双日束缚应激[1],用胶布束缚鼠四肢,每次3h,每天1次。造模同时,给药组动物灌胃对应剂量的供试品连续23天,每天1次,空白对照组灌胃相同体积的生理盐水。
2.4 观察指标
2.4.1 一般情况观察 造模期间,每天观察并记录鼠的饮水量、进食量、体重及鼠毛色泽等一般情况。
2.4.2 动物行为学观察
2.4.2.1 鼠尾悬挂实验 测定情绪反应及体力情况。距大鼠尾端1cm的部分穿过中央钻有直径1cm孔的有机玻璃板,板离地面1 m左右,使大鼠呈倒挂状。悬挂两侧用板隔开动物视线,大鼠为克服不正常的而挣扎活动,但活动一定时间后,出现间断性“不动”,显示“失望”状态。观察6min内的挣扎次数(大鼠由倒挂向上翻转的总次数)及不动时间(大鼠处于完全静止不动状态的总时间)。
2.4.2.2 力竭游泳实验 测定情绪反应及体力情况。游泳时水深为50cm、水温(28±1)℃。游泳前16h大鼠禁食不禁饮。灌胃给药30min后,将标记好的大鼠同时置入游泳池,记录大鼠从入水到游泳至力竭(头部沉入水中10秒中不能浮出水面为力竭标准)的时间。
2.4.3 对细胞因子白细胞介素-1b(IL-1b)、白细胞介素-6(IL-6)及神经递质五羟色胺(5-HT)的影响
2.4.3.1 血清标本的采集 采用腹主动脉采血法,收集大鼠血液4ml,静置2h,3000rpm离心,分离血清,取上清液为待检测样品。按照试剂盒要求检测样品IL-1b、IL-6和5-HT含量,于酶标仪450nm处测OD值,绘制标准曲线,并查出各样品中相应的含量。
2.4.3.2 对血浆、脑组织中5-HT活性的影响 检测标本的采集:各组动物取血后,断头处死,迅速取出下丘脑和垂体组织,电子天平称重后,以1:30(W/V)的比例加入BPS,立即贮存于-20℃冰箱保存,待测。检测时,将脑组织在冰浴条件下匀浆,低温离心机3500rpm离心10min,取上清液进行检测。
按照5-HT试剂盒要求检测,于酶标仪450nm处测OD值,绘制标准曲线,并查出各样品中相应的含量。
2.5 统计学方法 以统计软件SPSS11.0单因素方差分析进行统计学处理。
3 实验结果
3.1 一般情况研究结果 结果见表1~3。笼旁观察,模型组大鼠较其他组动物的活动量明显下降,对外界刺激反应不敏感,迟钝。从大鼠一般情况的数据分析来看,慢性疲劳造模组大鼠在饮水量、饮食量及体重等多方面均有较明显的下降的趋势,其中饮食及体重方面与空白对照组比较差异有显著性;三勒浆抗疲劳液给药组大鼠与模型对照组比较,总体情况有改善的趋势,其中饮水量与模型对照组比较差异有显著性,其他两项指标均值亦明显高于模型对照组,但与模型对照组及空白对照组比较差异无显著性,说明三勒浆抗疲劳液在改善慢性疲劳动物模型的一般情况方面具有一定的作用。
3.2 一般行为学研究
3.2.1 大鼠尾部悬挂试验 结果见表4。从数据分析可以看出慢性疲劳模型组大鼠挣扎次数与空白对照组比较差异有非常显著性(P<0.01);与低剂量给药组比较差异有显著性(P<0.05);各组与空白对照组比较均差异有非常显著性;从大鼠不动时间的分析数据中可以看出模型大鼠不动时间均值长于其他各组动物,与三勒浆中剂量组比较差异有显著性(P<0.05),但与空白对照组比较差异无显著性。
3.2.2 大鼠力竭游泳试验 结果见表5。从试验结果分析,未经游泳造模训练的空白组大鼠力竭游泳时间明显短于其他各组(P<0.01)。给药组大鼠力竭游泳时间均明显长于模型对照组,说明三勒浆抗疲劳液具有对抗慢性疲劳的作用。表1 大鼠各组饮水量变化结果注:Δ造模结束前1天死亡3只大鼠。采用SPSS11.0 One-way ANOVA-LSD分析。与模型对照组比较,**P<0.01表2 大鼠各组饮食量变化结果注:Δ造模结束前1天死亡3只大鼠。采用SPSS11.0 One-way ANOVA-LSD分析。与模型对照组比较,*P<0.05表3 大鼠各组体重变化结果注:采用SPSS11.0 One-way ANOVA-LSD分析。与模型对照组比较,**P<0.01表4 大鼠尾部悬挂试验结果注:采用SPSS11.0 One-way ANOVA-LSD分析。与模型对照组比较,*P<0.05;与模型对照组比较,**P<0.01;与空白对照组比较,P<0.01表5 大鼠力竭游泳试验结果注:Δ试验测试前死亡2只大鼠。采用SPSS11.0 One-way ANOVA-LSD分析。中、高剂量组大鼠力竭游泳时间超过5400s(90min)后,未继续记录观察,故均值以大于表示。与模型对照组比较,*P<0.05;表示与模型对照组比较,**P<0.01;表示与空白对照组比较,P<0.01
3.3 大鼠血清IL-1b检测 试验结果见表6。空白对照组及中剂量给药组与模型对照组比较差异有非常显著性(P<0.01);高剂量组与模型对照组比较差异有显著性(P<0.05)。表6 大鼠血清IL-1b检测结果 注:Δ有1份样品出现溶血。采用SPSS11.0 One-way ANOVA-LSD分析。与模型对照组比较,*P<0.05;与模型对照组比较,**P<0.01
3.4 大鼠血清IL-6检测 结果见表7。经统计学分析,空白对照组与模型组比较差异有非常显著性(P<0.01)。各剂量给药组大鼠血清中IL-6含量有上调的趋势,但与模型对照组比较无统计学意义(P>0.05)。表7 大鼠血清IL-6检测结果注:采用SPSS11.0 One-way ANOVA-LSD分析。与模型对照组比较,**P<0.01
3.5 大鼠血清5-HT检测 结果见表8。经统计学分析,各组间比较无统计学意义(P>0.05)。表8 大鼠血清5-HT检测结果注:采用SPSS11.0 One-way ANOVA-LSD分析;各组间差异无显著性
3.6 大鼠下丘脑、垂体5-HT检测 结果见表9。空白对照组、低剂量组及中剂量组与模型组比较,差异有非常显著性(P<0.01);高剂量组与模型组比较差异有显著性(P<0.05)。模型对照组大鼠下丘脑及垂体中5-HT含量明显低于其他各组动物。表9 大鼠垂体、下丘脑中5-HT检测结果 注:采用SPSS11.0 One-way ANOVA-LSD分析。与模型对照组比较,*P<0.05;**P<0.01
4 讨论
中医学认为慢性疲劳是一种涉及多脏腑、多系统功能失调的疾病,与气机失调关系密切,其发病多与情志不遂、劳逸、外邪有关[2]。而西医学认为应激是导致或诱发慢性疲劳的重要因素。其中又以长期的慢性应激较急性应激更为多见。本试验造模原理符合中、西医学对慢性疲劳的认识。本次实验,采用大鼠慢性应激(反复应激性刺激维持3周)的方法[1],拟制造慢性疲劳大鼠模型。通过对大鼠一般情况的观察,造模组与空白对照组之间存在明显的差异:模型动物活动量、饮水量、饮食量及体重明显低于空白对照组,说明慢性应激已影响大鼠的生理机能,符合慢性疲劳大鼠机体整体的变化规律,为慢性疲劳大鼠模型的形成奠定了客观的基础。而大鼠因体重、饮食量的下降也是间接导致动物的体力及抗疲劳能力下降的重要因素之一。三勒浆抗疲劳液给药组大鼠对以上各指标与模型对照组大鼠比较均有一定的改善趋势,提示三勒浆抗疲劳液能改善造模大鼠的机体状况,对抗因慢性应激而造成的机体一般情况的下降。
动物行为学研究中,鼠尾悬挂试验,模型组大鼠表现出明显的疲劳及抑郁状态,其挣扎次数明显低于空白对照组,不动时间也有明显延长的趋势。说明造模组大鼠已处于体力及精神的疲劳状态,对存在的刺激反应程度下降,进而产生一种抑郁状态。而灌胃三勒浆抗疲劳液的造模大鼠,上述各指标均有所改善,有明显对抗慢性疲劳及抑郁状态的作用。力竭游泳试验是考察动物体力一个经典试验,但试验本身受影响的因素较多,特别是动物自身状态直接影响试验结果。本研究过程中,发现所有造模动物在最初的游泳训练中,其游泳能力均相对较弱(多数动物游泳时间不超过20~30min),但经3周时间的训练后,游泳能力显著增强,这也导致未经训练的空白组大鼠在最终的力竭游泳时间的测定过程中,明显低于其他各组,而影响了试验的判断。这种现象可能与伴随大鼠对游泳环境的逐渐熟悉,对水温、训练规律的了解,以及抑郁情绪的强化,入水后大鼠的紧张惊恐情绪及游泳动作幅度(单位时间的体力消耗量)均明显的低于空白对照组,造成与空白对照组的不可比性。但在所有造模大鼠相同的试验条件下,造模组的游泳能力仍不及三勒浆抗疲劳液组(P<0.05),提示大鼠各剂量组灌胃三勒浆抗疲劳液后,体力均能得到较好的恢复,进一步明确了其抗疲劳的作用。
在大鼠血清IL-1b、IL-6的测定结果中,本次实验条件下,研究结果与有关试验结论有一定的差异[3],模型对照组血清中IL-1b、IL-6含量均低于空白对照组。张有志[4]在观察柴地合方对慢性应激抑郁模型大鼠多种免疫功能影响时,取脾脏进行淋巴细胞体外培养,以放射免疫法测定淋巴细胞的IL-1b和IL-6分泌水平, 结果IL-1b和IL-6分泌水平降低。孙开宏[5]在观察中小负荷运动对心理应激大鼠血清IL-1b含量的影响时,发现慢性心理应激后,大鼠血清中IL-1b水平显著低于对照组,而经不同强度的运动训练后,IL-1b水平显著升高。说明运动训练可以降低心理应激反应程度。
本次试验采用30min/天游泳和3h/天捆绑的间隔应激性刺激方法,其中游泳主要目的是造成大鼠的体力和精神疲劳,而捆绑主要是给予心理上的应激性疲劳。从本次试验研究似乎可以看出,该种造模方法对大鼠的心理应激反应的表现更为明显,这可能与大鼠在3周的时间内逐渐适应隔天1次的游泳(体力疲劳为主)训练有关。而经灌胃三勒浆抗疲劳液后,大鼠血清IL-1b水平明显升高(中、高剂量组与模型对照组比较差异有显著性);IL-6血清水平亦有提升趋势。由此可见,促进IL-1b和IL-6在心理应激反应环境条件下的提升,可能成为三勒浆抗疲劳液对抗症状性脑疲劳的一个重要实验研究依据。
在对血清和脑组织5-HT含量测定分析中,发现血清5-HT含量各组间无明显的差异,说明该造模条件下,对血清5-HT的影响不敏感。而对下丘脑及垂体组织匀浆上清液中5-HT含量测定发现模型组5-HT明显低于其他各组。5-HT是调节机体精神活动的一种重要神经递质,该模型5-HT的下降似乎更符合经典的抑郁症发病的5-HT能与肾上腺素(NE)能神经低下学说[6],与心理应激所造成的机体症状性疲劳相关。而三勒浆抗疲劳液对5-HT的上调作用,似乎再次证明其对症状性脑疲劳的药理学作用。
【参考文献】
1 刘雁峰,王天芳,杨维益,等.慢性疲劳的中医病理机制探讨及实验研究一复合应激因素致慢性疲劳动物模型的研制及其行为学观察.中国中医基础医学杂志,1998,4(增刊):157.
2 李峰,杨维益,梁嵘,等.从中医学看肝脏调节应激反应的作用.北京中医药大学学报,1998,21(1):20-22.
3 孟宏,姜亨圭,图娅,等. 电针“四关”穴对慢性应激致慢性疲劳大鼠细胞因子的影响. 中医药学刊,2003,21(9):1525-1527.
4 张有志,聂惠民,胡愉,等. 柴地合方对慢性应激抑郁模型大鼠免疫功能的影响. 中国中医基础医学杂志,2004,10(9):43-46.
[关键词] 老年期痴呆;行为学评价;学习记忆;组织病理学
[中图分类号] R332 [文献标识码] A [文章编号] 1673-7210(2014)02(a)-0034-04
Study on rats model of senile dementia by ligation of carotid arteries combined with injection of D-galactose and its application for behavioral evaluation
ZHAO Guizhi1 WANG Xuping1 HUANG Xiaowen1 YANG Mingyan2 SHOU Dan1
1.Zhejiang Academy of Traditional Chinese Medicine, Zhejiang Province, Hangzhou 310007, China; 2.Zhejiang Chinese Medical University, Zhejiang Province, Hangzhou 310053, China
[Abstract] Objective To explore the effect of different preparation methods on learning and memory of senile dementia rats model, and to offer effective rats model for efficacy evaluation. Methods Totally 40 male Wistar rats were randomly divided into five groups: 2-VO+ D-galactose injected group (group A); D-galactose injected+2-VO group (group B); 2-VO group (group C); D-galactose injected group (group D); normal control group (group E); 8 rats in each group. Except the group E, unilateral common carotid artery were permanently ligated in the rats of group A, the other lateral artery then were permanently ligated after 7 days. With the interval of one week, the rats were injected with D-galactose (60 mg/kg, once every day ) for 6 consecutive weeks. The rats of group B were injected with D-galactose (60 mg/kg) for 6 consecutive weeks, then their bilateral common carotid arteries were permanently ligated, the bilateral common carotid arteries were permanently ligated only in the rats of group C. The rats of group D were injected peritoneally with D-galactose for 6 consecutive weeks only. Finally, the water maze experiment was taken to explore the place navigation and spatial experiments; and their hippocampal CA1 region in the rats of each group were observed with electron microscope. Results Compared with group C and E, the swimming time and distance in the rats of group A, B and D reduced obviously (P < 0.01), but there were rarely differents between the rats of group A with the rats of group B and D (P > 0.05). Compared with normal group, obvious loss of pyramidal cells hippocampal CA1 were found in every other group, and their cerebral pathology had significantly changes. Conclusion The senile dementia rats model established by the method of permanent bilateral common carotid artery ligation combined with intraperitoneal injection with D-galactose shows obvious loss in learning and memory, and has significant changes in their cerebral pathology, which represent the characteristics of the Senile dementia.
[Key words] Senile dementia; Learning and memory; Behavioral evaluation; Histopathology
随着老龄化社会到来,老年性痴呆发病率持续上升,老年痴呆患者人群不断扩大,其中以阿尔茨海默病(Alzheimer′s disease,AD)及血管性痴呆(vascular dementia,VD)为主,两种类型痴呆的临床表现、神经生物化学及神经生理学特点存在不同程度的交错;相关研究已证实两者在发病机制及病理变化方面存在本质的相似[1-4]。由于在临床痴呆人群中,“混合性痴呆”具有较高的流行趋势[5],现有的模型制备通常将两者严格区分,笔者前期已优化血管性痴呆大鼠模型制备方法[6],研究证实脑衰老及脑低灌注是AD及VD发病过程中的两大关键因素[7-10]。
基于AD和VD发病的多因性及相似性,本文尝试利用腹腔注射半乳糖促老化,分期永久结扎双侧颈总动脉致脑低灌注的方法,制备脑衰老与脑低灌注两种关键因素联合作用的痴呆大鼠[11]。并进一步通过大鼠的学习记忆和空间记忆等行为学改变[12],以及脑海马组织病理学改变进行模型验证与评价,以期为老年期痴呆的发病机制及药物作用评价研究提供动物模型。
1 材料与方法
1.1 设备、材料与试剂
Morris水迷宫实验仪及Ethovision 3.0分析软件(荷兰);DM2500生物显微镜(德国徕卡);D-半乳糖(D-galactose),购自美国Sigmal试剂公司;手术剪、止血钳、眼科弯镊、缝针及0~3号缝线。
1.2 实验动物与分组
1.2.1 实验动物 Wistar大鼠,雄性,体重190~210 g,购自上海思莱克实验动物有限责任公司,饲养于浙江省中医药研究院实验动物中心,动物使用许可证号:SYXK(浙)2009-0122。
1.2.1 分组 实验大鼠40只,随机分为5组,每组8只。A组:分期双侧颈总动脉永久结扎后D-半乳糖注射组(2VO + Gal组);B组:半乳糖注射后分期双侧颈总动脉永久结扎组(Gal + 2VO组);C组:单次双侧颈总动脉永久结扎组(2VO组);D组:半乳糖注射组(Gal组);E组:正常对照组。
1.3 手术操作
A组:术前8~12 h禁食不禁饮水,10%水合氯醛以350 mg/kg剂量腹腔注射麻醉,仰卧位固定于保温手术台上,颈部皮肤备皮消毒后行颈侧向切口,用0号丝线永久结扎左侧颈总动脉,缝合皮肤。复苏后正常饲养,观察手术创口愈合情况,1周后行右侧颈总动脉结扎术。术后第8天开始腹腔注射D-半乳糖,剂量60 mg/kg,每天1次,连续注射42 d。
B组:先腹腔注射D-半乳糖42 d,第41、48天分期行双侧颈总动脉永久结扎术,其余处理同A组。
C组:仅一次性双侧颈总动脉永久结扎,不注射半乳糖,其余处理同A组。
D组:仅腹腔注射D-半乳糖42 d,不行颈总动脉接扎术,其余处理同A组。
E组:不给予任何手术或药物处理,与前4组大鼠同等条件饲养。
1.4 行为学实验
实验系统主要由圆形不锈钢水池(直径和深度分别为1.50 m和0.45 m)及图像自动采集、处理系统组成。池内加水至水位高度为0.38 m,水中加碳素墨水使之浑浊,水温(22±2)℃。水面以原点为中心均等划分为L、P、R、O四个象限区,在P区中央放置一圆形有机玻璃平台(直径12 cm,高度0.36 m)。从与平台相对的象限区(即O象限),自距水面20 cm高度处以面向池壁方式抛投大鼠入水,到达平台顶部后在平台上休息30 s后重复操作,记录其自入水至登上平台所需的时间(即逃避潜伏期)、游泳路径与游泳距离。如果大鼠180 s内未到达平台,则由实验者引导其至平台,此时潜伏期为最高值(180 s)。实验共进行7 d,前5天进行同样的定位航行训练,每天1次;第6天将实验入水点改为相邻的左侧象限 (L象限)区,同法操作并记录数据;第7天行空间探索实验,即撤去平台,并将大鼠入水点恢复为O象限,观察大鼠入水后60 s内的游泳情况并记录路径。A、D组于腹腔注射D-半乳糖后42 d,B、C组大鼠于双侧颈总动脉永久结扎术后1周,与E组大鼠同时进行行为学实验。
记录大鼠在水池各象限区的游泳距离与时间,并分别计算其占游泳总距离与总时间的百分比,以此作为大鼠学习记忆成绩的评价指标。
1.5 脑海马病理组织学观察
1.5.1 病理切片制片及染色 行为学实验结束后,将每组大鼠断头处死,在冰盘上小心迅速取出完整脑组织,剥离出双侧海马组织,用5%甲醛固定24 h,经系列梯度酒精脱水,石蜡包埋后切片,并采用苏木素-伊红HE染色[13],于电镜下观察海马的病理变化。
1.5.2 脑海马病理组织学改变判断方法 脑缺血所致的脑神经细胞损伤与死亡,受损细胞类型与脑缺血的诱因、程度以及持续时间直接相关。由大脑中动脉(MCA)梗塞引起的脑缺血时,缺血中心区域的损伤表现以神经元细胞(如纹状体、皮层神经元、海马)坏死为主,表现为核固缩、破裂,细胞分界线消失。缺血梗死灶边缘区域则以神经元细胞凋亡为主,表现为细胞体积变小、胞浆皱缩、胞核固缩等[15]。
1.6 统计学方法
采用统计软件SPSS 18.0对实验数据进行分析,计量资料数据以均数±标准差(x±s)表示,采用t检验。计数资料以率表示,采用χ2检验。以P < 0.05为差异有统计学意义。
2 结果
2.1 动物外观及行为活动
A、B及D组大鼠在半乳糖注射过程中,均逐渐出现行为异常,如活动减少、动作迟缓、精神不振等。A、B、C组大鼠颈总动脉永久结扎后,C组大鼠死亡2只,补充2只。C组术后有1只出现眼睑下垂,术后第1天时大鼠自发活动均有所减少,但术后2 d后,除C组外的其余各组基本恢复至术前状态,C组4 d后恢复术前状态,各组饮水、摄食均未见明显异常。
2.2 行为学分析结果
行为学分析结果见表1、2。由表1可知,C、E组间差异无统计学意义(P > 0.05),而A、B及D组时间比与距离比均较C、E组减小,差异有高度统计学意义(P < 0.01)。但A组与B、D组相比,差异无统计学意义(P > 0.05)。表2显示A、B、D组大鼠在P象限的游泳时间显著少于正常对照组。
表1 空间探索实验中各组大鼠原平台象限游泳时间比与距离比分析(x±s)
注:与E组比较,*P < 0.01;与C组比较,#P < 0.01
2.3 脑海马病理组织学改变
各组脑海马病理组织学改变见图1。E组大鼠海马CA1区树突呈条索状分布,锥体细胞3~4层,排列紧密、整齐;胞体完整,界线清晰,无变性坏死,胞核大而圆。A、B组大鼠海马CA1区树突明显破坏,几乎呈阴性染色,锥体细胞减少,细胞1~2层,排列松散,界限不清;可见变性坏死细胞,核固缩、破碎,呈深蓝色,胞浆浓缩;C、D组海马细胞丢失,排列紊乱,周围结缔组织增生情况较模型组明显减少。
3 讨论
以双侧颈总动脉同时永久结扎的方法制备的痴呆大鼠模型,由于短时间脑内供血骤降,易导致较高的动物死亡率。本文采用间隔1周,分期手术的方式结扎双侧颈总动脉,在手术间隔期,椎动脉缓慢代偿性供血,逐渐形成前脑供血不足的病理状态,其过程及表现与临床慢性脑缺血更为接近[16],且大鼠死亡率下降,术后恢复较快。因而采用分期颈总动脉永久结扎方式用于老年期痴呆大鼠的模型制备,具有动物死亡率低,术后运动功能恢复快,病理特征与临床相似等特点。
本研究中的大鼠模型结合了脑衰老与脑低灌注两种关键因素的作用,利用腹腔注射半乳糖促老化,使大鼠体内产生大量超氧阴离子自由基,对脑组织产生过氧化损害;同时由于细胞内存积D-半乳糖后干预了细胞内物质代谢,细胞代谢功能下降,导致鼠快速衰老[17];永久结扎双侧颈总动脉则导致脑内低灌流,细胞代谢能力进一步下降。两种因素共同作用,使模型大鼠呈现明显的学习、记忆能力减退特征,具备了老年期痴呆的临床表现。且该造模过程较符合老年期痴呆临床患者的病理历程,因而适用于研究痴呆患者脑组织的形态及病理、生理变化,能够为老年期痴呆的基础研究及药效评价提供有益参考。
此外,术后7 d,A组大鼠的原平台象限游泳距离比、时间比等各项指标与B、D组比较,差异均无统计学意义,提示低灌注联合半乳糖诱导记忆功能损伤无长期效应,此种现象可能与机体自身代偿有关。据此推断本模型仍属急性-亚急性范畴,提示下一步工作应致力于更具实用性的亚急性-慢性模型研究工作。
[参考文献]
[1] Iadecola C. The overlap between neurodegenerative and vascular factors in the pathogenesis of dementia [J]. Acta Neuropathol,2010,120(3):287-296.
[2] Craft S. The role of metabolic disorders in Alzheimer disease and vascular dementia: two roads converged [J]. Arch Neurol,2009,66(3):300-305.
[3] Kume K,Hanyu H,Sato T,et al. Vascular risk factors are associated with faster decline of Alzheimer disease,a longitudinal SPECT study [J]. J Neurol,2011,258(7):1295-1303.
[4] Bennett S,Grant MM,Aldred S. Oxidative stress in vascular dementia and Alzheimer's disease: a common pathology [J]. J Alzheimers Dis,2009,17(2):245-257.
[5] Livner A,Laukka EJ,Karlsson S,et al. Prospective and retrospective memory in Alzheimer′s disease and vascular dementia: similar patterns of impairment [J]. J Neurol Sci,2009,283(1-2):235-239.
[6] 王绪平,呙登俊,陈宇,等.Morris水迷宫实验评价血管性痴呆大鼠模型的学习记忆能力[J].中华中医药学刊,2013,(1):99-100.
[7] Anthony H,Vagnucci JR,William WL. Alzheimer′s disease and angiogenesis [J]. Lancet,2003,361:605-608.
[8] Stuart B,Melissa MG, Sarah A. Oxidative Stress in Vascular Dementia and Alzheimer's Disease:A Common Pathology [J]. Journal of Alzheimer's Disease,2009,17:245-257.
[9] Torre JC. Cerebral perfusion capillary degeneration and development of Alzheimer′s disease [J]. Alzheimer Dis Asso Disord,2000,14:72-81.
[10] Torre JC. Vascular basis of Alzheimer′s pathogenesis [J]. Ann N Y Acad Sci,2002,977:196-215.
[11] 陈春富,郎森阳,左萍萍,等.D-半乳糖致衰老大鼠脑海马外周型苯二氮革受体改变及其与认知行为的相关研究[J].中华医学杂志,2006,86(2):1470-1472.
[12] 张萌,廉洁.复方地黄对老年性痴呆大鼠的行为学及脑内SOD、MAO的活性影响的实验研究[J].中国医药导报,2011,8(7):50-52.
[13] 吕俊耀,于晓军,刘卯阳.常规组织切片染色制作中常见问题及解决方法[J].法医学杂志,2008,24(1):51-53.
[14] Luea S, Seott A, Jose PT,et al. BAX and BAK Regulation of EndoPlasmic Reticulum Ca2+: A Control Point for Apoptosis [J]. Science,2003,300(5616):135-139.
[15] 马明,赵晴,王宇,等.大鼠颈总动脉分次结扎建立血管性痴呆模型评价[J].中国老年学杂志,2012,32(1):72-74.
关键词:卒中后抑郁;动物实验研究;综述
卒中后抑郁(post stroke depression,PSD)是脑卒中后的最常见的并发症之一,是脑卒中患者最常见的心理障碍,其患病率可高达20%~60%。卒中后抑郁可严重损害脑卒中患者的认知功能,影响患者的预后情况,增加患者痴呆及自杀的风险,给患者的家庭及社会带来沉重的压力。现将近10年关于卒中后抑郁的动物实验研究进展综述如下。
1 卒中后抑郁的发病机制
PSD的发病机制复杂,涉及神经生物学、解剖学和社会学、心理学等诸多因素。在20世纪80年代,Robinson等就提出,脑内参与情感调节的5-HT能神经元和NE能胞于脑干,其轴突通过丘脑和基底节到达额叶皮质,脑卒中病变累及上述部位可影响5-HT能神经元和NE能神经元及其通路,导致两种递质水平降低而引起抑郁。Moller等利用正电子发射型计算机断层显像(PET)间接估计了5-HT受体活性,研究发现在急性卒中后5-HT神经递质出现代谢的异常,尤其在边缘系统和中缝核5-HT代谢的显著下降,可能与抑郁的发生相关。临床上使用5-轻色胺再摄取抑制剂可缓解PSD的症状,进一步支持PSD与单胺类神经递质下降有关的观点。Terroni等根据MRI研究结果显示病灶影响边缘-皮质-纹状体-苍白球-丘脑神经环,尤其是前额叶腹侧和背侧扣带回皮层、海马、杏仁核等易产生PSD,且以左侧为著,而这种情况未见于脑桥背部和小脑。说明前额叶背外侧皮质环路在情绪 的调节中起着重要作用,脑内该区域白质纤维连接的改变可能也会影响情绪调节过程。这与控制情感的神经环路主要分布在额颞叶、边缘系统和脑干腹部及其皮层下联系纤维的研究结果相一致。有学者认为,脑卒中"突如其来"的发生和其严重程度,使患者的工作和日常生活能力改变甚至丧失,导致患者心理应激障碍、心理平衡失调,由此对抑郁症的产生有一定的作用。
2 卒中后抑郁动物模型的建立
有关卒中后抑郁的动物模型的建立,近年来国内文献报道多为复合模型即在卒中基础上结合相应应激刺激构建PSD模型。裘涛等[1]采用双侧颈总动脉永久性结扎后予以行为限制制作PSD大鼠模型,观察大鼠自发改变,海马区单胺类神经递质的变化。结果显示:模型组大鼠水平运动得分、垂直运动得分、清洁动作次数与假手术组比较显著下降(P
3 针刺干预PSD大鼠的实验研究
卒中后抑郁患者不仅有精神障碍症状而且还存在肢体的活动障碍,采用体针治疗卒中后抑郁可以显著促进患者肢体的恢复,平衡患者脏腑的阴阳,调节患者气血的虚实。龚燕等[13]采用单侧颈总动脉不全结扎联合孤养和小剂量利血平皮下注射制备复合型PSD大鼠模型。观察各组大鼠的行为学变化;利用荧光分光光度法测定各组大鼠大脑海马区NE和5-HT含量。结果显示,与正常组相比,模型组大鼠糖水消耗量和脑内NE、DA含量均明显下降。电针能使PSD大鼠糖水消耗量和脑神经递质NE、DA含量明显增加。得到的结论是:电针治疗PSD大鼠的机制可能与提高其海马区5-HT和NE含量有关。孙培养等[14]选择通督调神针法干预卒中后抑郁大鼠。结果:造模完成时,模型组和针刺组蔗糖水饮用量、水平及垂直运动得分、血浆中单胺类神经递质的含量均较正常组降低,Zea Langa神经行为学评分提高,差异均具有统计学意义(P
4 中医药物干预PSD大鼠的实验研究
中医认为卒中后抑郁属于"中风"与"郁证"范畴,由于受到躯体病残的困扰,最终情绪抑郁。裘涛等[1]采用双侧颈总动脉永久性结扎后予以行为限制制作PSD大鼠模型,随机分为模型组、涤痰开窍解郁组、氟西汀组,并设假手术组,采用RP-HPLC-荧光检测法测定大鼠海马区单胺类神经递质的变化,并观察大鼠自发改变。结果发现模型组大鼠行为能力下降(P
5 西医药物干预PSD大鼠的实验研究
PSD的西医药物治疗包括原发病、并发症和抑郁症的治疗。患者因需同时服用治疗脑卒中、高血压或其他并发症的药物,故在选择药物时,应选择相互作用小的药物,所以新型抗抑郁剂有一定优势,更适于神经系统疾病所致继发性抑郁的治疗。赵立波等采用CUMS结合孤养建立抑郁模型,MCAO术建立卒中模型PSD模型组和氟西汀组大鼠先建立卒中模型后建立抑郁模型,腹腔注射相应药物进行干预,连续给药21d后,用酶联免疫法和免疫组化SABC法检测给药后各组大鼠脑组织中5-HT,NE,NGF的表达。结果显示与假手术组比较,抑郁模型组和PSD模型组大鼠脑组织中5-HT,NE,NGF表达均明显降低(P
6 研究存在的问题及展望
综上所述,国内外学者在论述PSD发病的因素时各有侧重,具体的发病机制尚未明确。现在多数学者认为其发病是由多种原因通过多种机制所致,与心身疾病的生物-心理-社会医学模式相一致,可能是神经生物学因素和社会心理因素共同作用的结果。
目前,关于PSD的研究大多建立在动物实验的基础上,制备的动物模型主要以缺血性卒中为主,但卒中的发病类型包括出血性卒中和缺血性卒中,关于出血性卒中后抑郁动物模型的制备相对较少,这方面的研究信息相对缺失。并且,一般情况下卒中后抑郁患者多合并高血压病、血脂异常等基础病,而这些在动物模型身上无法一一体现;同时,在动物实验造模、治疗、取材的过程中,都有可能出现一些轻微的误差,如取材的不完整性等。这些都有可能导致实验结果存在一定的误差,以至于影响实验的准确性。
其次,关于卒中后抑郁治疗方法颇多,有针灸、中医药物、西医药物等。脑卒中后抑郁属于"中风"与"郁证"范畴,运用中医药物治疗时,应综合分析患者实际病情,并概括患者分型,从而辩证论治。针灸疗法治疗卒中后抑郁一方面可以帮助患者残肢的功能恢复,间接有利于患者抑郁状态的改变,另一方面疏肝行气、调和阴阳,又起到直接改善患者情绪的作用。西医药物治疗PSD的治疗原则是早期、单一药物、综合、个体化、长期系统用药。目前运用较为广泛的是:三环类抗抑郁药、5-HT再摄取抑制剂、NE再摄取抑制剂等,但西医药物的使用存在一定的副作用。
因此,寻求PSD的发病机制以及制备理想的PSD模型,寻找治疗PSD有效的方法是目前亟待解决的问题,相信随着分子生物学、神经生物学等基础学科的发展和西医学技术的不断介入,卒中后抑郁的发病机制研究正从多层次、多角度不断深入。假以时日,肯定能提出卒中后抑郁的最佳治疗方案。
参考文献:
[1]裘涛,陈眉,代建峰,等.脑卒中后抑郁症动物模型的建立与评价[J].中国行为医学科学,2006,15(1):12-13.
[2]刘福友,杨石,陈卫垠,等.脑卒中后抑郁大鼠模型的建立[J].中国临床康复,2006,10(42):91-94.
[关键词] CNDF;大鼠脊髓损伤;实验研究
[中图分类号] R744 [文献标识码] A [文章编号] 1674-0742(2013)04(c)-0050-02
脊髓损伤的特点就是致残率、耗费较高,但是对于其治疗方法仍然没有确切的结论,给社会带来重大的负担。目前,随着神经营养分子(即CDNF)研究的深入,脊髓损伤治疗也出现了新的转机。神经营养分子具有调节神经细胞的生长与发育的功效,是一种促进神经元修复的小分子蛋白。该文选择了75至雌性大鼠,研究CDNF对于大鼠脊髓损伤的治疗效果。
1 资料与方法
1.1 一般资料
选择健康的Wista雌性大鼠75只,其平均体重为268.49 g,将上述大鼠随机分为3组。将其中25只设置为假手术组(A组),25只设定为单纯脊椎损伤组(B组),25只设定为采用CDNF治疗脊髓损伤组(C组)。A组大鼠不损伤其脊髓,仅进行脊髓半切损伤模型。B组大鼠注入生理盐水。对C组大鼠注入10?LCDNF。
1.2 脊髓半切损伤动物模型
称取上述大鼠的具体重量,使用30 mg/kg的水合氯醛进行腹腔注射麻醉。静待大鼠至全麻状态,使其使大鼠俯卧在手术台上,并对其四肢进行捆绑固定,剪除手术区的毛发。确定第10胸椎的位置,对皮肤进行消毒后铺设一次性手术巾。将大鼠的背部皮肤以及皮下组织切开,使其T8~11处的棘突和椎板更充分的暴露出来。采用持针器把棘突和关节突进行摘除,使脊髓节段暴露更充分。对胸髓一侧采取横向剖开,并把硬模直至中央导水管切断,使用卫星注射器,对大鼠的脊髓进行2 mm缺损伤害。在手术后,大鼠的一侧肢体会出现痉挛性抽搐并出现瘫痪症状,这说明脊髓的版企鹅损伤模型已经制作成功,随后可以对大鼠进行止血、缝合皮肤等操作。
1.3 术后管理
在手术后使用清洁笼具对大鼠进行单独喂养,进行青霉素注射,预防大鼠出现感染。同时每天挤压大鼠的腹部,帮助其进行排便直至膀胱功能恢复。此外,还要定时对大鼠进行翻身,防止其出现褥疮。在手术后不同时间段内对大鼠进行应用行为学评分。
1.4 免疫组织化学染色与电镜标本制作
在手术结束后14 d时,对大鼠进行腹腔的麻醉,将其胸部解剖开后以左心房为入口进行置管,若果其右心房有午夜透明液体流出,则即刻使用10%的中尔马林溶液对大鼠进行关注固定。关注30 min后,显露手术阶段,取出2 cm左右的损伤脊髓,标记后置入10%甲醛溶液进行固定。
在手术后8周,将动物进行腹腔麻醉,剖开胸部后以生理盐水进行灌注。生理盐水灌注200 mL后采用40/L的戊二醛溶液继续灌注。固定2 h后,取出损伤节段的脊髓组织,固定24 h后,使用环氧树脂进行包埋后制作超薄切片,电镜下观察。
1.5 统计方法
采用SPSS17.0对收集到的数据进行统计学分析。计量资料采用均数±标准差(x±s)表示,进行t检验。
2 结果
2.1 大鼠的应用行为学评分
对手术后的大鼠进行应用行为学评分,发现A组大鼠的评分为满分,在进行脊髓半切损伤之后大鼠的一侧后肢则丧失了运动功能。在手术后1周,B组大鼠也出现侧后肢的挛缩,C组患者没有出现后肢挛缩。在手术后2~4周时,B组大鼠和C组大鼠均出现不同程度的恢复。在手术后4~8周后,恢复的幅度变小。手术2周后B组和C组大鼠的应用学评分出现明显差异,差异有统计学意义(P
表1 大鼠的应用行为学评分
■
2.2 3组大鼠的GFAP表达情况
对免疫组织进行化学染色观察,A组大鼠中GFAP也出现了GFAP阳性细胞表达。在脊髓损伤的大鼠脊髓细胞标本中,能够发现GFAP的表达无规律且明显增多。C组大鼠的GFAP阳性细胞低于B组,差异有统计学意义(P
表2 3组大鼠的GFAP表达情况对比
■
2.3 电镜下脊髓损伤的病理变化
在电镜观察下,B组大鼠的神经元细胞核出现碎裂,在脊髓神经纤维髓鞘断裂分层的部位没有出现新生的轴突。B组大鼠神经元细胞核也出现碎裂,髓鞘断裂分层,仅有少量的再生轴突,其细胞质中线粒体数量含量较少。
3 讨论
脊髓损伤一般分为2个阶段,即原发性和继发性。脊髓损伤之后,会出现出血性坏死、水肿、炎症反应、细胞结构的破坏等。在脊髓损伤出现的早期,血管就会出现破坏,脊髓的灰质内的一部分神经元、白质内部的少突出胶质细胞出现坏死。这些坏死的细胞就会释放出大量的自由基,这些自由基会氧化邻近的细胞,损伤细胞膜,破坏细胞内的重要结构。在脊髓损伤的过程中,还会出现严重的炎性反应。因此而激活损伤处的小神经胶质细胞,该类细胞可吞噬脊髓损伤区坏死的细胞以及碎片。这个过程炎性反应可造成脊髓组织缺血,致使脊髓组织发生坏死,使细胞坏死范围扩大。
该研究证明,C组大鼠的应用行为学评分明显高于B组,但是仍然低于A组。C组的GFAP的表达低于B组。C组大鼠的GFAP阳性细胞低于B组,差异有统计学意义(P
[参考文献]
[1] 程雷,刘奔,范伟强,等.CDNF治疗大鼠脊髓损伤的实验研究[J].中国医药指南,2012(28):53-55.
[2] 李晓宁,宋金柱,苏志强.夹脊电针对大鼠脊髓损伤后NGF和BDNF表达的影响[J].哈尔滨工业大学学报,2007,39(12):2014-2016.
【摘要】
目的 探讨卡托普利对血管性痴呆(VD)大鼠学习记忆的影响。方法 选用Wistar大鼠,采用永久性结扎双侧颈总动脉(2VO)法制作VD动物模型,动物分为正常对照组、模型组及卡托普利组,卡托普利7.52~10.48 mg·kg-1·d-1连续给药8 w,通过Morris水迷宫、避暗行为学及病理学实验,观察卡托普利对VD大鼠学习记忆的影响。结果 与模型组比较,卡托普利组大鼠第1~6天到达平台的潜伏期及游程、朝向角、游泳速度无明显改变,第7天大鼠在2 min内穿越平台的次数、在平台区的逗留时间、在平台区象限的逗留时间及平台区象限内的游程占总游程的百分比、平均速度、朝向角无明显变化(P>0.05);与模型组比较,卡托普利组鼠第2天避暗的错误次数及错误潜伏期也无明显变化(P>0.05);卡托普利组大鼠大脑皮层、海马细胞无明显变化。结论 卡托普利对血管性痴呆大鼠学习记忆无明显影响。
【关键词】 卡托普利;学习记忆;大鼠;血管性痴呆
自由基损伤为血管性痴呆(VD)发病的重要机制。研究显示,卡托普利可使心肌组织及脑脊液的丙二醛(MDA)降低,超氧化物歧化酶(SOD)升高〔1,2〕,那么卡托普利是否可以治疗VD、改善VD患者的学习记忆功能、长期口服卡托普利对VD学习记忆的影响国内外未见相关文献报道。本研究通过行为学、病理学观察长期口服卡托普利对VD大鼠学习记忆的影响,为临床应用提供实验依据。
1 材料与方法
1.1 实验动物及药品
Wistar大鼠70只,雌雄各半,体重300~400 g。由吉林大学动物研究中心提供,批号:SCXK(吉)20032007。卡托普利由上海医药(集团)有限公司信谊制药生产,批号:050703。
1.2 方法
采用永久性结扎双侧颈总动脉(2VD)法〔3〕制作VD动物模型,将术后7 d大鼠按体重随机分为正常对照组、模型组及卡托普利组。对照组、模型组给予自来水;卡托普利组给卡托普利(7.52~10.48 mg·kg-1·d-1),连续给药2个月后进行水迷宫实验、避暗实验,实验期间继续给药。水迷宫实验连续7 d,前6 d在1、2、3、4象限4个不同的入水点,测定大鼠到达平台的时间、游程、朝向角及平均速度,第7天撤掉平台,测定大鼠在2 min内穿越平台的次数、在平台区的逗留时间、在平台象限内的逗留时间、在平台区象限内的游程占总游程的百分比、平均速度及朝向角。水迷宫实验结束后,进行避暗实验。避暗实验记录大鼠第2天进入暗箱潜伏期和大鼠被电击的次数(即错误次数)。在行为学测定后,快速取出大鼠脑用甲醛固定,做病理切片,观察其大脑皮层、海马的病理变化。
1.3 统计学分析
采用SPSS软件包进行统计分析,结果以x±s表示,组间比较采用t检验。
2 结果
2.1 Morris水迷宫实验
与正常对照组比,模型组大鼠第1~6天到达平台的潜伏期及游程明显延长(P
2.2 避暗实验
与正常对照组比,模型组大鼠第2天避暗的错误次数及第2天的错误潜伏期无明显变化;与模型组比,卡托普利组大鼠第2天避暗的错误次数及第2天的错误潜伏期无明显改变。见表6。表6 卡托普利对VD大鼠学习记忆的影响(略)
2.3 病理
模型组:皮质神经细胞数明显减少,核固缩、深染的坏死神经细胞及嗜神经细胞现象较多,可见软化灶。海马神经细胞数明显减少,变性、坏死细胞较多。与模型组相比,卡托普利组没有明显变化。
3 讨论
2VO结扎大鼠VD模型是研究认知功能的良好模型,与人类痴呆进行性记忆力下降的机制基本一致,该模型不仅可用于判定某些治疗手段和药物的效果,还可用于研究痴呆脑组织的形态及病理生理变化机制。
脑缺血可导致自由基代谢紊乱,过量的氧自由基可通过两条途径对机体智能产生损害作用〔4,5〕:(1)攻击神经细胞膜上的不饱和脂肪酸,形成脂质过氧化物,进而损害神经细胞;(2)MDA是脂质过氧化物的主要代谢产物,是一种重要的生物大分子交联剂,能交联蛋白质和核酸,导致蛋白质合成或蛋白质功能紊乱,从而影响动物的学习记忆能力。
卡托普利结构上含有疏基,具有强有力的自由基清除作用,明显抑制自由基的生成,改善缺血心肌代谢〔6,7〕。卡托普利对脑组织缺血后自由基的影响未见相关报道,那么卡托普利是否可通过减少缺血后脑组织自由基的损伤,改善VD大鼠的学习记忆功能?本实验通过行为学及病理学研究显示:长期口服卡托普利7.52~10.48 mg·kg-1·d-1 2个月,对VD大鼠的学习记忆无明显影响。
参考文献
1 杜巍,胡建国,黄秋霞,等.低温卡托普利局部灌注对缺血再灌注后脊髓组织自由基和MPO的影响〔J〕.中国医师杂志,2005;7(12):15913.
2 李广平,徐延敏,黄体钢,等.卡托普利对Langendorff灌注大鼠全心缺血再灌注损伤的保护作用〔J〕.天津医药,2003;31(10):6635.
3 赵宪林,方秀斌,李东培.大鼠血管性痴呆模型制作〔J〕.中国医科大学学报,2002;31(3):1667.
4 王永炎,张伯礼.血管性痴呆现代中医临床与研究〔M〕.北京:人民卫生出版社,2003:2801.
5 Seif El Nasrm,ElFattah AA.Lipid peroxide,phospholipids,glutathione levels and superoxide dismutase activity in rat brain after ischaemia:effect of ginkgo biloba extract〔J〕.Pharmacol Res,1995;32(5):2738.
【关键词】神经病理性疼痛;坐骨神经慢性压迫模型;坐骨神经部分损伤模型
【中图分类号】R-332 【文献标识码】A 【文章编号】1004-7484(2012)13-0022-01
神经病理性疼痛即通常所指的慢性持续性疼痛,其发病机制目前尚未完全清楚。选择一个较为理想的疼痛模型对该病的基础研究尤为重要,目前常用的周围神经损伤疼痛模型有坐骨神经慢性压迫模型(CCI)和坐骨神经部分损伤模型(PSI)。本实验旨在对两种模型的行为学变化和痛阈变化进行检测对比,为对神经病理性疼痛的研究中的模型选择做参考。
1 材料和方法
1.1 实验动物分组与制作
30只SD大鼠(漯河医学高等专科学校实验动物中心),雄性,体重250~300 g,随机分为3个组。
①坐骨神经慢性压迫模型组(CCI组):10只,制作方法如下[1]:腹腔注射10%水合氯醛(3 ml/kg)麻醉,取俯卧位,聚维酮碘溶液消毒左、右侧大腿皮肤,切开皮肤,钝性分离股二头肌,暴露出坐骨神经干,用非吸收外科缝线环绕神经干分别做4个轻度结扎环,间距1~2 mm,结扎强度以引起小腿肌肉轻度颤动反应为宜,术后用丝线逐层缝合切口。
②坐骨神经部分损伤模型(PSI):10只,左右肢暴露坐骨神经干以后用玻璃钝性组织分离器将坐骨神经干纵向分开,紧紧结扎1/3~1/2的神经干。其余方法同CCI组。
③假手术组(Sham组):10只,仅左右肢暴露坐骨神经干不予结扎,其余方法同CCI组。
1.2 疼痛行为学及痛阈测定
用Von Frey纤毛测定大鼠的机械缩足反射阈值(mechanical withdrawal threshold, MWT)和热痛刺激仪测定大鼠热刺激缩足反射潜伏期(paw withdrawal thermal latency, PWTL)分别评价大鼠机械痛敏和热痛敏。所有各组大鼠均在手术前1 d测定MWT、PWTL值,术后1、3、7、14、28、56 d分别测定MWT、PWTL值,测量前观察添足、咬足等行为。每次测量均在上午进行。(1)MWT测定方法:采用von Frey丝测定双后肢机械痛阈,将大鼠置于金属笼中适应环境30 min,用不同压力纤维丝刺激足底2、3趾间皮肤,每根重复5次,每次间隔5s,直至找到出现50%(10次)抬足反应的纤维丝,其压力值(出现大于5次以上是缩足反应),即为阈值,左右轮流测试,每足测量5次,取平均值。(2)PWTL测量方法:利用鼠爪热辐射刺激测痛仪。大鼠出于自由活动状态,调整好一起刺激强度(R=72),将刺激装置放置在鼠爪下,按操作键,当鼠爪移动时系统自动记录大鼠反应时间,此时间即为大鼠足底PWTL,每足测量5次,时间间隔3~5 min,取平均值。
1.3 统计学处理
采用SPSS 13.0 软件进行统计学分析,组内比较采用配对资料t检验,组间比较采用独立样本t检验。
2 结果
2.1 行为学观察
三组大鼠术后7天内均出现舔舐伤口行为,CCI组和PSI组大鼠术后出现添足、咬足、垂足、脚趾并拢,屈曲等行为。
2.2 PWTL和MWT值检测
三组术前PWTL和MWT值检测无差异(P >0.05),术后1~28d CCI组和PSI组PWTL和MWT值较Sham组明显降低,其中CCI组更为明显(P 0.05,表1),而PSI组术后56d PWTL和MWT值与Sham组比较仍明显降低(P
3 讨论
神经病理性疼痛给病人造成了极大的痛苦,目前其发病机制尚不完全清楚。理想的疼痛模型对研究该病的发病机制尤为重要。神经病理性疼痛模型可分为中枢神经损伤模型和周围神经损伤模型。中枢神经损伤模型如腰髓损伤等因会导致高位截瘫和坏死[2]目前已经极少应用。周围神经损伤模型针对脊神经如坐骨神经等进行损伤和压迫因可以较大程度的产生持续性疼痛[3]而得到广泛应用。目前常用的周围神经损伤模型有坐骨神经慢性压迫模型(CCI)和坐骨神经部分损伤模型(PSI)。
坐骨神经慢性压迫模型由Bennett和Xie[4]于1988年首次报道,该模型可以较好的模仿临床的肿瘤压迫、神经损伤、重金属中毒等产生的神经病理性疼痛而被广泛应用,且手术方法简单,易于操作。但由于该模型的疼痛效果受打结强度的影响较大,个体之间存在较大差异,为解决这个问题出现了PSI模型。PSI模型由Seltzer首次报道[5]。该模型对部分坐骨神经进行钝性分离并深度结扎,产生持续性的慢性疼痛,可以有效解决个体之间的差异问题,但操作复杂,易于污染,手术创伤较大,不利于大量制作。
本实验旨在对两种模型的疼痛效果进行对比,对疼痛的持续性和痛阈的敏感程度进行对比。实验显示,两种模型均能产生持续有效的疼痛。在持续时间上CCI模型在56d后PWTL和MWT值已基本恢复,与对照组比较无差异,说明疼痛已基本消失,而PSI模型在56d后PWTL和MWT值与对照组比较仍具有统计学差异,说明PSI模型可产生更为持久的疼痛。在对疼痛的敏感程度上,CCI组PWTL和MWT值在术后1~28d比PSI组更低,且较快的达到最低值,说明CCI模型比PSI模型对疼痛更为敏感,可快速达到神经病理性疼痛效果。
总之,CCI模型和PSI模型均可产生持续性的慢性疼痛,CCI模型对疼痛更为敏感,而PSI模型的疼痛持续时间较长,在进行神经病理性疼痛研究时可根据需要选择适当的疼痛模型。
参考文献
[1]王江栓,曹靖,臧卫东等. 胶质纤维酸性蛋白与波形蛋白在大鼠坐骨神经慢性结扎模型中的表达及意义[J].解剖学杂志, 2011, 34(5):653-698.
[2]刘杨,刘季,王亚方等. 大鼠脊髓挫伤后BDNF表达的实验性研究[J]. 中国法医学杂志,2007, 22(1):15-18.
[3]周秋雯,徐建国. 慢性疼痛动物模型的研究进展[J]. 医学研究生学报, 2008, 21(6):638-642.
【关键词】维生素E;急性脊髓损伤;自由基;兔
在我国,随着工业、交通的发展,ASCI发患者数逐年增高,但临床治疗效果并不令人满意。Allen将急性脊髓损伤分为原发性损伤和继发性损伤两个阶段。原发性损伤是在受伤的一瞬间由外力产生的决定性的、不可逆的损伤[1]。继发性损伤是脊髓原发性损伤之后由于各种因素引起的脊髓再损伤,所产生的脊髓损害远远超过了原发性损伤[2]。本实验通过Allen’s重物坠落(weight drop WD)法模型,探讨维生素E对ASCI 的保护作用,为临床应用提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 实验动物 健康新西兰大白兔51只,均为24周龄以上,雌雄不限,体重2.5~3.0 kg(平均2.8 kg),白求恩国际和平医院实验动物中心提供,采用标准饲料,饮用自来水。
1.2 动物分组 随机分为3组,每组17只,A组:正常组,B组:急性脊髓损伤组,C组:急性脊髓损伤+维生素E处理组。
1.3 模型制备 51只兔术前禁食过夜,自由饮水,背部正中手术区脱毛。3%戊巴比妥钠(1 ml/kg)腹腔注射麻醉,麻醉效果满意后,将动物俯卧位固定于手术台上。手术区常规消毒,铺盖无菌手术单,以L2为中心行后正中切口3 cm,显露L1-3棘突及椎板,切除棘突、椎板及黄韧带,造成一长约1 cm,宽约0.5 cm骨窗,显露硬膜。A组在显露硬膜后予以止血后缝合伤口。B、C组按改良的Allen’s重物打击法制备急性脊髓损伤模型。将自制的铜制薄垫片(8 mm×4 mm×0.5 mm)平放于硬膜上,用自制的30 g重的钢棒在玻璃管的引导下行重力打击,打击强度由预实验确定,为30×9(g・cm),打击完毕后冲洗止血,逐层缝合伤口,在急性脊髓损伤后30 min,给B组腹腔注射生理盐水1 ml/kg,C组腹腔注射维生素E10 mg/kg。术后置于恒温箱内饲养,标准饮食,自由饮水、活动,人工排尿,每日腹腔注射青霉素15万U/(kg・d),C组腹腔注射维生素E20 mg/(kg・d),B组腹腔注射生理盐水2 ml/(kg・d)。每日密切观察四肢活动情况,无感染及死亡患者。
1.4 取材 48 h后随机每组随机抽取10只动物用耳缘静脉栓塞法处死,于原切口显露脊髓,以打击为中心取伤段脊髓0.8 cm长,将标本从中间分两半,一半作组织学检查,用10%中尔马林固定,另一半作水含量测定。先用生理盐水将其表面血液冲净,再用显微器械轻柔去除硬膜,滤纸吸干水分后装于瓶中称重,置于-20°C冰箱备用。
1.5 组织水含量测定 将冻存标本取出,于电烤箱(100°C)放置24 h烤干称重,按Elliot公式计算含水量:组织含水量=(湿重-干重)/湿重×100%。
1.6 组织病理学检查 标本经固定包埋染色等程序后光镜下观察其组织学形态改变。
1.7 电镜观察 每组2只兔经灌流固定后,于损伤中心切取电镜标本,迅速切成1 mm3的小块后置于3%戊二醛中固定,经固定脱水包埋切片后,醋酸双氧铀和枸橼酸铅染色,在日立H-7500透射电镜下观察,拍照片。
1.8 行为学指标(采用盲法观察) 于两星期后对每组剩余5只动物进行盲法观察,并进行行为学评分。斜板试验:以Molt斜板测量动物在斜板上维持5 s不下滑的最大角度。
1.9 统计分析 数据采用SPSS12.0统计软件进行结果分析,水含量、行为学指标以均数±标准差(x±s)表示,比较用单因素方差及t检验进行统计学处理。
2 结果
2.1 伤段脊髓组织含水量比较 各损伤组伤段脊髓含水量均高于正常对照组(P
2.2 HE染色 正常组(图2-3)脊髓灰白质界限清楚,神经元及髓鞘形态结构正常。神经元细胞核细长呈波浪状,两头较尖,胶质细胞散在、均匀分布。损伤组(图4-5)灰白质边界不清,可见大片状出血、水肿、坏死区,灰质中神经元减少,部分尼氏小体及细胞核消失,白质呈网状脱髓鞘。神经元细胞消失,可见大量胶质细胞明显增生,核圆形,较大,深染。维生素E治疗组(图6-7)脊髓组织出血、水肿、脱髓鞘明显轻于非维生素E治疗组。神经元细胞核轻度变性,胶质细胞轻度增生,神经纤维偶见。
2.3 透射电镜观察结果 B组脊髓灰质内神经细胞核不完整,核膜模糊,变形,核仁内有空泡形成,线粒体肿胀,嵴消失,内质网扩张,核糖体减少,后索髓鞘板层结构排列紊乱,扭曲变形,轴索内结构不清晰。C组结构破坏明显轻于B组,细胞核尚完整,细胞器变性改变轻,后索髓鞘板层结构尚存,轴索内可见肿胀的线粒体及微丝、微管。
正常组 (图8-9)神经元细胞膜完整,细胞器丰富,无破坏,髓鞘板层结构规整,微丝微管清晰可见。损伤组(图10)有髓神经体积变大,髓索高度水肿,线粒体和微丝微管数量显著减少,线粒体空化明显,髓鞘变得菲薄。损伤组(图11)神经元细胞膜完全破裂消失,线粒体部分或大部分脊和膜融合或破损消失,粗面内质网扩张,呈池状,脱颗粒现象严重。治疗组(图12)有髓神经髓鞘增生增厚,厚薄不均,排列紊乱,形状不规整,髓索内可见大量的线粒体和微丝微管。治疗组(图13)粗面内质网轻度扩张,有脱颗粒现象。
2.4 行为学评分 各损伤组行为学评分斜板维持角度均低于正常组(P
3 讨论
Allen在1911年就首次提出了二期损伤理论,将急性脊髓损伤分为原发性损伤和继发性损伤两个阶段[1]。原发性损伤是指受伤时由于骨折的移位、脱位引起椎间盘脱入椎管及骨折片刺入脊髓而造成的急性脊髓压迫、冲击、撕裂、挫裂及剪切伤,是在受伤的一瞬间由外力产生的决定性的、不可逆的损伤,无法对其损伤机制进行有效的治疗。继发性损伤是
脊髓原发性损伤之后由于各种因素引起的脊髓再损伤,所产生的脊髓损害远远超过了原发性损伤。继发性损害是一种细胞分子水平上主动调节的过程,演变过程长,具有可逆性,可被控制。微循环障碍和神经生化机制被认为是脊髓继发性损害的两大机制,二者并存且相互影响,是脊髓组织发生变性坏死的主要原因[3]。脊髓的缺血缺氧影响了线粒体电子传递功能,产生大量的自由基。自由基可引发膜脂质过氧化,损伤神经细胞及髓鞘的结构功能。脂质过氧化产物可抑制前列环素(PGI2)生成,使PGI2与血栓素(TXA2)失衡及血小板凝聚作用增强,造成微血管闭塞和痉挛,进一步加重损害[4]。
由于氧在脂溶性媒介中的溶解度较水中高5~8倍,有利于自由基反应的进行,且生物膜是以双分子层的多价不饱和脂肪酸(PUFA)为支架,故自由基对生物膜的损害作用最为广泛和严重。而脊髓组织由于本身的特点易受自由基损伤:①膜脂质富含胆固醇和多种不饱和脂肪酸;②脊髓细胞含有中等量的超氧化物歧化酶(SOD)及谷胱甘肽氧化酶,并缺乏过氧化氢酶等自由基清除系统;③脊髓组织富含具有催化自由基生成作用的铁离子;④脊髓组织含有高浓度的维生素C。当维生素C单独存在时,它是一种抗氧化剂。但当创伤和缺血发生时,血中细胞外渗增多,释放出铜、铁等离子,维生素C便产生大量的自由基[5-7]。
维生素E可作为自由基吸收剂来保护膜免受自由基的伤害。维生素E(生育酚)不但能清除羟基自由基(・OH)和超氧负离子自由基(O-2・) 等自由基,也能阻断脂质过氧化作用[8]。本试验显示对大白兔补充维生素E能有效的减轻急性脊髓损伤二期损伤对机体的影响,维生素E可以减轻脊髓水肿,改善局部组织破坏,外源性维生素E做为药物应用具有同样抗氧化作用,能清除氧自由基、阻滞不饱和脂肪酸的过氧化反应、减少过氧化脂质的生成。
参考文献
1 Taoka Y,Okajima K.Role of leucocytes in spinal cord injury inrats.J Neurotrauma,2000,17(3):219-229.
2 庞永清,罗永湘.实验性脊髓损伤的模型建立.中国修复重建外科杂志,1995,9(2):120.
3 Bracken MB,Holford TR.Effect of timing on recovery of segmental and long tractneuologic function in NASCIS.J Neurosurg,1993,79:500-507.
4 Faden AI.Apotential role for excitotoxins in the pathophysiology of spinal cord injury.Ann Neurol,1988,23:623-626.
5 Ikeda Y.Oxygen free radicals in the genesis of traumatic and peritumor brain edema.Neurosurg,1990,27:2.
6 Katnsic ZS,Schrgel J,Cosentino F et al.Endothelialium-dependent contractions to oxygen-derived free radicals in the canine basilar artery.Am J Phsioil,1993,264:H859.
【关键词】 神经元,干细胞; 脊髓损伤; 组织学; 疾病模型,动物
脊髓损伤(spinal cord injury, SCI)是临床上常见的疾病,致残率高,治疗效果不理想,多以不全瘫或全瘫为结局,严重影响患者的生活质量。因此SCI后功能恢复的研究一直是神经科学研究的难点和热点。近年来,神经干细胞(neural stem cells, NSC)的移植给SCI后治疗带来新的希望。NSC具有多潜能、自我复制和更新、未分化等特征。本研究通过在损伤脊髓的局部移植NSC,观察行为学和组织学方面的变化,初步探讨NSC对损伤脊髓局部神经细胞的影响及其表达功能的调节。
1 动物与方法
1.1 动物与仪器试剂 SpragueDawley(SD)大鼠(SCXK闽2004002)70只,体质量(200±20)g,雌雄不限。生物显微镜(BX40型,日本Olympus公司);立体定位仪(江湾C型,上海第二军医大学);微量注射器(1 μL,美国Sigma公司);组织切片机(Leica2135型,德国)。脱毛剂:8%硫化钠水溶液;10%甲醛水溶液;1%伊红水溶液;10%苏木素;缓冲亚甲蓝染液;0.2%醋酸盐缓冲液;4%钼酸铵液;NSC(由福建医科大学分子医学211工程实验室提供)漂洗3次,含量为105 μL-1。
1.2 方法
1.2.1 分组 大鼠随机分3组:(1)对照组10只,仅暴露硬脊膜。(2)SCI组30只,用3%戊巴比妥钠(40 mg/kg)腹腔注射麻醉后,俯卧位固定,显露T9T11棘突,咬除T10棘突及椎板,暴露硬脊膜,应用Allen打击法致SCI,打击势能50 gcm,损伤部位注射等量生理盐水,并于SCI后2、5、12 d各取10只大鼠处死,取SCI部位上下各4 mm脊髓,行HE染色和神经尼氏体染色。(3)NSC移植组30只,于SCI后即刻注射NSC。注射时用微量注射器吸取NSC 1 μL,应用立体定位仪于T10平面脊髓后动脉旁开0.5 mm注射,深度1 mm,5 min内注射完毕,留针3~5 min,并于注射NSC后2、5、12 d各取10只大鼠处死取材,取材范围及染色方法同SCI组。
1.2.2 行为学及组织学观察 神经功能评价标准采用改良Gale联合评分法(改良CBS法)[1]。检测项目是:开放空间运动能力、脚趾伸展、触地反应、回缩反射、矫正反射、斜板试验及游泳试验。评分以正常为100分,后肢全瘫为0分。常规HE染色,光镜观察脊髓出血、水肿等;神经尼氏体采用Pischingert氏亚甲蓝染色法,光镜观察神经细胞肿胀、变性、坏死及尼氏小体变化等。
1.3 统计学处理 数据以x±s表示,采用SPSS 10.0软件进行统计学分析,组间比较采用单因素方差分析。
2 结 果
2.1 行为学观察结果 NSC移植组大鼠感觉、运动功能恢复明显,与SCI组及对照组比较,差别有统计学意义(P
2.2 SCI前后及NSC移植后组织学变化 SCI组于SCI后2 d,脊髓灰、白质中出现片状出血,神经元肿胀、破裂、溶解,尼氏小体减少甚至消失,且随距损伤处距离的延长而逐渐减轻;于SCI后5 d,损伤坏死区有胶质细胞增生,伤后12 d增生更加明显(图1)。表1 大鼠改良CBS评分与脊髓损伤组比较,:P
3 讨 论
SCI是一种常见而严重的临床疾患。我国发病率约每年6.7人/百万人,以中青年胸腰段损伤最多。常导致患者损伤平面以下感觉、运动功能减退
A~D:脊髓损伤后2 d(A:×40;B~D:×400);灰、白质中出现片状出血,神经元肿胀、破裂、溶解,尼氏小体减少甚至消失,且随距损伤处距离的延长而逐渐减轻;E:脊髓损伤后5 d(×100),损伤坏死区有胶质细胞增生;F~G:脊髓损伤后12 d组(F:×100;G:×400);损伤坏死区有胶质细胞增生更加明显. A、B、C、E、F:HE染色;D、G:Pischingert氏亚甲蓝染色.
图1 脊髓损伤组的组织学变化
Fig 1 Histological changes in the spinal cord injury control group
A~B:神经干细胞移植后2 d (A:×40;B:×400),灰、白质中出现小片状出血,神经元肿胀、破裂、溶解,尼氏小体减少程度较脊髓损伤组轻;C:神经干细胞移植后5 d (×100),损伤坏死区胶质细胞较脊髓损伤组增多;D~E:神经干细胞移植后12 d (D:×100;E:×400),损伤坏死区胶质细胞较脊髓损伤组增多. A、C、D:HE染色;B、E:Pischingert氏亚甲蓝染色.
图2 神经干细胞移植组的组织学变化
Fig 2 Histological changes in t the spinal cord injury stem cell group
或丧失、植物神经功能紊乱、大小便失禁等[2]。致残率高,治疗效果往往不理想,多以不全瘫或全瘫为结局,严重影响患者的生活质量。近年来,在基础研究领域,细胞移植治疗SCI已成为促进其受损组织修复及功能重塑的重要手段[3]。在可供移植的种子细胞中,NSC以其良好的自我更新增殖能力及多向的分化潜能而成为最具前景的研究热点之一[4]。随着NSC的发现和分离成功,尤其是NSC可以在体外大量培养、增殖以及干细胞系的建立可以大量提供神经元和胶质细胞,为损伤后进行替代治疗提供了充分的材料。
本研究采用的SCI模型:(1)SCI节段的选择:因为动物胸段脊髓处椎板咬除方便,且能避开骶髓排便中枢以便术后管理,但SCI节段越高,损伤后动物死亡率亦越高,故选择胸段作为损伤节段,以T8~T12为宜。本实验采用T9~T11作为损伤节段。(2)采用改良Allen打击法致伤中胸段脊髓,其优点在于与人类SCI的相关性好,保持了硬脊膜的完整性,可有效防止外源性成分侵入SCI区域,防止脊髓外露与脊液外漏[5]。
NSC来源于胚胎早期室管膜上皮,具有多向分化的潜能。NSC具备自我更新和增殖的能力,可在特定因素影响或诱导下,向神经元或胶质细胞分化。大量研究表明,NSC移植入损伤脊髓后,不仅能在损伤信号存在的情况下向损伤原位迁移,并被诱导分化成神经元、神经胶质细胞,起到组织学上的直接替代作用,还可通过持续分泌广泛的神经营养因子,促进神经元存活和轴突生长及延伸[610]。Martinezserrano等报道,将NSC作为细胞系培养转导后移植到脊髓受损区,移植细胞存活、整合、分化为神经元和胶质细胞,阻断了神经元变性,促进了脊髓功能部分恢复[11]。NSC移植方法有直接移植法、静脉注射移植法和蛛网膜下腔注射移植法等。本研究采用直接移植法,具有以下优点:(1)NSC直接移植到损伤区域,避免NSC在静脉血液或脑脊液迁移过程中各种因素的干扰,影响实验结果;(2)NSC直接移植到损伤区域,缩短了其他移植方法中NSC到达损伤区域的时间,起到组织学上的直接替代作用;(3)实验中用的NSC量较静脉注射移植法和蛛网膜下腔注射移植法少,节省成本。本研究结果显示,在组织学方面,NSC移植组在SCI第2、5、12天,神经细胞坏死程度及尼氏小体减少程度均较SCI组减轻,而损伤坏死区胶质细胞则比SCI组增多;在行为学方面,NSC移植组在各个不同时间点(SCI后第1、3、6、9天和第12天),综合多项观察指标的评分均明显高于损伤对照组。提示SCI后通过移植NSC能减轻局部神经组织受损程度,并且能使胶质细胞增生,进而改善SCI大鼠的神经功能,促进SCI的修复,在动物水平验证了NSC在急性SCI期应用的可行性与有效性,也为进一步探讨NSC移植修复SC
参考文献
1] Gale K,Kerasidislt,Wrathall J R. Spinal cord contusion in the rat: Behavioral analysis of functional neurologic impairment[J]. Exp Neurol, 1985,88(1):123134.
[2] Ackery A,Tator C,Krassioukov A. A global perspective on spinal cord injury epidemiology[J]. J Neurotrauma, 2004,21(10):13551370.
[3] Paul J,Reier K. Cellular transplantation strategies for spinal cord injury and translational neurobiology[J]. Exp Neuro Therapeutics, 2004,1:424451.
[4] Park K I,Himes B T,Stieg P E, et al. Neural stem cells may be uniquely suited for combined gene therapy and cell replacement: evidence from engraftment of neurotrophin 3 expressing stem cells in hypoxicischemic brain injury[J]. Exp Neurol, 2006,199(1):179190.
[5] Kaptanoglu E,Tuncel M,Palaoglu S, et al. Comparison of the effects of melatonin and methylprednisolone in experimental spinal cord injury[J]. J Neurosurg, 2000,93(1 suppl):S77S84.
[6] Alexanian A R,Growe M J,Kurpad S N. Efficient differentiation and integration of lineagerestricted neural precursors in the traumatically injured adult cat spinal cord[J]. Neurosci Methods, 2006,150(1):4146.
[7] Tarasenko Y I,Gao J,Nie L, et al. Human fetal neural stem cells grafted into contusioninjured rat spinal cords improve behavior[J]. J Neurosci Res, 2007,85(1):4757.
[8] Lu P,Jones L L,Snyder E Y. Neural stem cells constitutively secrete neurotrophic factors and promote extensive host axonal growth after spinal cord injury[J]. Exp Neurol, 2003,181(2):115129.
[9] Pluchino S,Zanotti L,Deleidi M, et al. Neural stem cells and their use as therapeutic tool in neurological disorders[J]. Brain Re Rev, 2005,48(2):211219.
关键词:组织行为学;安全生产;管理
中图分类号:C29 文献标识码:A
引言
安全生产管理是管理的一个重要组成部分,是安全科学的一个分支。所谓安全生产管理就是针对人们在生产过程中的安全问题,运用有效的资源,发挥人们的智慧,通过人们的努力,进行有关决策、计划、组织和控制等活动,实现生产过程中人与机器设备、物料、环境的和谐,达到安全生产的目标。组织行为学关注如何改进生产率、降低缺勤率、减少流动率、减少工作场所中的越轨行为、提高员工的组织公民行为以及增进员工的工作满意度。以往作为安全管理人员我们一般都是发挥智慧通过管理手段来实现安全生产的目标,如果把组织行为学的理论运用到实际管理中,那么我们就能找到管理的理论依据,并能形成卓越领导力。
一组织行为学概述
组织行为学是一门应用性的行为科学,在众多行为科学分支的基础上建立起来的,如心理学、社会心理学、社会学、人类学等,它关注如何改进生产率、降低缺勤率、减少流动率、减少工作场所中的越轨行为、提高员工的组织公民行为以及增进员工的工作满意度。组织行为学的出现为安全管理人员提出了挑战,也提供了机遇,他提供了一些真知灼见来改善管理者的人际技能。组织行为学承认差异,它帮助安全管理人员认识到操作人员多元化的价值所在,以及对不同环境,不同性格特征的人进行管理时需要的一些变化帮助他们平衡工作于生活的冲突从而提高管理质量降低安全事故发生率。
二影响安全生产的原因分析
众所周知,不安全行为或者不安全状态是事故的直接原因,直接原因只是深层原因的征兆,是基本原因的表面现象,不安全行为就是工作场所中的越轨行为,工作场所的越轨行为是指违反重要的组织规则,从而威胁组织和个体健康的主动,在安全生产中组织的规则就是安全操作规程,既有明令禁止的某些行为,如“保命条款”、“零伤害条款”也有大家共享的隐性规则,如不在工作场所打闹,为了避免工作环境的混乱,管理人员要找到工作场所越轨行为的来源,明智的管理者会针对导致越轨行为这一问题的根本原因进行解决,而不是仅解决表面问题,这样会使问题此消彼长。
三组织行为学理论模型应用分析
什么是学习?一般人会说:“那是我们在学校所从事的活动。但组织行为学家对学习的定义却不是这样的。事实上,我们每一个人都终生的在学校里学习,学习发生在任何时间任何地点。因此一个普遍被人们接受的学习定义是:在经验的作用下发生的相对持久的行为改变。在安全生产中我们面临的是新的工艺、新的技术、新形势,所以学习新的安全知识并且相对能够进行持久的行为改变是必要的,那么在这里学习的定义是:安全行为的变化表明了学习的发生,学习就是安全行为的改变。
一个人如何学习呢?组织行为学为我们提供了三种理论来解释这一行为过程:经典条件反射理论、操作性条件反射理论和社会学习理论。
(一)经典条件反射理论应用
经典条件反射理论是20世纪初俄国生理学家伊万.巴普洛夫进行的,他在研究消化现象时,观察了狗的唾液分泌,即对食物的一种反应特征。他的实验方法是,把食物显示给狗,并测量其唾液分泌。在这个过程中,他发现如果随同食物反复给一个中性刺激,即一个并不自动引起唾液分泌的刺激,如铃响,这狗就会逐渐“学会”在只有铃响但没有食物的情况下分泌唾液。一个原是中性的刺激与一个原来就能引起某种反应的刺激相结合,而使动物学会对那个中性刺激做出反应,这就是经典性条件反射的基本内容。运用经典条件反射可以解释,为什么我们一看到安全事故案例中的受伤者就能提高我们的安全意识。
(二)操作性条件反射理论应用
操作性条件反射理论是哈佛大学心理学家斯金纳提出的,他指出如果一个人做出组织所希望的行为,那么组织就与此相联系提供强化这种行为的因素;如果做出组织所不希望的行为,组织就应该给予惩罚,据此,就让组织成员学习组织所希望的行为并促使组织成员矫正不符合组织要求的行为。在安全管理中如果员工违反安全操作规程,就应该给以惩罚,通过惩罚矫正不安全行为。
(三)社会学习理论应用
社会学习理论是由美国心理学家阿尔伯特·班杜拉(Albert Bandura)于1952年提出的。它着眼于观察学习和自我调节在引发人的行为中的作用,重视人的行为和环境的相互作用。
社会学习理论
【关键词】 帕金森病;炎症;环氧合酶?2;前列腺素e2;核因子nf?κb;人参皂甙rg1
0引言
帕金森病(parkinson?s disease,pd)是一种常见的中枢神经系统变性疾病. 有研究[1]认为,炎症可能在pd发病过程中起重要作用, 环氧合酶?2(cyclooxygenase?2,cox?2)及其介导的炎症反应可能参与pd发病过程[2]. 核因子(nuclear factor?κappab, nf?κb)在炎症反应过程中发挥重要作用,近期的研究显示nf?κb的激活与pd发病有关[3]. 但有关nf?κb是否参与pd模型中cox?2表达调控的报道少见. 本研究采用1?甲基?4?苯基?1,2,3,6?四氢吡啶(1?methyl?4?phenyl?1, 2, 3, 6?tetrahydropyridine,mptp)制备亚急性pd模型,观察模型动物中脑黑质nf?κb和cox?2及其产物前列腺素e2(prostaglandine2,pge2)表达与小鼠黑质区酪氨酸羟化酶(tyrosine hydroxylase,th)阳性神经元数量关系及给予人参皂甙rg1后对上述变化的影响,探讨nf?κb在pd发病过程中的分子机制,为探索pd有效防治措施提供线索.
1材料和方法
1.1材料健康雄性c57bl/6n小鼠45只,8~12 wk龄,体质量25~30 g[北京维通利华实验动物技术有限公司scxx(京)2002?0003],小鼠均自由进食饮水,室温(25±2)℃,单笼喂养,自然光照. mptp(美国sigma公司);兔抗人pge2 mab(美国cayman公司);小鼠抗人th mab(美国chemicon公司);人参皂甙rg1(吉林大学基础医学院化学教研中心);兔抗人cox?2 mab,兔抗人nf?κb(p50)多克隆抗体, 浓缩型免疫组织化学超敏ultrasensitivetmsp试剂盒(福州迈新生物).
1.2方法
1.2.1动物分组和模型制备实验随机将小鼠分为3组,每组15只. 模型组(pd组):给予mptp 30 mg/kg,盐水溶,腹腔注射,1次/d,连续5 d. 人参皂甙rg1干预组 (rg1组):除给予pd组相同的mptp处理外,mptp注射前3 d定时给予人参皂甙rg1 10 mg/kg,盐水溶,腹腔注射,并在mptp注射前2 h注射人参皂甙rg1. 溶剂组(对照组):注射与pd组和rg1组等体积的盐水. 上述动物均于mptp第5次注射后24 h处死. 于每次注射药物后观察小鼠是否出现静止震颤、肌肉僵直、运动迟缓等pd行为学表现, 判断pd鼠模型是否成功.
1.2.2免疫组织化学检测小鼠麻醉后,行40 g/l多聚甲醛磷酸盐缓冲液常规灌注固定,迅速开颅取脑,40 g/l多聚甲醛固定48 h(4℃)后,石蜡包埋切片. 实验时取脑组织切片常规脱蜡至水后,用tbst(ph7.4±0.2) 洗涤;组织抗原行水浴法热修复;30 ml/l过氧化氢阻断内源过氧化物酶,正常非免疫动物血清室温孵育10 min;同一组织相邻切片分别加入一抗即兔抗人cox?2 mab(1∶100)、兔抗人pge2 mab(1∶300)、兔抗人nf?κb(p50)多克隆抗体(1∶100)、小鼠抗人th mab(1∶400), 4℃过夜;tbst洗涤后,加入生物素标记第二抗体室温孵育;tbst洗涤,加入链霉素抗生物素蛋白?过氧化酶室温孵育20 min,dab显色,中性树胶封固,光镜下观察照相.
1.2.3western blot小鼠麻醉后取脑,分离中脑黑质部分,置入细胞裂解液中,低温匀浆,4℃震荡30 min后,12 000 g 4℃离心15 min,取上清,-80℃保存备用. 实验时取标本蛋白定量后加入4倍体积样本缓冲液,95℃变性5 min. 取20 μg样品在100 g/l十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺凝胶(sds?page)上电泳后,电转至硝酸纤维素膜,以标准蛋白marker为参照,依mr大小切取条带,取相应条带分别加入cox?2一抗(1∶400),pge2 一抗(1∶600),nf?κb(p50)一抗(1∶200)和th一抗(1∶1000), 4℃过夜,tbst冲洗后,分别与生物素标记的羊抗兔/小鼠igg抗血清(1∶200)室温震荡孵育2 h,tbst洗涤后,与卵白素?辣根过氧化物酶复合物室温下孵育0.5 h, dab显色. 将特异性蛋白条带扫描后,在同一条件下应用cmias真彩医学图像分析系统测定条带平均灰度值.
统计学处理:选定黑质所在区域,采用cmias真彩色医学图像免疫组化自动分析系统进行阳性细胞计数. 各组每只动物的3张脑片数值相加后取平均值,实验结果采用spss11.0统计软件进行统计学分析. 组间比较采用单因素方差分析和snk?q检验,两变量间关系分析采用简单线性相关分析法. p<0.05为差异具有统计学意义.
2结果
2.1行为学观察pd组小鼠于第1次注药后10~ 20 min均出现不同程度的震颤、竖毛、翘尾,mptp第5次注射后,pd组小鼠出现步态蹒跚、活动减少、动作变慢等症状;对照组未出现上述行为学变化;rg1组与pd组相比较,上述行为学症状明显减轻.
2.2免疫组化检测
2.2.1黑质区th阳性神经元数量变化对照组黑质致密部可见大量的th阳性神经元,且排列整齐,呈条带状(图1a);pd组(57.2±12.1)与对照组(169.7±24.6)相比较,th阳性神经元的数目减少约60%(图1b),rg1组(145.8±28.4)th阳性神经元的缺失较pd组明显为轻,仅较对照组减少约32%(图1c).
2.2.2黑质区cox?2,pge2和nf?κb阳性细胞数量变化pd组与对照组相比较,黑质区可见大量cox?2(28.2±5.1 vs 1.0±0.3),pge2(36.1±4.2 vs 3.2±0.4)和nf?κb(34.6±5.6 vs 2.5±0.8)阳性细胞(图2a,c,e);rg1组黑质区cox?2(1.9±0.7);pge2(4.6±0.3)和nf?κb(4.9±2.1)阳性细胞较pd组有显著减少(图2b,d,f). 图像分析结果显示,pd组,rg1组和对照组间差异均有统计学意义(p<0.01). 同时cox?2,pge2间存在正相关关系(r=0.576,p<0.05);cox?2和nf?κb间也存在正相关关系(r=0.588, p<0.05).
2.3western blot检测在预染蛋白标准分子质量20×103,72×103,50×103和61×103处,分别可见pge2,cox?2,nf?κb和th特异性蛋白条带. 灰度分析发现,pd组与对照组相比,th的表达下降约为65%,而nf?κb和cox?2,pge2的表达则明显升高(p<0.01);rg1组与对照组相比较,th表达量下降约为36%,nf?κb,cox?2和pge2的表达较模型组均显著降低(p<0.01);对照组仅有少量nf?κb,cox?2和pge2的蛋白表达(图3, 表1). 表1各组小鼠中脑黑质th,cox?2,pge2和nf?κb蛋白表达水平
3讨论
pd是一种常见的中枢神经系统退行性疾病,主要病理改变是中脑黑质da能神经元进行性变性缺失. 我们采用mptp复制的小鼠模型具有pd典型行为学表现;western blot结果显示腹侧中脑th蛋白的表达下降,提示此模型存在da能神经元大量丢失,说明本实验pd模型符合实验要求[4].
近年来有研究表明,pd中存在炎症,是pd患者黑质da缺失重要原因[5]. 炎症介质pge2及其合成限速酶c0x?2可作为炎症反应的重要生物学指标[6-7]. 实验中我们检测了三者表达情况,发现pd组cox?2,pge2均大量表达,同时伴有中脑腹侧th表达水平急剧下降,这些都提示pd组小鼠脑内存在严重的炎症反应,并可能与da能神经元丢失有关[2],说明cox?2可能通过介导炎症反应,而参与da能神经元丢失过程. 因此,研究cox?2表达的调控机制,将对探讨da神经元的保护机制起重要作用. 有研究[3]发现,nf?κb作为促炎症基因表达的枢纽之一,可诱导cox?2表达,且nf?κb的激活与pd的病理机制有关. 为明确nf?κb是否参与cox?2表达及与da能神经元变性丢失的关系,我们观察了上述三者在中脑黑质区的表达情况,结果发现pd组nf?κb,cox?2表达明显升高,且两者间存在正相关关系(r=0.5838, p<0.05),th表达明显下降(p<0.01). 我们推测,在本实验条件下mptp可能激活nf?κb,继而促进cox?2和pge2的表达,从而影响da能神经元的变化,其结果与文献报道一致[8].
人参皂甙rg1具有抗炎、抗氧化等作用. 有报道称rg1对mptp致黑质区da能神经元的损伤有一定保护作用[9]. 为探讨人参皂甙rg1对da能神经元的保护途径,我们对小鼠给予人参皂甙rg1干预,发现nf?κb阳性细胞以及蛋白水平较pd组有明显减少,相应黑质区th阳性细胞数量和蛋白水平较pd组降低程度减轻. 可能的原因是rg1通过减少nf?κb表达来抑制cox?2表达,减轻其介导的炎症反应,使黑质da能神经元免于mptp诱导的损伤,最终起到保护da神经元作用[10].
综上所述,核因子nf?κb可能是mptp所致亚急性pd模型中脑黑质cox?2表达及其介导的炎症反应的重要上游事件;人参皂甙rg1可对核因子nf?κb产生影响进而对黑质da能神经元起一定的保护作用.
【参考文献】
[1] hald a, lotharius j. oxidative stress and inflammation in parkinson?s disease: is there a causal link[j]. exp neurol, 2005,193(2): 279-290.
[2] 师亮,张宇新,张作凤,等. cox?2对帕金森病小鼠黑质内多巴胺能神经元的毒性作用[j]. 第四军医大学学报, 2006,27(18):1661-1664.
[3] 龚云涛,王晓民. nf?kb与中枢神经系统退变性疾病[j]. 生命科学,2004,16(5):280-284.
[4] smeyne rj, jackson?lewis v. the mptp model of parkinson?s disease[j]. brain res mol brain res, 2005,134(1):57-66.
[5] marchetti b, abbracchio mp. to be or not to be(inflamed)?is that the question in anti?inflammatory drug therapy of neurodegenerative disorders[j]. trends pharmacol sci, 2005,26(10):517-525.
[6] minghetti l. cyclooxygenase?2(cox?2) in inflammatory and degenerative brain disease[j]. neuropathol exp neurol, 2004, 63 (9):901-910.
[7] wang t, pei z, zhang w, et al. mpp+?induced cox?2 activation and subsequent dopaminergic neurodegeneration[j]. faseb j, 2005,19(9):1134-1136.
[8] 王韶华,崔东来,谢永强,等. 环氧合酶?2,核因子?kb异常表达与胃癌关系的探讨[j]. 北京医学,2006,28(2):84-86.
关键词:中药YN-3号;慢性应激;GR;NMDAR
中图分类号:R285.5 文献标识码:A 文章编号:1673-7717(2008)04-0727-03
体内糖皮质激素的分泌具有自身逆反馈调节的特点,其分泌主要受HPA轴(下丘脑-垂体前叶-肾上腺皮质轴)调节,糖皮质激素在血液中浓度的增加反过来又可以抑制下丘脑和垂体前叶,从而减少糖皮质激素的分泌。海马中富含GR(糖皮质激素受体),可以抑制应激条件下HPA轴的过度反应。创伤性应激和慢性应激均可导致海马GR含量改变,报道中创伤性的应激主要引起海马GR表达的升高[1];慢性应激损伤实验显示,应激早期海马内GR表达增强,慢性应激后期阳性表达减少[2]。海马GR除了可以自我调节,还受到NMDAR (N-甲基-D-天冬氨酸受体)的影响,两者都对HPA轴和LTP(海马神经元长时程增强效应)有影响,参与应激和学习记忆[3]。本实验观察慢性应激对大鼠一系列行为学活动的影响效应,包括自主运动、强迫运动和学习记忆活动,同时观察中药YN-3号对这一过程的干预作用。
1对象和方法
1.1实验动物与分组
雄性SD大鼠,体重160~180g(北京维通利华实验动物养殖中心),筛选40只,随机分为4组,每组10只,分别为:空白组(control)、模型组(model)、YN-3组(YN-3)、氟西汀组(Prozac)。
1.2主要实验器材和药品
Noduls Ethovision软件及摄像系统(荷兰Noldus information technology 公司,型号:NOVELBAC);MG-3Y迷宫刺激器(张家港生物医学仪器厂);氟西汀(百优解,片剂,美国礼来公司,批号A019602)。
1.3模型建立
造模各组孤养并每日随机给予以下刺激的一种:断食(24h)、断水(24h)、昼夜颠倒(24h)、夹尾(3min)、束缚(3h)、10℃冷水游泳(5min)、电击足底(电压为30V,电击5s,间歇5s共进行300s),共21天。
1.4治疗组处理方法
YN-3组灌胃,使用前按照灌胃剂量煎药浓缩,浓度1.00g/mL,贮存于4 ℃冰箱中备用,用前加热。氟西汀组于每日进行应激刺激前1h灌胃给药,用药量为1.8mg/kg,按1mL/100g给药,共21天。
1.5行为学检测
1.5.1Open-Field实验使用Noduls Ethovision软件及摄像系统对大鼠3min内在小箱中进行的总路程、站立次数进行记录。每只大鼠行为的检测在区域为80cm×80cm的开放场内,由红外摄像系统和视频合成器记录大鼠的活动情况, 计算机分析系统分析大鼠的运动轨迹。
1.5.2强迫游泳实验
1.5.3“Y”型电迷宫实验应用MG-3Y迷宫刺激器,测试成绩分为学习成绩和记忆成绩。宫箱设有3条通道,每臂末端有信号灯,箱底通以交流电。灯光指示为安全区,不通电。将大鼠置于一支臂端,另两支任意一支给灯光信号,示安全区。适应1min后给予电击,以大鼠直接逃至安全区为正确反应,否则为错误。学习成绩以大鼠达到连续9次以上正确反应时所需的电击总次数为准,记忆成绩以学习完后再电击10次中正确反应的次数(N/10)为准,于应激前后记录测试成绩。
1.6GR NMDAR免疫组化染色和图像分析
断头后迅速取脑并切取含海马脑段,浸入4%多聚甲醛液中固定,石蜡包埋,额状连续切片,片厚5μm,每只动物间隔取片,每个指标取3张,常规SABC法染色:常规脱蜡和水化,兔抗GR、NMDAR单克隆抗体(1∶100,北京博奥森生物技术有限公司)室温60min,生物素标记二抗室温孵育15min,链霉菌抗生物素-过氧化物酶溶液室温15min,DAB溶液显色(以上SP超敏试剂盒由福州迈新生物技术开发有限公司)。光镜下,归类每张切片海马CA1、CA2、CA3、齿状回等4个亚区的阳性细胞强度,以每100个细胞中阳性细胞个数为标准,分为阴性(n=0)、弱阳性(0
1.7统计学处理
行为学成绩均用均值±标准差(±s)表示,用独立样本t检验(Independent-Samples T Test)做组间差异显著性分析;图像分析结果用多个样本比较的秩和检验(Kruskal-Wallis法)和多个样本两两比较的秩和检验(Nemenyi法)。
2结果
2.1中药YN-3号对大鼠Open-Field实验的影响
3min内大鼠活动的总路程和站立次数见表1。结果显示:与空白组比较,模型大鼠活动总路程显著下降(P
2.2中药YN-3号对大鼠强迫游泳实验的影响
强迫游泳实验成绩见表2。结果显示与空白组比较,应激使模型大鼠的游泳不动时间显著下降(P
2.3中药YN-3号对大鼠“Y”型电迷宫实验的影响
学习和记忆成绩见表3。结果显示应激使模型大鼠的学习、记忆能力大幅度下降(P
2.4中药YN-3号对大鼠海马内GR阳性表达强度的影响
光镜下可见海马细胞阳性表达呈褐色,位于细胞质内,多见于锥体细胞层,个个亚区都有一定表达,但主要分布于海马CA1区。具体表达情况见表4,查χ2界值表得P
2.5中药YN-3号对大鼠海马内NMDAR阳性表达强度的影响
表达情况基本与GR一致,但阳性表达密集的区域主要有CA1、CA3区,具体情况见表5。查χ2界值表得P0.05;χ2m,N=29.36,P
3讨论
过度的应激会引起HPA轴亢进,机体出现应激紊乱,会导致严重的继发性损害,例如对周围事物的兴趣降低、生存欲望和学习记忆能力下降等。海马内富含两种肾上腺皮质激素受体:盐皮质激素受体(MR)和糖皮质激素受体(GR),MR主要参与基础水平的HPA轴的调节,GR则抑制应激条件下HPA轴的过度反应[4]。GR的调节与NMDAR介导的突触传递有着某种密切联系。从应激的角度看,海马是HPA轴调节的高位中枢,是应激累及的敏感部位;从学习记忆的角度来看,海马是参与学习记忆的重要部位,而海马的这些作用均有GR和NMDAR的介入[5]。
本文研究慢性应激下GR与NMDAR之间的作用关系,结果显示慢性应激使大鼠海马内GR的表达强度降低,而同时NMDAR的表达强度也降低。对于GR表达降低的解释可能是一种过度刺激的产生的脱敏反应,就是当机体受到应激原的刺激的早期,内源性GC(糖皮质激素)水平升高,而GR也随之增高,当应激原持续存在,累计强度过大、持续时间过长时, GC始终保持较高水平,导致GR敏感度降低,免疫强度减弱,继而耗竭而表达减少。海马GR表达降低,使得其对HPA轴的负反馈作用减弱,加重机体的损伤反应。
既往报道认为急性应激或创伤性应激时GR的降低受NMDAR受体通道活性增强的影响[6-7],表现为在阻断NMDAR通道之后,GR表达降低的程度明显减弱。本次实验的结果并不支持在慢性应激的情况下GR表达降低的同时NMDAR的活性增强,而是出现相反的结果。虽然两种受体在海马各个亚区的分布情况较为一致,但NMDAR的表达强度呈现出下降的表现。这一结果提示如下问题:在慢性应激的条件下是否存在另一条通路可以影响GR的含量下降,并且NMDAR通道的一系列病理性效应,如兴奋性毒性,在应激的后期是否还继续存在。但无论答案怎样,中药YN-3号在本次实验中的抗抑郁学改变的作用表现的很明显,且对两种受体的表达有趋向正常组的调节作用。
参考文献
[1]王庆松,王正国,朱佩芳.创伤后应激障碍样行为异常大鼠海马糖皮质激素与盐皮质激素受体表达研究[J].中华创伤杂志,2003,19(3):179-182.
[2]陈家旭,杨建新,赵歆,等.岳广欣慢性束缚应激大鼠中枢糖皮质激素受体变化及中药复方的影响[J].中国应用生理学杂志,2005,21(4):402-406.
[3]赵刚,蔡定芳.应激、糖皮质激素和海马老化[J].国外医学•老年医学分册,2002,5(23):125-128.
[4]DeKloet E R,Vreugdenhi l E,Oitzl MS,et al. Brain corticosteroid recep tor balance in health and disease[J].Endocr Rev,1998,19(3):269-301.
[5]Sakimura K,Kutsuwada T,Ito I,et al. Reduced hippocampal LTP and spatial learning in mice lacking NMDA receptor repsilon 1 subunit[J].Nature,1995,373: 151-155.