趙珊珊,包金風,殷旭華*
(1.內蒙古醫(yī)科大學附屬醫(yī)院 神經(jīng)內科,內蒙古 呼和浩特 010050;2.內蒙古醫(yī)科大學,內蒙古 呼和浩特 010059)
帕金森?。≒arkinson disease,PD)是發(fā)生于中老年人群中的一種常見的中樞神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾病,其主要的臨床表現(xiàn)為靜止性震顫、肌肉強直、運動減少、行動遲緩等運動癥狀。近年來人們注意到PD患者除了以上運動癥狀外常有非運動癥狀,如嗅覺減退、睡眠障礙、智能下降,尤其是常伴有情緒障礙,如抑郁(Parkinson disease with depression,PDD)。據(jù)統(tǒng)計PDD患病率為60%~90%,晚期可達100%[1],PDD發(fā)病機制尚不完全清楚,早期認為是繼發(fā)于運動障礙的心理反應,但近年來的研究發(fā)現(xiàn),PDD的病理過程與運動癥狀表現(xiàn)并不平行,可能存在氧化應激、線粒體功能紊亂[2-3]以及神經(jīng)遞質的損傷。本研究利用MPTP構建PD小鼠模型,探討艾地苯醌對PD小鼠行為學的影響及相關機制,為艾地苯醌在PD中的應用提供理論依據(jù)。
1.1 動物。C57BL/6J小鼠,雄性,6~8周齡,體質量(20±2)g,室溫25℃,濕度為(70±5)%。依據(jù)國家標準嚙齒類動物干燥飼料喂養(yǎng),小鼠活動、攝食自由。
1.2 藥品與試劑。MPTP(美國Sigma公司),CMCNa(萬治化工股份有限公司),固體甲醛(國藥集團化學試劑有限公司),水合氯醛(國藥集團化學試劑有限公司),蔗糖(西隴化工有限公司)兔抗BDNF多克隆抗體(Bioss Biotechnology Co.,Ltd),DNA上下游引物(美國Invitrogen公司)。
2.1 動物模型建立及分組。C57BL/6 J小鼠48只,適應環(huán)境3~4 d,隨機分為4組:對照組、MPTP模型組、MPTP+艾地苯醌低劑量組、MPTP+艾地苯醌高劑量組,n=12。使用MPTP構建PD小鼠模型,連續(xù)1周腹腔注射20 mg/kg的MPTP溶液,每日1次,成功建立MPTP急性PD小鼠模型,對照組小鼠腹腔注射等體積無菌生理鹽水,艾地苯醌低劑量組小鼠在MPTP構建PD模型的同時,每日灌胃艾地苯醌5 mg/kg,艾地苯醌高劑量組小鼠在MPTP構建PD模型的同時,每日灌胃艾地苯醌10 mg/kg,MPTP模型組灌胃等體積0.5%CMC水溶液,連續(xù)干預14 d。
2.2 行為學實驗測定。依據(jù)標準方法分別測試并計算出4組小鼠的糖水消耗量、糖水消耗百分比、強迫游泳水中后4 min累計不動時間、懸尾后4 min累計不動時間及木制盒中最后5 min內小鼠跨格次數(shù)和直立次數(shù)。
2.3 腦組織BDNF受體、5-HT1A受體的mRNA水平。斷頭處死后,將前額及海馬部位(各樣本取材部位一致)的腦組織剝離,稱重,液氮低溫速凍,轉入-80℃冰箱。統(tǒng)一按照TRIzol試劑盒操作,提取組織中總RNA,UV檢測總濃度,定量后按照AMV First cDNA Synthesis Kit試劑盒方法進行反轉錄,得到的cRNA在-20℃保存,最后利用qPCR檢測BDNF受體、5-HT1Ar的mRNA表達。
2.4 統(tǒng)計學分析。采用SPSS 25.0軟件進行統(tǒng)計學分析,組間比較采用t檢驗,計數(shù)數(shù)據(jù)以表示,以P<0.05為差異具有統(tǒng)計學意義。
3.1 行為學結果
(1)在糖水消耗實驗中,與對照組相比,MPTP模型組小鼠糖水消耗率降低(P<0.01),表明MPTP模型組小鼠快感缺失,出現(xiàn)抑郁狀態(tài)。
(2)在懸尾實驗中,與對照組相比,MPTP模型組小鼠累計不動時間延長(P<0.01),表明MPTP模型組小鼠顯現(xiàn)出抑郁樣行為。
(3)在強迫游泳實驗中,對比于對照組,MPTP模型組小鼠累計不動時間延長(P<0.01),表明MPTP模型組小鼠顯現(xiàn)出抑郁樣狀態(tài)。
(4)在曠場實驗中,MPTP模型組小鼠穿過中心區(qū)域的次數(shù)及直立次數(shù)較對照組減少(P<0.01),表明MPTP誘導的PD小鼠自主活動能力下降,呈現(xiàn)一定的抑郁狀態(tài)。
給予艾地苯醌治療后高劑量組小鼠糖水消耗率、穿過中心區(qū)域的次數(shù)及直立次數(shù)增多,懸尾累計不動時間及強迫游泳累計時間縮短,與MPTP模型組小鼠相比有顯著性差異(P<0.05),艾地苯醌低劑量組小鼠糖水消耗率、穿過中心區(qū)域的次數(shù)及直立次數(shù)有增多趨勢,懸尾累計不動時間及強迫游泳累計時間有縮短趨勢,但與MPTP模型組小鼠相比差異無顯著性(P>0.05)。結果見表1。
表1 小鼠行為學實驗結果()
表1 小鼠行為學實驗結果()
注:★★P<0.01,★P<0.05。
3.2 小鼠腦組織中BDNF受體、5-HT1Ar的mRNA水平檢測結果。MPTP 模型組小鼠BDNF、5-HT1Ar在前額葉皮質、海馬的mRNA水平下降(P<0.05)。艾地苯醌高劑量組BDNF、5-HT1Ar在前額葉皮質、海馬的mRNA水平較MPTP模型組增高,差異具有顯著性(P<0.05)。結果見表2。
表2 腦組織中BDNF受體、5-HT1Ar的mRNA水平比較()
表2 腦組織中BDNF受體、5-HT1Ar的mRNA水平比較()
注:★P<0.05。
目前PDD的病因仍不清楚,研究認為是多因素作用的結果,神經(jīng)病理學發(fā)現(xiàn),PDD患者額葉、邊緣系統(tǒng)和中腦中的5-HT神經(jīng)元變性和丟失可能是抑郁發(fā)生的原因,有研究表明BDNF在血清中含量和前額、海馬的表達水平降低可能也是引起抑郁情緒的主要原因[4]。艾地苯醌是一種短鏈苯醌,是輔酶Q10的一種合成類似物,它在細胞代謝中具有保護膜和脂蛋白免受氧化和脂質過氧化損傷的重要作用。它能夠通過血腦屏障,向神經(jīng)細胞內的線粒體轉運,通過提高線粒體的呼吸活性和葡萄糖利用率,抑制脂質過氧化,改善神經(jīng)遞質[5]。
綜上所述,MPTP作為一種神經(jīng)毒素可能誘導小鼠腦內氧化應激和炎癥免疫反應的發(fā)生,使腦內BDNF和5-HT1Ar mRNA水平表達異常,引起神經(jīng)元的丟失死亡,最終導致小鼠出現(xiàn)抑郁樣行為;艾地苯醌可能通過抑制氧化應激和炎癥反應的發(fā)生,上調BDNF和5-HT1Ar mRNA表達水平,保護神經(jīng)元,從而改善MPTP引起的PD模型鼠的抑郁樣行為。