左旋多巴诱发异动症大鼠模型的制作及其行为学评估.pdf
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1、基础研究 左旋多巴诱发异动症大鼠模型的制作 及其行为学评估 徐岩 孙圣刚 曹学兵 【摘 要】 目的 探讨左旋多巴诱发异动症 (LID) 大鼠模型的行为学特点, 以及探寻有效评估异动症大 鼠行为学特点的客观方法。方法 对 6-羟多巴胺损毁致帕金森病 (PD) 大鼠给予左旋多巴治疗 21 d, 观察其 行为学改变, 并对其异常不自主运动 (AIM) 进行评分。采用免疫组织化学方法观察大鼠黑质 (SN) 及腹侧被 盖部 (VTA) 区域酪氨酸羟化酶 (TH) 免疫阳性细胞的数量。结果 PD 大鼠在慢性左旋多巴治疗过程中, 会逐 渐出现 AIM, 各个体间 AIM 开始出现的时间、 表现形式及严重程度
2、等差异较大。LID 组与非 LID 组比较, 前者 VTA 部位 TH 阳性神经元数量明显减少, 而 SN 部位则减少不显著。NMDA 受体拮抗剂 MK-801 能明显抑制 大鼠刻板动作的发生, 而对其旋转行为无明显影响。经左旋多巴治疗后, PD 大鼠损毁灶对侧前肢运动功能明 显增强, 且经左旋多巴持续治疗后, 大鼠逐渐出现 AIM 并呈进行性发展, 对侧前肢运动功能亦逐渐减退。结 论 由慢性左旋多巴治疗 PD 大鼠诱导其产生的 AIM 与人类左旋多巴诱导的异动症 (LID) 具有相似的特点, 为人类 LID 的研究提供了有效、 经济、 实用的动物模型; 同时发现 AIM 评分方法及动物前肢功
3、能实验是评估 PD 大鼠异动症及运动功能减退的有效方法。 【关键词】 左旋多巴; 异动症; 异常不自主运动; 大鼠 Preparation and assessment of the behavior of the rat model of levodopa-induced dyskinesias XU Yan, SUN Sheng-gang, CAO Xue-bing. Department of Neurology,Union Hospital, Tongji Medical College,Huazhong University of Science and Technology,Wuh
4、an 430022,China 【Abstract】 Objective To study the behavioral characteristics of a rat model of the levodopa-induced dyski- nesia(LID)and the related factors,and to define clinically the relevant methods for assessing akinesia and dyskine- sia in LID rats.Methods Unilaterally lesioned rat model of Pa
5、rkinsons disease using 6-hydroxydopamine were treated by levodopa and benserazide once daily for 3 weeks,on the 21st day the acute systemic administration of MK- 801 was performed 15 min prior to levodopa treatment to observe the behavior (abnormal involuntary movement,rota- tion behavior and foreli
6、mb stepping)and to estimate the quality of AIM by using the rat AIM rating scale. Immuno- histochemical technique was used to measure the number of TH-positive neurons in the substantia nigra(SN)and ventral tegmental area(VTA) ,which was then correlated to the AIM scores.Results Pulsatile treatment
7、with a subthreshold dose of levodopa gradually induced abnormal involuntary movement(AIM) ,including stereotypy(limb dyskinesia, axial dystonia and masticatory dyskinesia)towards the side contralateral to the dopamine-denervated stria- tum and increased rotational behavior. The onset of AIM and moto
8、r pattern of each subtype was highly stereotypic across individual rats,and the proportion of each subtype was not consistent among individual rats. The number of TH-positive neurons in the VTA,but not in the SN,was significantly decreased in the LID rats compared with the non-LID rats. MK-801 preve
9、nted stereotypy but not rotational behavior. Contralateral forepaw performance was signi- ficantly improved after levodopa treatment,but gradually reduced with more and more severe AIM following repeated levodopa therapy.Conclusion Levodopa-induced rat AIM model of PD demonstrated similar properties
10、 with the levodopa-induced dyskinesia(LID)in PD patients,and provided an effective tool for LID study. AIM rating and forelimb stepping test are useful for evaluating the dyskinesia and akinesia of PD rats. 【Key words】 Levodopa; Dyskinesia; Abnormal involuntary movement; Rats 作者单位: 430022 武汉, 华中科技大学
11、同济医学院附属协和医院神 经内科 由左旋多巴诱导的异动症 (levodopa-induced dys- kinesia, LID) 是左旋多巴长期治疗帕金森病 (Parkinson disease,PD) 过程中普遍出现的并发症之一, 主要表现 为舞蹈症及手足徐动症, 严重影响了 PD 患者的日常 生活质量, 目前对 LID 的发生机制仍不完全清楚, 其临 床治疗也比较棘手, 故解决这一难题已成为 PD 研究 工作中的一项重要课题。由于任何实验研究均需要可 靠的动物模型支持, 目前 MPTP 灵长类模型因其行为 学与人类相似已成为研究 LID 的最佳动物模型, 但其 价格昂贵、 操作复杂、 来
12、源困难限制了 LID 的研究进 展; 而 6-羟多巴胺立体定向损毁 PD 大鼠模型是目前 主要的 PD 动物模型之一, 该方法稳定、 操作简单, 已 946中华物理医学与康复杂志 2005 年 11 月第 27 卷第 11 期 Chin J Phys Med Rehabil,November 2005,Vol. 27,No. 11 广泛用于 PD 研究中, 但因其不能产生与人类异动症 相似的表现形式, 所以限制了在 LID 研究中的应用。 近年来国外研究表明, 大鼠经长期左旋多巴治疗后也 会出现一些异常不自主动作 ( abnormal involuntary movement, AIM) ,
13、与人类 LID 在许多方面具有相似之 处。因此, 我们在上述基础上研究了大鼠经慢性左旋 多巴治疗后的 AIM 行为学特点, 并探讨用于评定大鼠 AIM 及运动迟缓等行为学改变的客观方法, 为 PD 大 鼠在 LID 研究中的进一步应用提供理论依据。 材料与方法 一、 LID 大鼠模型制备及分组 共选取成年雌性 SD 大鼠 60 只, 体重 200 250 g, 采用改良 Thomas 方法 (6-羟多巴胺立体定向注射术) 1 损毁其左侧黑质多巴胺能神经元, 制作偏侧 PD 大鼠模 型; 于2 周后用阿普吗啡 (0. 5 mg/ kg 体重, 腹腔注射) 诱导其向对侧旋转, 记录 30 min
14、内的旋转圈数, 如平均 转速 7 转/ min则视为 PD 模型制作成功。在注射阿普 吗啡3 d 后, 向 PD 大鼠腹腔注射左旋多巴 (10 mg/ kg体 重) 及外周脱羧酶抑制剂苄丝肼 (2.5 mg/ kg体重) , 每天 1 次, 连续注射21 d。将经上述处理后的大鼠按其行为 表现分为 LID 组、 MK-801 (NMDA 受体拮抗剂) 组及非 LID 组, 每组各12 只, 余下的24 只大鼠则从本次研究中 剔出; 其中 LID 组是注射左旋多巴21 d内出现 AIM 的大 鼠, MK-801 组也是在注射21 d 内出现 AIM 且于第21 d 注射左旋多巴前 15 min
15、腹腔注射 MK-801 (0.1 mg/ kg 体重) 的大鼠, 非 LID 组是注射左旋多巴 21 d 内始终 未出现 AIM 的大鼠。各组大鼠均于第 21 天注射左旋 多巴约 2 h 后处死。 二、 行为学实验方法 (一) 行为学观察与 AIM 评分 各组大鼠于左旋多巴治疗期间每周进行 2 次 AIM 评分, 每次评定结果由经左旋多巴治疗后每间隔30 min 的 AIM 总分数组成, 每次共连续评定 4 组数据 (持续 120 min) 。将 AIM 分为 4 个部分 (前肢 AIM、 口面部 AIM、 轴性 AIM 及运动 AIM) 进行评定, 每部分又根据其 有或无以及严重程度划分为五
16、个等级 (0 4 分) , 其中 0 分: 无; 1 分: 偶尔出现; 2 分: 经常出现; 3 分: 持续存在, 刺激使之停止; 4 分: 持续存在, 刺激也不能使之停止。 理论上1 只大鼠1 次用药后的 AIM 最高评分为64 分。 (二) 对侧旋转行为评定 各组大鼠于左旋多巴治疗期间每周评定对侧旋转 行为2 次, 观察并记录左旋多巴注射结束 2 h 内的旋转 行为特点, 并计算用药后每 5 min 的旋转圈数, 将大鼠 旋转圈数增至平均旋转圈数一半时的首个 5 分钟与降 至该值时的首个5 分钟之间的时间段视为药效期, 计算 药效期的长短及该时间段内平均每5 min 的旋转圈数。 (三)
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- 左旋多巴 诱发 异动症 大鼠 模型 制作 及其 行为学 评估
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