Finasteride對青春期雄性大鼠神經(jīng)行為的影響及其相關機制.pdf

1、Tourette Syndrome(TS)是一常見的兒童神經(jīng)精神發(fā)育障礙疾病。TS患者表現(xiàn)不同的運動抽搐和聲音抽搐等癥狀。TS的發(fā)病可能與基因和環(huán)境因素有關，但是確切的發(fā)病機制尚不清楚。研究發(fā)現(xiàn)TS的男性患病率明顯高于女性，TS患兒體內(nèi)雄激素水平多高于健康兒童，應用雄激素制劑加劇TS患者的抽搐癥狀，而使用雄激素受體拮抗劑-氟他胺，顯著緩解TS患者的癥狀，這些發(fā)現(xiàn)提示雄激素水平的紊亂可能在一定程度上參與了TS的發(fā)病。
　　腦內(nèi)神經(jīng)遞

2、質(zhì)對大腦功能活動起著重要的調(diào)控作用，神經(jīng)回路中神經(jīng)遞質(zhì)間的平衡是正常大腦活動的保障。研究發(fā)現(xiàn)TS患者腦內(nèi)多巴胺（DA）水平升高，額葉皮質(zhì)多巴胺轉(zhuǎn)運體（DAT）、多巴胺D1和D2受體增多；腦內(nèi)五羥色胺（5-HT）及腦脊液中5-HT代謝產(chǎn)物五羥吲哚乙酸（5-HIAA）水平低于健康人。動作抽搐癥狀與腦脊液中的5-HT水平呈負相關。TS伴發(fā)強迫癥的成年患者腹側(cè)紋狀體多巴胺 D2受體升高、中腦與尾殼核5-HT轉(zhuǎn)運體（SERT）升高。上述研究結(jié)果提

3、示TS患者腦內(nèi)存在DA能和5-HT能神經(jīng)體系的功能障礙。
　　Finasteride為II型5α還原酶抑制劑，抑制睪酮轉(zhuǎn)化成活性更強的雙氫睪酮，減少雙氫睪酮與其受體結(jié)合發(fā)揮效應。近年的臨床資料發(fā)現(xiàn)，成年TS患者服用Finasteride后可顯著改善抽搐癥狀。TS抽搐癥狀的改善除了與Finasteride降低雄激素活性有關之外，還可能與其調(diào)控腦內(nèi)DA能神經(jīng)體系活動進而參與TS運動抽搐癥狀的調(diào)節(jié)有關。因此，F(xiàn)inasteride很可能

4、成為治療DA功能活動亢進相關神經(jīng)精神發(fā)育障礙疾病的潛在藥物。
　　基于上述發(fā)現(xiàn)，推測發(fā)育早期及青春期抑制雙氫睪酮的產(chǎn)生可能會誘導腦內(nèi)相關神經(jīng)化學物質(zhì)的改變，進而導致相關行為的缺陷。為此，本研究通過早期給予大鼠雄激素制劑-丙酸睪酮（TP），分析腦內(nèi)相關神經(jīng)化學物質(zhì)的改變，發(fā)現(xiàn)與雄激素相關的神經(jīng)化學物質(zhì)；并在此基礎上，通過對發(fā)育早期及青春期大鼠給予雄激素轉(zhuǎn)化抑制劑Finasteride，分析其青春期神經(jīng)行為的變化，探討其神經(jīng)行為的變化

5、是否與TP調(diào)控腦內(nèi)神經(jīng)化學物質(zhì)變化有關，為闡明與雄激素水平紊亂相關的神經(jīng)精神發(fā)育障礙疾病的治療提供一定的神經(jīng)生物學依據(jù)。
　　第一部分：大鼠發(fā)育早期丙酸睪酮處理誘導腦內(nèi)神經(jīng)化學物質(zhì)的改變
　　目的：
　　通過對發(fā)育早期大鼠給予TP，檢測腦內(nèi)神經(jīng)化學物質(zhì)含量的改變，分析并發(fā)現(xiàn)與雄激素相關的神經(jīng)化學物質(zhì)。
　　方法：
　　選用29只出生后第7天的健康雄性Wistar乳鼠，分為對照組和TP組。TP組大鼠自出生后第

6、7天背部皮下注射TP，劑量為0.5 mg/只，每天一次，持續(xù)注射14天。對照組大鼠以同樣方法注射等體積芝麻油。實驗大鼠分別在出生后第21天（離乳期）和第49天（青春期）斷頭取腦。分離額葉皮質(zhì)（Frontal Cortex）、尾殼核（CPu）、伏核（Acb）及海馬（Hip），利用液質(zhì)聯(lián)用法（LC-MS/MS）檢測上述部位多巴胺（DA）、二羥基苯乙酸（DOPAC）、高香草酸（HVA）、五羥色胺（5-HT）、五羥吲哚乙酸（5-HIAA）、去甲

7、腎上腺素（NE）、γ氨基丁酸（γ-GABA）、組織胺（His）、谷氨酸（Glu）的含量變化。
　　結(jié)果：
　　1.額葉皮質(zhì)
　　1.1.TP早期處理大鼠出生后21天腦內(nèi)神經(jīng)化學物質(zhì)含量
　　與對照組大鼠相比，TP組大鼠所檢測的腦內(nèi)神經(jīng)化學物質(zhì)含量均沒有顯著改變。
　　1.2.TP早期處理大鼠出生后49天腦內(nèi)神經(jīng)化學物質(zhì)含量
　　與對照組大鼠相比，TP組大鼠5-HT和5-HIAA的含量分別顯著增加了25

8、％（P＜0.01）和26%（P＜0.05），其他神經(jīng)化學物質(zhì)沒有顯著改變。
　　2.尾殼核
　　2.1.TP早期處理大鼠出生后21天腦內(nèi)神經(jīng)化學物質(zhì)含量
　　與對照組大鼠相比，TP組大鼠DA的含量顯著增加了22%（P＜0.05），其他神經(jīng)化學物質(zhì)沒有顯著改變。
　　2.2.TP早期處理大鼠出生后49天腦內(nèi)神經(jīng)化學物質(zhì)含量
　　與對照組大鼠相比，TP組大鼠 DA和 HVA的含量分別顯著增加了20%（P＜0.0

9、5）和27%（P＜0.05），其他神經(jīng)化學物質(zhì)沒有顯著改變。
　　3.伏核
　　3.1.TP早期處理大鼠出生后21天腦內(nèi)神經(jīng)化學物質(zhì)含量
　　與對照組大鼠相比，TP組大鼠 DA和5-HT的含量分別顯著增加了65%（P＜0.01）和23%（P＜0.05），其他神經(jīng)化學物質(zhì)沒有顯著改變。
　　3.2.TP早期處理大鼠出生后49天腦內(nèi)神經(jīng)化學物質(zhì)含量
　　與對照組大鼠相比，TP組大鼠 DA和5-HT的含量分別顯著

10、增加了22%（P＜0.05）和23%（P＜0.01），其他神經(jīng)化學物質(zhì)沒有顯著改變。
　　4.海馬
　　4.1.TP早期處理大鼠出生后21天腦內(nèi)神經(jīng)化學物質(zhì)含量
　　與對照組大鼠相比，TP組大鼠所檢測的腦內(nèi)神經(jīng)化學物質(zhì)含量均沒有顯著改變。
　　4.2.TP早期處理大鼠出生后49天腦內(nèi)神經(jīng)化學物質(zhì)含量
　　與對照組大鼠相比，TP組大鼠所檢測的腦內(nèi)神經(jīng)化學物質(zhì)含量均沒有顯著改變。
　　小結(jié)：
　　大

11、鼠發(fā)育早期給予丙酸睪酮增加了離乳期及青春期DA、5-HT及其代謝產(chǎn)物含量，提示增強了腦內(nèi)DA能和5-HT能神經(jīng)體系活動。
　　第二部分：Finasteride早期處理對大鼠神經(jīng)行為及腦內(nèi)神經(jīng)化學物質(zhì)的影響
　　目的：
　　通過對發(fā)育早期大鼠給予雄激素轉(zhuǎn)化抑制劑Finasteride，觀察離乳期及青春期大鼠的行為變化，腦內(nèi) DA、5-HT及其代謝產(chǎn)物含量變化，及DA能和5-HT能神經(jīng)體系變化。
　　方法：
　

12、　選用70只出生后第7天的健康雄性Wistar乳鼠，分為對照組、Fin-3組、Fin-25組和Fin-50組。后三組大鼠在出生后第7天于背部皮下分別按3 mg/kg、25 mg/kg和50 mg/kg注射Finasteride至出生后第21天。對照組動物以同樣方法注射等體積芝麻油。以上實驗動物分別在出生后第21天或第49天進行行為學實驗，包括曠場實驗、糖水偏好實驗、新環(huán)境進食抑制實驗以及強迫游泳實驗。行為學實驗結(jié)束后后斷頭取腦。分離額葉

13、皮質(zhì)、CPu、Acb、Hip、黑質(zhì)（SN）、腹側(cè)背蓋區(qū)（VTA）和中縫背核（DR），利用LC-MS/MS檢測相關腦區(qū)DA、DOPAC、HVA、5-HT、5-HIAA、NE、γ-GABA、His、Glu的含量變化；應用Real-Time qRT-PCR和蛋白質(zhì)免疫印跡分別檢測相關腦區(qū)酪氨酸羥化酶（TH）及色氨酸羥化酶（TPH）的mRNA和蛋白質(zhì)表達變化。
　　結(jié)果：
　　1.Finasteride對神經(jīng)行為的影響
　　出

14、生后21天及49天大鼠，與對照組大鼠相比，F(xiàn)in-3組、Fin-25組和 Fin-50組大鼠的曠場行為、糖水偏好行為、新環(huán)境進食抑制行為和強迫游泳行為的參數(shù)均無顯著改變。
　　2.Finasteride對腦內(nèi)神經(jīng)化學物質(zhì)的影響
　　2.1.額葉皮質(zhì)
　　出生后21天及49天大鼠，與對照組大鼠相比，F(xiàn)in-3組、Fin-25組和Fin-50組大鼠所檢測的神經(jīng)化學物質(zhì)均沒有顯著改變。
　　2.2.尾殼核
　　出

15、生后21天及49天大鼠，與對照組大鼠相比，F(xiàn)in-3組、Fin-25組和Fin-50組大鼠所檢測的神經(jīng)化學物質(zhì)均沒有顯著改變。
　　2.3.伏核
　　2.3.1.出生后21天大鼠
　　與對照組大鼠相比，F(xiàn)in-3組大鼠HVA含量顯著降低28%（P＜0.05）；Fin-25組和Fin-50組大鼠5-HIAA含量分別顯著降低19%（P＜0.05）和17%（P＜0.05）。其他所檢測的神經(jīng)化學物質(zhì)與對照組大鼠相比沒有顯著改變

16、。
　　2.3.2.出生后49天大鼠
　　與對照組大鼠相比，F(xiàn)in-3組、Fin-25組和Fin-50組大鼠所檢測的神經(jīng)化學物質(zhì)均沒有顯著改變。
　　2.4.海馬
　　2.4.1.出生后21天大鼠
　　與對照組大鼠相比，F(xiàn)in-3組、Fin-25組和Fin-50組大鼠所檢測的神經(jīng)化學物質(zhì)均沒有顯著改變。
　　2.4.2.出生后49天大鼠
　　與對照組大鼠相比，F(xiàn)in-25組和Fin-50組大鼠D

17、A含量分別顯著降低28%（P＜0.05）和25%（P＜0.05）。其他所檢測的神經(jīng)化學物質(zhì)沒有顯著改變。
　　3.Finasteride對腦內(nèi)TH及TPH mRNA表達的影響
　　3.1.出生后21天大鼠
　　與對照組大鼠相比，F(xiàn)in-3組、Fin-25組和Fin-50組大鼠在黑質(zhì)、腹側(cè)背蓋區(qū)、中縫背核的TH及TPH mRNA表達水平均沒有顯著改變。
　　3.2.出生后49天大鼠
　　與對照組大鼠相比，F(xiàn)i

18、n-3組、Fin-25組和Fin-50組大鼠黑質(zhì)、腹側(cè)背蓋區(qū)和中縫背核的TH及TPH mRNA表達水平均沒有顯著改變。
　　4.Finasteride對腦內(nèi) TH及TPH蛋白質(zhì)表達的影響
　　4.1.出生后21天大鼠
　　與對照組大鼠相比，F(xiàn)in-3組、Fin-25組和Fin-50組大鼠在尾殼核、伏核、黑質(zhì)、腹側(cè)背蓋區(qū)和中縫背核的TH及TPH的蛋白質(zhì)表達水平均沒有顯著改變。
　　4.2.出生后49天大鼠
　

19、　與對照組大鼠相比，F(xiàn)in-3組、Fin-25組和Fin-50組大鼠在尾殼核、伏核、黑質(zhì)、腹側(cè)背蓋區(qū)和中縫背核的TH及TPH的蛋白質(zhì)表達水平均沒有顯著改變。
　　小結(jié)：
　　大鼠發(fā)育早期Finasteride處理未顯著改變其離乳期及青春期的運動、探索及抑郁行為參數(shù)；除個別腦區(qū)DA能和5-HT能系統(tǒng)的部分參數(shù)改變，其他檢測指標未出現(xiàn)顯著改變。
　　第三部分：Finasteride對青春期雄性大鼠的神經(jīng)行為及腦內(nèi) DA能和

20、5-HT能神經(jīng)體系的影響
　　目的：
　　通過給予青春期大鼠雄激素轉(zhuǎn)化抑制劑Finasteride，觀察其在青春期自發(fā)運動、探索及抑郁行為參數(shù)變化；分析與之相關的DA能和5-HT能神經(jīng)體系變化，探討兩者之間的聯(lián)系。
　　方法：
　　選用28只出生后第35天的健康雄性Wistar大鼠，分為對照組、Fin-3組、Fin-25組和Fin-50組。后三組大鼠在出生后第35天于背部皮下分別按3 mg/kg、25 mg/kg

21、和50 mg/kg注射Finasteride至出生后第49天。對照組動物以同樣方法注射等體積芝麻油。以上實驗動物在出生后第49天進行行為學實驗，包括糖水偏好實驗和曠場實驗。行為學實驗結(jié)束后斷頭取腦。分離額葉皮質(zhì)、CPu、Acb、Hip、SN、VTA和DR，利用LC-MS/MS檢測相關腦區(qū)DA、DOPAC、HVA、5-HT及5-HIAA的含量變化；應用Real-Time qRT-PCR和蛋白質(zhì)免疫印跡檢測相關腦區(qū)TH和TPH在mRNA和蛋

22、白質(zhì)水平的表達變化。
　　結(jié)果：
　　1.行為學
　　1.1.糖水偏好行為
　　與對照組大鼠相比，F(xiàn)in-25組和Fin-50組大鼠的糖水攝入量分別顯著減少36%（P＜0.01）和39%（P＜0.01）。與Fin-3組大鼠相比，F(xiàn)in-25組和Fin-50組大鼠的糖水攝入量分別顯著減少35%（P＜0.01）和38%（P＜0.01）。
　　1.2.曠場行為
　　1.2.1.探索行為
　　與對照組大

23、鼠相比，F(xiàn)in-25組和Fin-50組大鼠的移動聞嗅（Walking）、聞嗅（Sniffing）、斜墻直立（Climbing）次數(shù)分別顯著下降31%（P＜0.01）和58%（P＜0.01）、38%（P＜0.01）和64%（P＜0.01）、42%（P＜0.05）和68%（P＜0.01）；與對照組大鼠相比，F(xiàn)in-50組大鼠未斜墻直立（Rearing）次數(shù)顯著下降63%（P＜0.01）；Fin-3組和Fin-25組大鼠與對照組大鼠比較沒有顯

24、著差異。
　　1.2.2.運動行為
　　與對照組大鼠相比，F(xiàn)in-25組和 Fin-50組大鼠的垂直運動（Vertical Activity）和水平運動（Horizontal Activity）次數(shù)分別顯著下降40%（P＜0.05）和66%（P＜0.01）及34%（P＜0.01）和56%（P＜0.01）；與對照組大鼠相比，F(xiàn)in-3組、Fin-25組和Fin-50組大鼠總路徑（Total path length）分別顯著減少

25、13%（P＜0.05）、33%（P＜0.01）和54%（P＜0.01）。
　　2.多巴胺和五羥色胺能神經(jīng)體系
　　2.1.多巴胺和五羥色胺及其代謝產(chǎn)物含量
　　額葉皮質(zhì)：與對照組大鼠相比，F(xiàn)in-25組和Fin-50組大鼠DA含量分別顯著下降35%（P＜0.01）和59%（P＜0.01）；Fin-50組大鼠5-HT含量分別顯著下降58%（P＜0.01）；Fin-25組和Fin-50組大鼠5-HIAA含量分別顯著下降28

26、%（P＜0.05）和53%（P＜0.01）。
　　尾殼核：與對照組大鼠相比，F(xiàn)in-25組和Fin-50組DA含量分別顯著下降35%（P＜0.05）和55%（P＜0.01）、DOPAC含量分別顯著下降23%（P＜0.05）和45%（P＜0.01）、HVA含量分別顯著下降23%（P＜0.05）和51%（P＜0.01）；Fin-3組、Fin-25組和Fin-50組5-HT含量分別顯著下降27%（P＜0.05）、37%（P＜0.01）和

27、64%（P＜0.01）；Fin-25組和Fin-50組5-HIAA含量分別顯著下降26%（P＜0.01）和49%（P＜0.01）。
　　伏核：與對照組大鼠相比，F(xiàn)in-25組和Fin-50組大鼠DA含量分別顯著下降了34%（P＜0.05）和57%（P＜0.01）、DOPAC含量分別顯著下降23%（P＜0.05）和38%（P＜0.01）；Fin-50組大鼠HVA含量顯著下降50%（P＜0.01）；Fin-25組和Fin-50組5-H

28、T大鼠含量分別顯著下降25%（P＜0.01）和48%（P＜0.01）；Fin-50組大鼠5-HIAA含量顯著下降52%（P＜0.01）。
　　海馬：與對照組大鼠相比，F(xiàn)in-25組和Fin-50組DA含量分別顯著下降34%（P＜0.05）和63%（P＜0.01）、5-HT含量分別顯著下降26%（P＜0.05）和50%（P＜0.01）、5-HIAA含量分別顯著下降62%（P＜0.01）和72%（P＜0.01）。
　　2.2.T

29、H及TPH mRNA表達
　　黑質(zhì)：與對照組大鼠相比，F(xiàn)in-25組和Fin-50組TH mRNA的表達水平分別顯著降低33%（P＜0.01）和37%（P＜0.01）。與Fin-3組大鼠相比，F(xiàn)in-25組和Fin-50組大鼠TH mRNA的表達水平分別顯著降低27%（P＜0.01）和31%（P＜0.01）。
　　腹側(cè)背蓋區(qū)：與對照組大鼠相比，F(xiàn)in-25組和Fin-50組TH mRNA的表達水平分別顯著降低35%（P＜0.

30、01）和42%（P＜0.01）。與Fin-3組大鼠相比，F(xiàn)in-25組和Fin-50組大鼠TH mRNA的表達水平分別顯著降低32%（P＜0.01）和39%（P＜0.01）。
　　中縫背核：與對照組大鼠相比，F(xiàn)in-25組和Fin-50組TPH mRNA的表達水平分別顯著降低20%（P＜0.05）和37%（P＜0.01）。與Fin-3組大鼠相比，F(xiàn)in-50組大鼠TPH mRNA的表達水平顯著降低28%（P＜0.01）。
　

31、　2.3.TH及TPH蛋白質(zhì)表達
　　尾殼核：與對照組大鼠相比，F(xiàn)in-3組、Fin-25組和Fin-50組大鼠TH蛋白質(zhì)的表達水平分別顯著降低32%（P＜0.01）、66%（P＜0.01）和84%（P＜0.01）。與Fin-3組大鼠相比，F(xiàn)in-25組和Fin-50組大鼠TH蛋白質(zhì)的表達水平分別顯著降低49%（P＜0.01）和76%（P＜0.01）。與Fin-25組大鼠相比，F(xiàn)in-50組大鼠TH蛋白質(zhì)的表達水平顯著降低52%（

32、P＜0.01）。
　　伏核：與對照組大鼠相比，F(xiàn)in-50組大鼠TH蛋白質(zhì)的表達水平顯著降低65%（P＜0.01）。與Fin-3組大鼠相比，F(xiàn)in-50組大鼠TH蛋白質(zhì)的表達水平顯著降低60%（P＜0.01）。與Fin-25組大鼠相比，F(xiàn)in-50組大鼠TH蛋白質(zhì)的表達水平顯著降低49%（P＜0.01）。
　　黑質(zhì)：與對照組大鼠相比，F(xiàn)in-25組和Fin-50組大鼠TH蛋白質(zhì)的表達水平分別顯著降低40%（P＜0.01）和5

33、7%（P＜0.01）。與Fin-3組大鼠相比，F(xiàn)in-25組和Fin-50組大鼠TH蛋白質(zhì)的表達水平分別顯著降低40%（P＜0.01）和57%（P＜0.01）。
　　腹側(cè)背蓋區(qū)：與對照組大鼠相比，F(xiàn)in-25組和Fin-50組大鼠TH蛋白質(zhì)的表達水平分別顯著降低45%（P＜0.01）和64%（P＜0.01）。與Fin-3組大鼠相比，F(xiàn)in-25組和Fin-50組大鼠TH蛋白質(zhì)的表達水平分別顯著降低32%（P＜0.05）和56%（P

34、＜0.01）。與Fin-25組大鼠相比，F(xiàn)in-50組大鼠TH蛋白質(zhì)的表達水平顯著降低34%（P＜0.05）。
　　中縫背核：與對照組大鼠相比，F(xiàn)in-50組大鼠TPH蛋白質(zhì)的表達水平顯著降低48%（P＜0.01）。與Fin-3組大鼠相比，F(xiàn)in-50組大鼠TPH蛋白質(zhì)的表達水平顯著降低48%（P＜0.01）。與Fin-25組大鼠相比，F(xiàn)in-50組大鼠TPH蛋白質(zhì)的表達水平顯著降低32%（P＜0.05）。
　　小結(jié)：

35、>　　Finasteride誘導自發(fā)運動和探索行為缺陷以及抑郁發(fā)生；降低了DA與5-HT及其代謝產(chǎn)物含量、DA及5-HT合成酶TH與TPH表達，提示腦內(nèi)DA能和5-HT能神經(jīng)體系活動下降。
　　結(jié)論：
　　1.大鼠發(fā)育早期雄激素處理主要增強青春期腦內(nèi)DA能和5-HT能神經(jīng)體系活動。
　　2.Finasteride誘導自發(fā)運動和探索行為缺陷以及抑郁發(fā)生；降低了DA、5-HT及其代謝產(chǎn)物含量、降低了DA、5-HT合成酶TH