基于百草枯和代森錳誘導的帕金森病大鼠模型的紋狀體電生理學研究.pdf

1、帕金森病(Parkinson’s disease，PD)是一種常見的神經(jīng)退行性疾病。病因?qū)W研究表明PD發(fā)病與基因表達異常和環(huán)境因素作用相關(guān)聯(lián)，但僅10％為家族性PD病例，而90％的原發(fā)性PD則由環(huán)境因子所誘發(fā)。研究顯示部分農(nóng)藥暴露或接觸與PD發(fā)病存在關(guān)聯(lián)，我們研究室前期工作也表明農(nóng)藥魚藤酮(rotenone)、百草枯(Paraquat，PQ)和代森錳(Maneb，MB)暴露與PD關(guān)系密切。另外由于農(nóng)藥常常被重疊施用，導致局部環(huán)境中兩種以

2、上農(nóng)藥可能同時存在，因而農(nóng)藥的聯(lián)合神經(jīng)毒性效應尚需動物暴露實驗證明。本文以SD大鼠為模式動物，觀察PQ單獨及與MB聯(lián)合慢性暴露對動物運動行為的影響，檢測神經(jīng)毒性效應引起黑質(zhì)神經(jīng)元的變化，以此嘗試建立PQ/MB誘導的PD大鼠模型。已有的研究表明PD運動調(diào)節(jié)功能障礙源于黑質(zhì)多巴胺能神經(jīng)元退變，并與基底神經(jīng)節(jié)電生理活動關(guān)系密切，但研究多集中在蒼白球和底丘腦，而相對于正常動物而言PD動物紋狀體神經(jīng)元電活動及DA受體是否發(fā)生變化尚較少涉及。本文在

3、PQ/MB誘導的PD模式動物上進一步探討紋狀體神經(jīng)元自發(fā)電活動的變化，并通過微電泳多巴胺D1或D2受體選擇性激動劑，觀察DA兩種受體敏感性變化及與PD的關(guān)聯(lián)。
　　 主要結(jié)果如下：
　　 1.PQ(10 mg/kg)單獨及與MB(30 mg/kg)聯(lián)合暴露6周引發(fā)大鼠的運動行為及黑質(zhì)神經(jīng)元病理學變化。行為學檢測結(jié)果顯示，大鼠從斜板上滑落的次數(shù)與對照組和同組暴露前相比均顯著增多，在網(wǎng)格上的移動延遲時間均顯著性延長。開闊實驗

4、中，暴露組大鼠的探洞次數(shù)較暴露前顯著減少，聯(lián)合暴露組大鼠直立時間較對照組和暴露前均顯著縮短，與對照組和暴露前相比，大鼠靜止型蹲坐時間顯著增加而跨格次數(shù)明顯增多。與PQ單獨暴露相比，PQ和MB聯(lián)合暴露后檢測到的運動行為障礙有所加重。病理學結(jié)果顯示，PQ單獨及與MB聯(lián)合暴露使得黑質(zhì)致密部神經(jīng)元發(fā)生進行性受損，神經(jīng)元數(shù)量分別缺失了43％和71％。與大鼠運動行為變化一致，PQ與MB的聯(lián)合較PQ單獨暴露產(chǎn)生更嚴重的黑質(zhì)神經(jīng)元損傷效應。
　　

5、 2.PQ單獨及與MB聯(lián)合暴露后，大鼠紋狀體神經(jīng)元自發(fā)放電的型式有所改變，呈規(guī)則單脈沖放電神經(jīng)元增加，不規(guī)則單脈沖放電神經(jīng)元減少，且聯(lián)合暴露組動物混合簇狀放電神經(jīng)元比例較對照組和PQ組均顯著性增加。單獨及聯(lián)合暴露后紋狀體神經(jīng)元自發(fā)放電頻率較對照組顯著提高，其中1 Hz以下的低頻放電神經(jīng)元顯著減少，而10 Hz以上的高頻放電神經(jīng)元顯著增多。且PQ與MB聯(lián)合暴露使得紋狀體中等多棘投射神經(jīng)元、大膽堿能和快放電的中間神經(jīng)元比例分布發(fā)生一定變化

6、，且各神經(jīng)元電活動均顯著增強。
　　 3.對大鼠紋狀體神經(jīng)元微電泳D1受體激動劑SKF38393或D2受體激動劑LY171555后，紋狀體神經(jīng)元自發(fā)放電均可產(chǎn)生興奮或抑制效應。進一步統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn)，激活D1受體可使PQ與MB聯(lián)合暴露組紋狀體神經(jīng)元較對照組產(chǎn)生更強的抑制效應，而激活D2受體則產(chǎn)生更弱的興奮效應。微電泳SKF38393和LY171555還使得產(chǎn)生興奮效應的紋狀體神經(jīng)元放電波形發(fā)生變化，且兩者在暴露組和對照組所產(chǎn)生的影響

7、效應顯示了不同的特征。
　　 上述結(jié)果表明：
　　 1.PQ單獨及與MB慢性聯(lián)合暴露均能誘發(fā)大鼠產(chǎn)生震顫、肌僵直、遲緩、運動減少等典型的類PD行為癥狀，使得黑質(zhì)神經(jīng)元發(fā)生進行性受損和缺失這一典型PD病理學變化。另外，行為學和病理學檢測均顯示PQ與MB聯(lián)合暴露毒性效應較PQ單獨暴露效應強，表明二者具有一定協(xié)同神經(jīng)毒性作用。
　　 2.PQ單獨及與MB聯(lián)合暴露使得大鼠紋狀體神經(jīng)元自發(fā)電活動增強，紋狀體內(nèi)中等多棘投射神

8、經(jīng)元、大膽堿能和快放電的中間神經(jīng)元電活動均呈現(xiàn)加強趨勢，表明投射神經(jīng)元和中間神經(jīng)元的電生理活動均與PD運動功能障礙相關(guān)聯(lián)。
　　 3.局部激活紋狀體D1或D2受體，實驗在PQ/MB誘發(fā)的模式動物和對照組動物上觀察到對紋狀體神經(jīng)元電活動的差異性影響效應。在模式動物上，激活D1受體誘發(fā)更強的抑制效應，而激活D2受體則產(chǎn)生更弱的興奮效應，表明D1和D2受體敏感性出現(xiàn)不同的變化。這就進一步支持紋狀體D1和D2受體功能分別與基底神經(jīng)節(jié)直接

9、通路和間接通路功能關(guān)聯(lián)，也表明與D1和D2受體關(guān)聯(lián)的直接通路和間接通路的不平衡是導致PD運動調(diào)節(jié)功能障礙的重要原因。
　　 本研究工作從行為學和病理學角度探討了PQ及與MB聯(lián)合暴露對大鼠的神經(jīng)毒性效應，證實了PQ具有誘發(fā)PD的神經(jīng)毒性效應，MB具有一定的協(xié)同PQ的毒性作用。通過在體單細胞胞外記錄結(jié)合微電泳技術(shù)，結(jié)果表明紋狀體神經(jīng)元電活動的變化與PD運動調(diào)節(jié)功能障礙相關(guān)，實驗首次在PD模式動物上發(fā)現(xiàn)紋狀體D1和D2受體敏感性發(fā)生了