SKF-81297對ADHD動物模型SHR大鼠行為及其影響機制的研究.pdf

1、研究背景 注意缺陷多動障礙(attention-deficit/hyperactivity disorder,ADHD)是兒童時期最常見的神經(jīng)行為發(fā)育障礙性疾病。主要表現(xiàn)為與患兒年齡不相稱的注意力易分散、注意廣度縮小、不分場合的過度活動、情緒沖動并常伴有認(rèn)知障礙、品行障礙和學(xué)習(xí)困難等。ADHD的發(fā)病率較高，國外報道學(xué)齡兒童的患病率為3％-5％，男孩患病率高于女孩，二者的比例為4:1-9:1。由于其癥狀多在學(xué)齡期出現(xiàn)，因此數(shù)十年來

2、ADHD被認(rèn)為是一種局限于兒童、青少年的行為問題。但是到20世紀(jì)80年代初，相繼有許多學(xué)者對ADHD進行了追蹤研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)10％-60％的ADHD患者到青春期后，其癥狀尤其是社會功能并未緩解，只是ADHD的臨床表現(xiàn)形式發(fā)生了變化，而且出現(xiàn)了更多的共患病和社會問題，對患者的學(xué)業(yè)、家庭和社會生活等方面產(chǎn)生了明顯不良的影響。因此，ADHD已經(jīng)越來越引起人們更廣泛地關(guān)注。 中樞興奮藥在臨床上已經(jīng)成為治療ADHD的一線用藥，最常用的是鹽

3、酸哌甲酯(利他林)。然而在臨床上大約有20％-30％的患者使用MPH治療效果差甚至無效，不能達(dá)到癥狀的控制。還有一部分患者因不能耐受MPH的副作用(睡眠障礙、食欲降低、頭痛、抽搐等)而減少藥量甚至停藥，也不能達(dá)到臨床控制。另外由于中樞興奮藥物遠(yuǎn)期療效的局限性和潛在的濫用危險，一些家庭拒絕中樞興奮藥物的治療。因此進一步深入研究ADHD的發(fā)病機制，尋求新的藥物靶點是至關(guān)重要的，也是這一領(lǐng)域的研究熱點。由于在人體研究許多因素受限，動物模型可以

4、客觀觀察評價ADHD的癥狀，可以直接從腦組織采集標(biāo)本，監(jiān)測在不同行為狀態(tài)，癥狀的緩解或惡化時期相應(yīng)的腦組織結(jié)構(gòu)、功能以及各種神經(jīng)遞質(zhì)生化的改變；可以妥善地控制遺傳和環(huán)境因素，因而實驗可取得較好的重復(fù)性和反應(yīng)的一致性；與疾病有關(guān)的直接病因和影響因素可以在動物身上再現(xiàn)，從而了解其在該病發(fā)病過程中的作用。因此，建立理想的動物模型對于研究ADHD的病因和發(fā)病機理有重要價值。 幼年自發(fā)性高血壓大鼠(spontaneously hypert

5、ensive rat，SHR)有很多特點類似ADHD患者的臨床表現(xiàn)，如在新奇環(huán)境中活動過度、在固定間歇/消退強化實驗中反應(yīng)過度、操作任務(wù)完成困難等，而且研究表明其紋狀體和伏隔核的多巴胺受體的密度是增高的，這與ADHD患者多巴胺失調(diào)假說是相一致的。雖然有研究者置疑，SHR作為自發(fā)性高血壓模型，高血壓會產(chǎn)生一定的混雜效應(yīng)，但更多學(xué)者認(rèn)為，SHR大鼠在4周齡即表現(xiàn)多動，高血壓在12周齡才出現(xiàn)，因此多動并非是高血壓所致。而且有人專門從效標(biāo)效度、

6、結(jié)構(gòu)效度和預(yù)測效度三個方面對SHR進行論證，結(jié)果表明幼年SHR是迄今最理想的ADHD動物模型。 盡管.ADHD的病因和發(fā)病機制還不十分明確，但是大量的實驗研究表明ADHD的發(fā)病可能與投射到額葉和前額葉皮層的兒茶酚胺通路功能障礙有關(guān)。在遺傳學(xué)水平上，通過對家系和孿生子的研究發(fā)現(xiàn)ADHD具有很強的遺傳傾向，初步研究認(rèn)為.ADHD與DlR的多態(tài)性有關(guān)。探討ADHD與多巴胺能系統(tǒng)之間的關(guān)系更進一步的研究是基于幾個間接的多巴胺能激動劑對A

7、DHD治療的有效性，學(xué)者們提出了ADHD發(fā)病地多巴胺失調(diào)假說。在腦內(nèi)多巴胺通過激活D1和D2兩個不同的受體家族來介導(dǎo)其作用。多巴胺D1受體(D1R)在前額葉皮層和紋狀體有很高的表達(dá)，而且其對額葉紋狀體通路介導(dǎo)的活動和認(rèn)知功能有著重要的調(diào)節(jié)作用，而ADHD患者則表現(xiàn)為這兩個功能的缺陷。那么D1R在ADHD發(fā)病中起著怎樣的作用，D1R激動劑又會對ADHD產(chǎn)生怎樣的影響機制又是怎樣的昵? 目的： 利用Wista-Kyoto大鼠

8、(WKY)作為對照組初步觀察幼年SHR大鼠對注意缺陷多動障礙臨床特征的再現(xiàn)性，以評估其作為ADHD模型的有效性。觀察完全選擇性多巴胺D1受體激動劑SKF-81297對幼年SHR/WKY大鼠活動及其認(rèn)知的影響并通過研究其對腦內(nèi)多巴胺D1受體表達(dá)、早期反應(yīng)基因及神經(jīng)元可塑性相關(guān)因子的影響初步探討SKF-81297介導(dǎo)幼年SHR大鼠行為學(xué)變化的分子生物學(xué)機制，為ADHD的治療尋找可能的藥物靶點。 方法： 1.觀察幼年SHR/W

9、KY大鼠對注意缺陷多動障礙臨床特征的再現(xiàn)性。應(yīng)用動物行為學(xué)原理，采用開場試驗、Lat迷宮、morris水迷宮、Y迷宮試驗方法，初步觀察動物自主活動、非選擇性注意、視覺-空間學(xué)習(xí)記憶及工作記憶等方面的行為特征。所有行為檢測均用攝像機連續(xù)拍攝后離線分析。 2.研究完全選擇性D1R激動劑SKF-81297對幼年SHR/WKY大鼠活動水平及空間學(xué)習(xí)記憶的影響。5周齡雄性SHR大鼠和WKY大鼠隨機分為SHR對照組、SHR藥物組、WKY對照

10、組以及WKY藥物組。藥物組各24只，對照組各6只。藥物組隨機分為A(低劑量組)、B(中劑量組)、C(高劑量組)三組，每組8只，每天腹腔注射SKF-81297(0.5mg/kg，5 mg/kg，10mg/kg)，對照組注射同等體積的生理鹽水。在連續(xù)用藥2周后用開場試驗和morris水迷宮檢測其活動水平及視覺-空間學(xué)習(xí)和記憶的變化。 3.探討完全選擇性多巴胺D1受體激動劑SKF-81297對SHR/WKY大鼠前額葉皮層中多巴胺D1受

11、體、早期反應(yīng)蛋白及神經(jīng)元可塑性相關(guān)因子的影響。將5周齡的SHR和WKY大鼠按照上述劑量用藥2周后。一部分大鼠斷頭取腦用實時定量RT-PCR檢測其DlRmRNA、BDNFmRNA、ARCmRNA的表達(dá)，用western-blot檢測其早期反應(yīng)基因蛋白及calcyon蛋白的定量表達(dá)，其余大鼠及相應(yīng)對照組過量麻醉后灌注固定，用于免疫組織化學(xué)檢測早期反應(yīng)基因蛋白及calcyon蛋白在前額葉皮層中的定性表達(dá)情況。 結(jié)論： 1.SH

12、R大鼠在多動、注意力障礙、學(xué)習(xí)認(rèn)知障礙等方面很好的再現(xiàn)了ADHD的行為特征；利用開場實驗、Lat迷宮、morris水迷宮以及Y迷宮多種行為學(xué)方法組合可以簡單有效的從多動、注意障礙、學(xué)習(xí)記憶等方面對SHR大鼠ADHD模型有效性加以評估，為下一步的研究莫定基礎(chǔ)。 2.SKF-81297不同的劑量以及觀察的不同時間都對SHR/WKY大鼠的活動水平產(chǎn)生了一定的影響；SKF-81297可以明顯改善SHR/WKY大鼠的空間記憶能力，并且在中

13、等劑量時改善效果最明顯，初步說明了適當(dāng)?shù)亩喟桶稤1受體的激活對動物的認(rèn)知功能有著重要的作用。 3.SKF-81297不同程度的提高了SHR/WKY大鼠前額葉皮質(zhì)中多巴胺D1受體、BDNF、calcyon以及c-fos、fosB的表達(dá)，說明SKF-81297在調(diào)整前額葉的功能中發(fā)揮著重要的作用，而多巴胺D1受體、神經(jīng)元可塑性相關(guān)因子BDNF以及多巴胺D1受體調(diào)節(jié)蛋白calcyon參與了這一調(diào)節(jié)的過程，從而最終介導(dǎo)了SHR/WKY大