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MK-801重复处理围产期或成年期大鼠建立的精神分裂症模型效度研究及致认知损害的KCC2机制初探

作　者: 刘勇
导　师: 赵靖平
学　校: 中南大学
专　业: 精神病与精神卫生学
关键词: MK-801 精神分裂症 动物模型 围产期 自发活动 强迫游泳 社会交往 Morris水迷宫 阳性症状 阴性症状 认知功能损害 免疫组化 Western blotting PV GAD67 KCC2 高效液相色谱 库仑阵列 DA DOPAC Glu GABA 利用率 LTP fEPSP Furosemide PTX
分类号: R749.3
类　型: 博士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


第一部分MK-801重复处理围产期或成年期大鼠建立的精神分裂症模型的行为学评价目的:用Dizocilpine(MK-801)重复处理围产期或成年期大鼠建立精神分裂症(Schizophrenia,SZ)发育动物模型和慢性给药动物模型,通过对成年模型大鼠行为学改变的测评和比较,探讨两种SZ大鼠模型的表现效度及相关的病理机制。方法:新生雄性Sprague-Dawley(SD)大鼠于出生后(Postnatal,P)6天随机分为3组:SZ发育模型组、SZ慢性给药模型组和对照组。SZ发育模型组大鼠于P7-10天皮下注射MK-801(0.1mg/kg,2次/天);SZ慢性给药模型组大鼠于P47-60天腹腔注射MK-801(0.2 mg/kg,1次/天);对照组大鼠于相应时段注射0.9%的生理盐水(Normal Sodium,NS)。P63天各组大鼠进行自发活动、强迫游泳、社会交往和Morris水迷宫行为学测试。结果:(1)SZ慢性给药模型组自发活动总路程显著大于对照组(P＜0.01)。(2)强迫游泳测试,两模型组不动时间较对照组显著延长(P＜0.05)。(3)社会交往测试,SZ发育模型组社会行为较慢性给药模型组和对照组显著减少(P＜0.05);两模型组非攻击行为百分比显著低于对照组(P＜0.01)。(4)Morris水迷宫测试,训练的第3、4天两模型组的逃避潜伏期较对照组显著延长(P＜0.01或P＜0.05);第5天的记忆提取测试,两模型组在目标象限停留时间较对照组显著缩短(P＜0.05)。结论:(1)SZ慢性给药大鼠模型可部分模拟SZ的阳性症状;(2)两种SZ大鼠模型可部分模拟SZ的阴性症状;(3)两种SZ大鼠模型可部分模拟SZ的认知功能损害;(4)围产期MK-801重复处理建立的SZ发育动物模型是急性和慢性N-甲基-D-天冬氨酸(N-methyl-D-aspartate,NMDA)受体阻断剂处理诱导的SZ动物模型的有效补充,可用于SZ神经发育假说相关病理机制研究。第二部分MK-801重复处理建立的两种SZ模型大鼠脑组织PV、GAD67和KCC2表达的比较目的:通过对两种SZ模型大鼠脑组织γ-氨基丁酸(Gamma-aminobutyric acid,GABA)递质系统病理学改变的比较研究,探讨两种SZ大鼠模型的结构效度及相关的病理机制。方法:新生雄性SD大鼠于P6天随机分为2批,每批又随机分为3组:SZ发育模型组、SZ慢性给药模型组和对照组。造模方法同第一部分。P63天,第1批大鼠断头取脑,多聚甲醛固定后行组织切片,以免疫组化方法检测内侧前额叶皮质(medial prefrontal cortex,mPFC)和海马(hippocampus,HP)CA1区小清蛋白(Parvalbumin,PV)及谷氨酸脱羧酶67(glutamate decarboxylase 67,GAD67)的表达情况;第2批大鼠处死后取mPFC和海马组织匀浆,以免疫印记方法(Western blotting)检测mPFC和海马K~+-Cl~-协同转运蛋白2(K~+-Cl~- cotransporter 2,KCC2)的表达水平。结果:(1)两模型组mPFC和海马CA1区PV以及GAD67的表达显著低于对照组(P＜0.01或P＜0.05);(2)SZ发育模型组mPFC和海马KCC2的表达水平显著低于慢性给药模型组和对照组(P＜0.05)。结论:(1)两种SZ大鼠模型可部分模拟SZ的GABA系统病理学改变;(2)SZ发育模型成年大鼠部分脑区KCC2的表达减少。(3)两种SZ大鼠模型具有一定的结构效度,可用于SZ的相关病理机制研究。第三部分MK-801重复处理建立的两种SZ模型大鼠脑组织DA、Glu及其代谢产物浓度的比较目的:通过对两种SZ模型大鼠脑组织多巴胺(Dopamine,DA)和谷氨酸(Glutamate,Glu)及其代谢产物二羟苯乙酸(dihydroxy-phenylacetic acid,DOPAC)和γ-氨基丁酸(gamma-aminobutyric acid,GABA)浓度的检测和比较研究,探讨两种SZ大鼠模型的结构效度及相关的病理机制。方法:动物分组和造模方法同第一部分。P63天各组大鼠断头取脑,分离出mPFC和海马并匀浆,以高效液相色谱-库仑阵列电化学法检测组织匀浆中的DA、DOPAC、Glu和GABA,并计算分析DA和Glu的利用率。结果:(1)SZ发育模型组mPFC和海马DA和DOPAC浓度较对照组显著降低(P＜0.01);SZ慢性给药模型组mPFC区DOPAC浓度和DA利用率较对照组显著降低(P＜0.05),而海马DA利用率升高(P＜0.05)。(2)SZ发育模型组海马DOPAC浓度和DA利用率较慢性给药模型组显著降低(分别P＜0.01;P＜0.05)。(3)SZ发育模型组mPFC区Glu利用率较对照组显著降低(P＜0.05);SZ慢性给药模型组mPFC区GABA浓度和Glu利用率较对照组显著降低(分别P＜0.05;P＜0.01),海马Glu浓度也显著降低(P＜0.05)。结论:(1)两种SZ模型大鼠mPFC区DA系统功能减退;(2)SZ发育模型成年大鼠海马DA系统功能减退,而SZ慢性给药模型大鼠海马DA系统功能亢进。(3)两种SZ模型大鼠mPFC区Glu和GABA系统功能减退。(4)SZ慢性给药模型组大鼠海马Glu系统功能减退。第四部分SZ发育模型成年大鼠海马脑片LTP的表达改变及KCC2的作用机制研究目的:通过对SZ发育模型成年大鼠海马脑片长时程增强(long-term potentiation,LTP)的表达变化以及LTP诱导前后兴奋性突触后电位(excitatory postsynaptic potential,fEPSP)记录区域KCC2的表达改变研究,初步探讨KCC2在SZ认知功能损害中的作用。方法:新生雄性SD大鼠于P6天随机分为2组:SZ发育模型组(MK-801)和对照组(Control)。SZ发育模型造模方法同前。P61天各组大鼠断头取脑,制备急性海马脑片,根据脑片来源(组别)和灌流药物不同,脑片电生理实验分为4组:Control组、MK-801组、MK801+FURO组、MK-801+PTX组。实验采用海马CA1区场电位记录。以促强直刺激(Theta burst stimulation,TBS)诱导LTP表达,观察SZ发育模型大鼠海马脑片LTP的表达变化以及KCC2抑制剂呋塞米(Furosemide,Furo)和GABA_A受体阻断剂木防己苦毒素(Picrotoxin,PTX)对其表达的影响。以Western blotting方法检测LTP诱导前后海马脑片CA1区KCC2的表达改变。结果:TBS刺激诱导后40分钟,MK-801组标化后的fEPSP斜率(105±3%)显著低于Control组(149±2%)(P＜0.05);FURO灌流给药组即MK-801+FURO组fEPSP斜率(130±2%)较MK-801组显著增加(P＜0.05);PTX灌流给药组即MK-801+PTX组fEPSP斜率(146±2%)较MK-801组显著增加(P＜0.05),但与Control组比较无显著性差异(P＞0.05)。LTP诱导前,MK-801组CA1区KCC2的表达较对照组显著降低(P＜0.05);LTP诱导后,MK-801组CA1区KCC2的表达较诱导前无显著性差异(P＞0.05),而Control组CA1区KCC2的表达较诱导前显著降低(P＜0.05)。结论:(1)SZ发育模型成年大鼠海马突触可塑性受损;(2)SZ发育模型成年大鼠海马存在KCC2介导的GABA抑制功能紊乱;(3)KCC2可能参与了NMDA受体功能下调介导的认知功能损害。

全文目录


摘要  3-7
ABSTRACT  7-16
英文缩略词表  16-17
第一部分 MK-801重复处理围产期或成年期大鼠建立的精神分裂症模型的行为学评价  17-33
  1 前言  17-18
  2 材料与方法  18-21
    2.1 实验动物  18-19
    2.2 实验药品、试剂和器材  19
    2.3 试验方法  19-21
      2.3.1 自发活动(Locomotion)  19-20
      2.3.2 强迫游泳(Forced Swimming test,FST)  20
      2.3.3 社会交往测试(Social Interaction test)  20-21
      2.3.4 Morris水迷宫(Morris Water Maze test,MWM)  21
      2.3.5 统计学处理  21
  3 结果  21-25
    3.1 两种SZ模型大鼠自发活动的比较  21-22
    3.2 两种SZ模型大鼠强迫游泳行为的比较  22
    3.3 两种SZ模型大鼠社会交往能力的比较  22-24
    3.4 两种SZ模型大鼠空间学习和参考记忆能力的比较  24-25
  4 讨论  25-31
    4.1 建立啮齿类SZ动物模型的依据和MK-801的剂量选择  25-26
    4.2 自发活动  26-27
    4.3 强迫游泳  27-28
    4.4 社会交往测试  28-30
    4.5 Morris水迷宫测试  30-31
  5 小结  31-33
第二部分 MK-801重复处理建立的两种SZ模型大鼠脑组织PV、GAD67和KCC2表达的比较  33-46
  1 前言  33-34
  2 材料与方法  34-38
    2.1 实验动物  35
    2.2 实验药品、试剂和器材  35
    2.3 试验方法  35-38
      2.3.1 免疫组织化学(Immunohistochemical analysis)  35-37
        2.3.1.1 组织灌注和脑片制备  35-36
        2.3.1.2 抗原检测  36
        2.3.1.3 免疫组织化学结果的观察与图像分析  36-37
      2.3.2 免疫印迹(Western blotting)  37-38
        2.3.2.1 组织取材  37
        2.3.2.2 蛋白质的提取和浓度测定  37
        2.3.2.3 聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)  37
        2.3.2.4 免疫印迹反应  37-38
      2.3.3 统计学处理  38
  3 结果  38-40
    3.1 两种SZ模型大鼠mPFC和海马CA1区PV表达的比较  38-39
    3.2 两种SZ模型大鼠mPFC区和海马CA1区GAD67表达的比较  39-40
    3.3 两种SZ模型大鼠mPFC和海马KCC2表达的比较  40
  4 讨论  40-45
    4.1 PV  40-42
    4.2 GAD67  42-44
    4.3 KCC2  44-45
  5 小结  45-46
第三部分 两种SZ模型大鼠脑组织DA、Glu及其代谢产物浓度的比较  46-58
  1 前言  46-47
  2 材料与方法  47-49
    2.1 实验动物  47
    2.2 实验药品、试剂和器材  47-48
    2.3 试验方法  48-49
      2.3.1 标准液和蛋白沉淀工作液的配制  48
      2.3.2 样品衍生液的配制  48
      2.3.3 脑组织匀浆样本制备及衍生化  48
      2.3.4 色谱条件  48-49
      2.3.5 统计学处理  49
  3 实验结果  49-53
    3.1 高效液相色谱-库仑阵列电化学检测下DA、DOPAC、Glu和GABA的色谱行为  49-51
    3.2 两种SZ模型大鼠mPFC区DA和DOPAC浓度的比较  51
    3.3 两种SZ模型大鼠海马DA和DOPAC浓度的比较  51-52
    3.4 两种SZ模型大鼠mPFC区Glu和GABA浓度的比较  52
    3.5 两种SZ模型大鼠海马Glu和GABA浓度的比较  52-53
  4 讨论  53-57
    4.1 DA和DOPAC  53-55
    4.2 Glu和GABA  55-56
    4.3 DA、Glu和GABA系统间的相互作用  56-57
  5 小结  57-58
第四部分 SZ发育模型成年大鼠海马脑片LTP的表达改变及KCC2的作用机制研究  58-67
  1 前言  58-59
  2 材料与方法  59-62
    2.1 实验动物  59
    2.2 实验药品、试剂和器材  59-60
    2.3 试验方法  60-62
      2.3.1 ACSF配置和预处理  60-61
      2.3.2 急性脑片的制备  61
      2.3.3 微电极的拉制  61
      2.3.4 灌流系统  61
      2.3.5 LTP诱导和记录  61-62
      2.3.6 免疫印记(Western blotting)  62
    2.4 统计学处理  62
  3 实验结果  62-64
    3.1 SZ发育模型成年大鼠海马脑片LTP表达变化及FURO和PTX的干预效应  62-64
    3.2 SZ发育模型成年大鼠海马脑片LTP诱导前后CA1区KCC2的表达变化及比较  64
  4 讨论  64-66
  5 小结  66-67
参考文献  67-80
附录  80-118
  综述 精神分裂症GABA系统紊乱和围产期NMDA受体阻断诱导机制研究进展  80-118
实验照片  118-123
致谢  123-124
攻读博士学位期间已发表和待发表的学术论文  124
  一、发表论文  124
  二、参研项目  124

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中图分类: > 医药、卫生 > 神经病学与精神病学 > 精神病学 > 精神分裂症
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