基于百草枯和代森錳誘導(dǎo)的帕金森病大鼠模型的紋狀體電生理學(xué)研究.pdf

1、帕金森病(Parkinson’s disease，PD)是一種常見(jiàn)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(dá)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(yú)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(dǎo)致局部環(huán)境中兩種以

2、上農(nóng)藥可能同時(shí)存在，因而農(nóng)藥的聯(lián)合神經(jīng)毒性效應(yīng)尚需動(dòng)物暴露實(shí)驗(yàn)證明。本文以SD大鼠為模式動(dòng)物，觀察PQ單獨(dú)及與MB聯(lián)合慢性暴露對(duì)動(dòng)物運(yùn)動(dòng)行為的影響，檢測(cè)神經(jīng)毒性效應(yīng)引起黑質(zhì)神經(jīng)元的變化，以此嘗試建立PQ/MB誘導(dǎo)的PD大鼠模型。已有的研究表明PD運(yùn)動(dòng)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(dòng)關(guān)系密切，但研究多集中在蒼白球和底丘腦，而相對(duì)于正常動(dòng)物而言PD動(dòng)物紋狀體神經(jīng)元電活動(dòng)及DA受體是否發(fā)生變化尚較少涉及。本文在

3、PQ/MB誘導(dǎo)的PD模式動(dòng)物上進(jìn)一步探討紋狀體神經(jīng)元自發(fā)電活動(dòng)的變化，并通過(guò)微電泳多巴胺D1或D2受體選擇性激動(dòng)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(dú)及與MB(30 mg/kg)聯(lián)合暴露6周引發(fā)大鼠的運(yùn)動(dòng)行為及黑質(zhì)神經(jīng)元病理學(xué)變化。行為學(xué)檢測(cè)結(jié)果顯示，大鼠從斜板上滑落的次數(shù)與對(duì)照組和同組暴露前相比均顯著增多，在網(wǎng)格上的移動(dòng)延遲時(shí)間均顯著性延長(zhǎng)。開(kāi)闊實(shí)驗(yàn)

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(shí)間較對(duì)照組和暴露前均顯著縮短，與對(duì)照組和暴露前相比，大鼠靜止型蹲坐時(shí)間顯著增加而跨格次數(shù)明顯增多。與PQ單獨(dú)暴露相比，PQ和MB聯(lián)合暴露后檢測(cè)到的運(yùn)動(dòng)行為障礙有所加重。病理學(xué)結(jié)果顯示，PQ單獨(dú)及與MB聯(lián)合暴露使得黑質(zhì)致密部神經(jīng)元發(fā)生進(jìn)行性受損，神經(jīng)元數(shù)量分別缺失了43％和71％。與大鼠運(yùn)動(dòng)行為變化一致，PQ與MB的聯(lián)合較PQ單獨(dú)暴露產(chǎn)生更嚴(yán)重的黑質(zhì)神經(jīng)元損傷效應(yīng)。
　　

5、 2.PQ單獨(dú)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(dòng)物混合簇狀放電神經(jīng)元比例較對(duì)照組和PQ組均顯著性增加。單獨(dú)及聯(lián)合暴露后紋狀體神經(jīng)元自發(fā)放電頻率較對(duì)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(dòng)均顯著增強(qiáng)。
　　 3.對(duì)大鼠紋狀體神經(jīng)元微電泳D1受體激動(dòng)劑SKF38393或D2受體激動(dòng)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(yīng)。進(jìn)一步統(tǒng)計(jì)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(duì)照組產(chǎn)生更強(qiáng)的抑制效應(yīng)，而激活D2受體則產(chǎn)生更弱的興奮效應(yīng)。微電泳SKF38393和LY171555還使得產(chǎn)生興奮效應(yīng)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(duì)照組所產(chǎn)生的影響

7、效應(yīng)顯示了不同的特征。
　　 上述結(jié)果表明：
　　 1.PQ單獨(dú)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(yùn)動(dòng)減少等典型的類(lèi)PD行為癥狀，使得黑質(zhì)神經(jīng)元發(fā)生進(jìn)行性受損和缺失這一典型PD病理學(xué)變化。另外，行為學(xué)和病理學(xué)檢測(cè)均顯示PQ與MB聯(lián)合暴露毒性效應(yīng)較PQ單獨(dú)暴露效應(yīng)強(qiáng)，表明二者具有一定協(xié)同神經(jīng)毒性作用。
　　 2.PQ單獨(dú)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(dòng)增強(qiáng)，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(dòng)均呈現(xiàn)加強(qiáng)趨勢(shì)，表明投射神經(jīng)元和中間神經(jīng)元的電生理活動(dòng)均與PD運(yùn)動(dòng)功能障礙相關(guān)聯(lián)。
　　 3.局部激活紋狀體D1或D2受體，實(shí)驗(yàn)在PQ/MB誘發(fā)的模式動(dòng)物和對(duì)照組動(dòng)物上觀察到對(duì)紋狀體神經(jīng)元電活動(dòng)的差異性影響效應(yīng)。在模式動(dòng)物上，激活D1受體誘發(fā)更強(qiáng)的抑制效應(yīng)，而激活D2受體則產(chǎn)生更弱的興奮效應(yīng)，表明D1和D2受體敏感性出現(xiàn)不同的變化。這就進(jìn)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(dǎo)致PD運(yùn)動(dòng)調(diào)節(jié)功能障礙的重要原因。
　　 本研究工作從行為學(xué)和病理學(xué)角度探討了PQ及與MB聯(lián)合暴露對(duì)大鼠的神經(jīng)毒性效應(yīng)，證實(shí)了PQ具有誘發(fā)PD的神經(jīng)毒性效應(yīng)，MB具有一定的協(xié)同PQ的毒性作用。通過(guò)在體單細(xì)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(dòng)的變化與PD運(yùn)動(dòng)調(diào)節(jié)功能障礙相關(guān)，實(shí)驗(yàn)首次在PD模式動(dòng)物上發(fā)現(xiàn)紋狀體D1和D2受體敏感性發(fā)生了