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目的:本研究采用线刀损毁大鼠内侧前脑束(medial forebrain bundle,MFB)的帕金森病(parkinson’s disease,PD)模型,比较不同频率电针治疗PD大鼠的疗效;通过观察电针对PD大鼠基底节两条输出通路中神经肽和神经递质的影响,深入研究电针治疗PD的作用机理,旨在为临床运用电针治疗PD提供可靠的理论基础,并为PD的治疗发现潜在的靶点和新的思路。
材料与方法:Wistar雄性大鼠(体重200-250 g),用可伸缩线刀切断MFB制备单侧损伤的PD大鼠模型,随机分为假手术组、MFB模型组、0 Hz、2 Hz和100 Hz电针治疗组。选取百会和大椎穴位于术后第二天开始电针治疗,每周连续治疗6天,第7天进行行为学检测,共治疗4个疗程。最后一次行为检测后进行取材。
1.用旋转行为测试仪和转棒实验来检测大鼠的行为学改变,以判断造模及电针的疗效;
2.用高效液相和免疫组化来检测多巴胺(dopamine,DA)含量的变化以及DA能神经元的存活率;
3.用放射免疫学测定来检测基底节内神经肽的含量变化,用高效液相荧光法来测定神经递质λ氨基于酸(Gamma-aminobutyric acid,GABA)的含量变化;
4.用Real-time PCR来检测神经肽和神经递质在基因水平的改变。
结果:
1.用线刀切断大鼠右侧MFB后2周起,观察到由阿朴吗啡(Apomorphine,APO)诱发大鼠出现向对侧的异常旋转,大于5转/分钟;黑质DA能神经元在损伤两周后出现38%的死亡,在三周和四周时DA神经元存活率分别是52%和39%。 2.100 Hz电针治疗可以明显降低MFB损伤大鼠的异常旋转行为,持续到第四周都有显著性差异(p<0.01)。
2 Hz治疗有改善趋势但未见显著性(p>0.05),0 Hz则没有治疗作用。100 Hz电针治疗从两周起也能明显增加PD大鼠的平衡运动时间。
3.100 Hz电针治疗能明显抑制黑质致密部(substantia nigra,pars compacta,SNc)酪氨酸羟化酶(tyrosine hydroxylase,TH)阳性神经元数目的减少,其损伤侧/未损伤侧神经元存活率可达74.9%;2 Hz电针治疗组存活率可达58.4%。100Hz的电针治疗能增加中脑部位的TH蛋白表达,并能减少损伤侧纹状体内TH阳性纤维丢失,但对损伤侧纹状体内的。DA含量没有显著影响。
4.100 Hz的电针刺激逆转了MFB损伤所导致腹侧中脑的P物质(substance P,SP)的含量降低,与MFB组相比较增加有显著性(p<0.05),并能逆转MFB损伤所致同侧黑质网状部(substantia nigra pars reticularis,SNr)的SP纤维染色减弱。电针刺激并没有影响MFB损伤所致同侧苍白球内脑啡肽(enkephalin,ENK)的含量增加,免疫荧光染色发现MFB组损伤侧的ENK免疫荧光染色明显增强,但电针治疗对这种增强没有明显影响。
5.单侧MFB损伤后引起同侧中脑部位GABA的含量明显增加,100 Hz的电针刺激降低了损伤所导致GABA含量的增加。2 Hz和0 Hz组的电针治疗对GABA含量没有显著影响。100Hz的电针治疗能降低中脑部位的谷氨酸脱羧酶67(glutamate decarboxylase 67KDa,GAD67)的过表达,同时也能降低中脑部位的GAD67 mRNA的增加,与MFB组相比较有显著性变化(p<0.01)。
结论:
1.机械损伤MFB制备的PD大鼠模型,引起了SNc区DA能神经元出现进行性退变,是研究早期治疗PD的一种适宜动物模型。
2.在机械损伤MFB造成的PD大鼠模型中,证实了100 Hz电针治疗可以改善药物诱导大鼠的异常旋转行为,增加了大鼠的协调平衡运动能力。100 Hz电针的疗效优于2 Hz电针。
3.100 Hz电针治疗对PD大鼠模型SNc区的DA神经元具有明确的神经保护作用,但纹状体内的DA含量未见增加。提示行为学的改善并不完全依赖于纹状体内DA含量的增加。
4.在线刀损伤MFB的模型中,100 Hz电针可以逆转损伤所致的直接通路中纹状体黑质神经元的SP含量减少,但对损伤引起的间接通路中纹状体苍白球神经元ENK含量增加无明显作用。表明电针可能通过调节基底节通路失平衡状态而改善其行为。
5.100 Hz电针可以通过减少腹侧中脑GABA的含量,降低中脑GAD67的表达和GAD67 mRNA的水平,以调节基底节输出核团神经元的活性而改善PD的运动行为。