常蕾蕾南京大学医学院附属鼓楼医院神经内科江苏南京２１０００８
【摘要】目的:探讨ghrelin作用于伏核神经元对焦虑行为的影响.方法:采用整体动物行为学测试技术,于双侧伏核壳部微量注射ghrelin,并采用开场实验和高架十字迷宫实验,观察焦虑行为的改变.结果:ghrelin将减少大鼠在开场测试中进入中心区域的次数和停留的时间;减少大鼠在高架十字迷宫测试中进入开放臂的次数和停留的时间.结论:中枢注射ghrelin有致焦虑的效应,为临床上使用ghrelin相关药物治疗焦虑情绪提供一定的借鉴意义.【关键词】Ghrelin;伏核;焦虑【中图分类号】R４７【文献标识码】B【文章编号】１００８－６３１５(２０１５)１２－０１３３－０２
Ghrelin对动物焦虑情绪的调控中发挥了重要作用.研究表明,在夹痛动物尾巴或进行饥饿应激后,ghrelin在动物胃部的表达量显著升高[１].除外周作用外,中枢侧脑室中长期慢性注射ghrelin将改变大鼠的情绪反应,引起诱焦虑和诱抑郁的作用;在第三脑室中注射ghrelin将诱发小鼠和大鼠的焦虑行为,表现为动物在高架十字迷宫测试中进入开放臂的几率显著减少[２].另一方面,大量的研究结果表明伏核在情绪和情感调制中发挥了重要作用[３－６].本研究采用经典的检测动物焦虑行为的开场测试和高架十字迷宫测试,观察于大鼠伏核局部微量注射ghrelin对动物焦虑行为的影响.
１材料和方法
１．１动物本实验使用２３０－２５０g的雄性大鼠.动物单独饲养于１２小时明/暗交替的恒温(２２－２４℃)环境中,供给充足的标准鼠粮和饮用水.
１．２方法
１．２．１手术方法手术时,大鼠经腹腔注射戊巴比妥钠(４０mg/kg)麻醉后被固定于脑立体定位仪上.根据鼠脑立体定位图谱,将用于引导微量注射管的不锈钢套管(长８mm,外径０．８mm,内径０．５mm)植入伏核,套管下端分别定位于伏核壳部上方２mm处,并使用不锈钢螺丝和牙科水泥将其固定于颅骨上.此外,引导套管中插入一根不锈钢芯以防止套管阻塞.术后,动物被单独饲养,并至少恢复７２小时.在行为学测试前,将不锈钢注射管插入不锈钢引导套管内,注射管尖端超出套管底端２mm,并恰好位于伏核核团表面,以尽量减小对伏核核团的损伤.接着使用连接微量注射泵的Hamilton注射器以０．５μL/min的速度将生理盐水、ghrelin(０．５μg/侧,溶解于０．９％的NaCl中)微量注射入伏核中,注射持续２min,随后,将注射管轻轻移除.
１．２．３动物焦虑行为的检测开场实验:该实验被广泛用于测量动物的焦虑行为以及自主的探索行为[７].实验装置由一个直径１００cm的圆形开场,并在周围有２０cm高的挡板构成.实验进行时,将大鼠放置在开场中央,使其在开场中自由探索５min.以开场圆心向外３３cm的圆形区域被认为是中心区域,其余的被认为是边缘区域.使用视频追踪软件分析动物走过的距离,在中心区域停留的时间.若在中心区域停留的时间显著减少,即被认为焦虑情绪有所增加.高架十字迷宫实验:该测试实验是量化动物焦虑相关行为的理想检测方法[７].实验装置由中心部的一个１０cm×１０cm的平台和在其周围４只向外伸出的、相互垂直的臂(每只臂的规格为１０cm×９０cm)所构成.在这４只臂中,其中２只相互对立的臂周围有４０cm高的挡板(闭合臂),而其余２只臂(开放臂)以及中心平台区域不设置挡板.实验测试时,大鼠被放置于面对开臂方向的中心区域内,并让其自由探索５min.通过视频追踪软件观察、分析动物穿过开放臂、闭合臂的次数,停留在开放臂中的时间.若实验动物在开放臂中停留的时间变少,则认为该动物焦虑程度增加.１．３数据分析所有数据均以Mean±E表示.应用t检验进行统计学分析.若P＜０．０５,则认为存在统计学差异.
２结果２．１Ghrelin作用于伏核对大鼠在开场测试中焦虑行为的影响在开场实验测试中,与注射生理盐水组的动物相比,于伏核处注射ghrelin的大鼠进入中心区域的次数显著减少(对照组:６．６０±１．０８,ghrelin组:３．８０±０．５８;P＜０．０５,图１A),在中心区域停留的时间也显著减少(对照组:２１．４０±２．６９,ghrelin组:７．２０±１．４６;P＜０．０１,图１B),直立的次数也有减少(对照组:１．８０±０．３７,ghrelin组:０．６０±０．２４;P＜０．０５,图１C).以上结果表明,ghrelin作用于中枢伏核壳部神经元,具有致焦虑的效应._
３讨论
在本研究中,我们观察到,于伏核壳部注射ghrelin将引起大鼠情绪反应的改变,通过行为学测试,动物表现为焦虑样行为的增加.这一研究结果与中枢、外周、海马、杏仁核、中缝背核内注射ghrelin具有致焦虑的作用是一致的.Ghrelin是由在大鼠胃中发现的,由２８个氨基酸构成的酰化肽,除促进动物摄食活动外,研究报道ghrelin对下丘脑－垂体－肾上腺轴(hypothalamoＧpiＧtuitaryＧadrenal,HPA)有激活效应[８],这提示ghrelin对应激和焦虑行为有一中枢调控作用.Wren等[１２]报道急性脑室内注射ghrelin将激活HPA轴,而腹腔内注射ghrelin却是无效应的.在大鼠中,脑室内注射ghrelin将会提高动物在开场和高架十字迷宫测试中的焦虑样行为[４].相反地,脑室内注射ghrelin反义寡核苷酸将会引起抗焦虑样的效应,而于脑室内长期、慢性地注射ghrelin将会诱发动物焦虑、抑郁样反应[９].综上所述,本研究采用动物行为学方法,观察了ghrelin作用于中枢伏核壳部对动物情绪的影响.Ghrelin在伏核壳部致焦虑的效应与其它实验室在其它脑区观察到的结果是一致的.我们的研究将为临床上使用ghrelin能药物治疗情绪相关疾病提供一定的借鉴意义.参考文献[１]AsakawaA,InuiA,KagaT,etal．Aroleofghrelininneuroendocrineandb(ehavioralresponsestostressinmice[J]．Neuroendocrinology,２００１,７４[３):１４３－１４７．２]HanssonC,HaageD,TaubeM,etal．CentraladministrationofghrelinalＧtersemotionalresponsesinrats:behavioural,electrophysiologicalandmoＧ[lecularevidence[J]．Neuroscience,２０１１,１８０(２０１－２１１．３]MogensonGJ,JonesDL,YimCY．Frommotivationtoaction:functionalinterfacebetweenthelimbicsystemandthemotorsystem[J]．ProgNeuＧ[robiol,１９８０,１４(２－３):６９－９７．４]KoobGF．Neuralmechanismsofdrugreinforcement[J]．AnnNYAcad[Sci,１９９２,６５４(１７１－１９１．５]KrysiakR,ObuchowiczE,HermanZS．DiazepamandbuspironealterneuropeptideY－likeimmunoreactivityinratbrain[J]．Neuropeptides,[１９９９,３３(６):５４２－５４９．６]MartinezG,RoperoC,FunesA,etal．EffectsofselectiveNMDAandnon－NMDAblockadeinthenucleusaccumbensontheplus－mazetest[J]．[PhysiolBehav,２００２,７６(２):２１９－２２４．７]BuddeMD,ShahA,MccreaM,etal．Primaryblasttraumaticbraininjuryintherat:relatingdiffusiontensorimagingandbehavior[J]．Front[Neurol,２０１３,４(１５４．８]BroglioF,GotteroC,ArvatE,etal．Endocrineandnon－endocrineactions[ofghrelin[J]．HormoneResearch,２００３,５９(３):１０９－１１７．９]WrenAM,SmallCJ,FribbensCV,etal．Thehypothalamicmechanismsofthehypophysiotropicactionofghrelin[J]．Neuroendocrinology,２００２,７６(５):３１６－３２４．