本文選題：氯胺酮 + 功能磁共振成像(fMRI)��； 參考：《山東大學(xué)》2012年博士論文

【摘要】：研究發(fā)現(xiàn),發(fā)育期大腦受到損傷可導(dǎo)致不可逆改變,且對藥物濫用敏感。氯胺酮是近年迅速發(fā)展起來的濫用物質(zhì),作為非競爭性N-甲基-D-天門冬氨酸(N-methyl-D-aspartate, NMDA)受體拮抗劑,氯胺酮可導(dǎo)致幼齡大鼠和小鼠發(fā)生廣泛的神經(jīng)細胞凋亡,引起神經(jīng)細胞死亡,導(dǎo)致腦結(jié)構(gòu)發(fā)生不可逆改變。另外,有研究提示,青少年期是多巴胺(dopamine, DA)系統(tǒng)神經(jīng)元重組、皮層突觸重塑、受體消減的關(guān)鍵期,對藥物濫用敏感。物質(zhì)濫用可影響多巴胺(DA)神經(jīng)系統(tǒng)的傳遞功能,導(dǎo)致生長發(fā)育和獎賞敏感性改變。 致幻作用是氯胺酮濫用的基本因素。有研究發(fā)現(xiàn),長期濫用者出現(xiàn)社會功能受損、行為和人格改變、記憶力下降和身體多器官損害,其中,最明顯的改變是中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷�，F(xiàn)有研究發(fā)現(xiàn),氯胺酮濫用導(dǎo)致大腦皮質(zhì)、脊髓、丘腦、海馬和后扣帶皮質(zhì)等部位神經(jīng)元調(diào)亡。 氯胺酮作為NMDA受體阻斷劑,通過降低γ-氨基丁酸(gamma-Aminobutyric Acid, GABA)能神經(jīng)元活性,導(dǎo)致γ-氨基丁酸(GABA)神經(jīng)元抑制,引起廣泛分布在皮層區(qū)域的谷氨酸能神經(jīng)元脫抑制,引發(fā)谷氨酸過度釋放和皮層興奮,引起類似精神疾病的行為和認知功能異常。既往研究已經(jīng)證實,急性氯胺酮應(yīng)用主要作用于前額葉(prefrontal cortex, PFC)和周邊皮層,在這些腦區(qū)可檢測到谷氨酸和多巴胺(DA)水平升高。但慢性低劑量氯胺酮重復(fù)應(yīng)用對前額葉(PFC)多巴胺(DA)神經(jīng)元、工作記憶和功能執(zhí)行的影響及分子機制尚不夠明晰。 大多數(shù)成癮藥物是通過激活中腦-邊緣多巴胺系統(tǒng)(mesolimbic dopaminesystem, MLDS)的多巴胺(DA)神經(jīng)通路,實現(xiàn)成癮藥物的獎賞和強化作用。動物實驗發(fā)現(xiàn),在反復(fù)給予成癮物質(zhì)后,功能核磁共振成像(functional magnetic resonance imaging, fMRI)顯示多巴胺(DA)分布區(qū)域包括紋狀體、伏隔核及背側(cè)丘腦出現(xiàn)明顯激活。邊緣葉多巴胺(DA)系統(tǒng)的激活,特別是紋狀體多巴胺(DA)活性的增強,可破壞感覺運動控制功能。但隨著新型成癮物質(zhì)的不斷出現(xiàn),不同成癮物質(zhì)對腦功能的作用部位不同,其作用方式具有區(qū)域選擇性和作用靶點特異性。氯胺酮成癮作用的靶點和神經(jīng)通路尚不清楚。 麻醉劑量、急性氯胺酮使用可致成人工作記憶和執(zhí)行功能的缺陷,使用者表現(xiàn)為面部情緒的處理加工、工作記憶、回憶、言語流暢和學(xué)習障礙。而慢性氯胺酮濫用研究報告較少,少有研究是關(guān)注長期低劑量氯胺酮濫用對青少年期相關(guān)腦區(qū)功能的影響及其生理機制。本實驗將建立青少年期食蟹猴氯胺酮長期濫用模型,觀察低劑量長期使用氯胺酮對動物體重生長、自主行為、腦功能和腦組織代謝的影響,并探討可能的分子機制。 目的 1.觀察長期低劑量氯胺酮濫用對青少年期食蟹猴體重、自發(fā)行為的影響。 2.探討長期低劑量氯胺酮濫用對青少年期食蟹猴不同腦區(qū)功能的影響。 3.探討長期低劑量氯胺酮濫用對額葉、紋狀體腦組織代謝的影響。 4.觀察長期低劑量氯胺酮濫用對豆狀核(lentiform nucleus, LN)神經(jīng)元凋亡的影響。 5.觀察長期低劑量氯胺酮濫用對前額葉(PFC)皮質(zhì)酪氨酸羥化酶(tyrosine hydroxylase, TH)的表達的影響。 材料和方法 1.實驗?zāi)Ｐ椭苽?12只食蟹猴隨機分為兩組,8只實驗組,4只對照組,實驗時間為6個月。實驗組每天給予鹽酸氯胺酮1mg/kg靜脈注射,對照組給予生理鹽水1mg/kg。 2.體重測量 實驗開始之前測量食蟹猴基礎(chǔ)體重,之后每個月末測量并記錄體重變化情況,觀察長期氯胺酮濫用是否會影響食蟹猴體重增長。 3.行為學(xué)觀察 在實驗的第1、3、7、14、56、112、183、184、185天給藥后錄像觀察食蟹猴自發(fā)行為(行為量表)15min。觀察內(nèi)容包括移動、行走、攀爬、跳躍四種行為。 4.功能磁共振成像(fMRI)檢查 實驗的第186天開始做放射影像學(xué)檢查。功能磁共振成像(fMRI)掃描過程中外部閉路檢測儀監(jiān)控呼吸狀態(tài),由麻醉師全程檢測麻醉狀態(tài)和生命體征,采用軸位掃描。功能磁共振成像(fMRI)中,抬高食蟹猴右后肢(60°)頻率1次/秒,誘發(fā)相應(yīng)腦區(qū)激活,掃描時間12min48s。 5.核磁共振波譜檢查(Magnetic Resonance Spectroscopy, MRS) 核磁共振波譜(MRS)掃描采用single voxel PROBE PRESS點解析波譜成像(point resolved spectroscopy),以軸位掃描,分別選取額葉、紋狀體兩個腦區(qū)域,盡量避開顱骨和腦脊液,掃描時間3mmin,每個部位掃描3次。 6.神經(jīng)元凋亡檢測 用核糖核酸末端轉(zhuǎn)移酶介導(dǎo)的缺口末端標記法(terminal deoxynucleotidyl transferase-mediated dUTP nick end labeling, TUNEL)來檢測豆狀核(LN)中神經(jīng)元凋亡情況。取LN石蠟切片蛋白酶K孵育,平衡液處理,TUNEL反應(yīng)混合液孵育,DAB顯色液,觀察神經(jīng)元凋亡數(shù)目。 7.酪氨酸羥化酶(TH)檢測 影像學(xué)檢查結(jié)束后,隨機取4只食蟹猴(實驗組3只對照組1只)留取腦組織豆狀核(LN)及前額皮質(zhì)(PFC),制成石蠟切片備用。 用免疫組織化學(xué)方法檢測前額葉(PFC)酪氨酸羥化酶(TH)的表達。前額葉(PFC)石蠟切片抗原修復(fù),1%的牛血清白蛋白和10%兔血清處理1h,多克隆羊抗人酪氨酸羥化酶過夜,辣根過氧化物酶結(jié)合的兔抗羊IgG室溫下?lián)嵊?DAB試劑盒顯像,觀察酪氨酸羥化酶(TH)陽性細胞數(shù)目。 結(jié)果 1.長期低劑量氯胺酮濫用抑制青少年期食蟹猴體重的增加速度 實驗過程中兩組食蟹猴體重均增加,差異無統(tǒng)計學(xué)意義。但與對照組比較,氯胺酮組體重增加緩慢,對照組在第2個月末時體重增加10%,在后來的4個月里體重增加10%,而氯胺酮組在第4個月末時體重增加10%,6個月末時兩組體重平均差為10%。 2.長期低劑量氯胺酮濫用抑制食蟹猴自發(fā)運動 與對照組比較,氯胺酮組的自發(fā)運動有下降趨勢。與對照組比較,氯胺酮組在第183、184、185天自發(fā)行為包括移動、行走、攀爬下降明顯,有統(tǒng)計學(xué)意義(p0.05)。 3.長期低劑量氯胺酮濫用導(dǎo)致食蟹猴廣泛性腦功能失調(diào) 功能磁共振成像(fMRI)檢查結(jié)果中,氯胺酮組右側(cè)大腦半球豆狀核(LN)、梭狀回(fusiform gyrus, FG)和內(nèi)嗅球(entorhinal cortex, Ent)可觀察到明顯活躍腦區(qū),其中豆狀核(LN)激活最明顯,梭狀回(FG)明顯激活,內(nèi)嗅球(Ent)的激活次之。 對照組左側(cè)大腦半球的黑質(zhì)(substantial nigra in midbrain, SN)、腹側(cè)被蓋核(VTA)、視皮質(zhì)(visual cortex, VC)及右側(cè)大腦半球的后扣帶皮質(zhì)(posterior cingulate cortex, CGp)及軀體感覺區(qū)(somatosensory cortex, SC)明顯活躍。其中,視皮質(zhì)(VC)、軀體感覺區(qū)(SC)激活最明顯,黑質(zhì)(SN)與腹側(cè)被蓋核(VTA)有明顯激活,后扣帶皮質(zhì)(CGp)的激活次之。 4.長期低劑量氯胺酮濫用導(dǎo)致食蟹猴腦組織代謝異常 與對照組比較,氯胺酮組食蟹猴額葉、紋狀體中N-天門冬氨酸(NAA)、肌酸(Cr)、NAA/Cr數(shù)值降低,但差異無統(tǒng)計學(xué)意義；與對照組比較,氯胺酮組食蟹猴額葉、紋狀體中膽堿(Cho)的水平明顯降低(p0.05)。 5.未觀察到明顯神經(jīng)元凋亡 與對照組比較,氯胺酮組豆狀核(LN)神經(jīng)元凋亡數(shù)目未見顯著性增加。 6.長期低劑量氯胺酮濫用降低食蟹猴前額葉(PFC)酪氨酸羥化酶(TH)表達 酪氨酸羥化酶(TH)檢測結(jié)果發(fā)現(xiàn),氯胺酮組酪氨酸羥化酶(TH)陽性細胞數(shù)目明顯少于對照組(p0.01)。 結(jié)論 1.長期低劑量氯胺酮濫用可抑制生長發(fā)育過程中體重增加。 2.長期低劑量氯胺酮濫用產(chǎn)生可導(dǎo)致運動抑制,白發(fā)行為減少,提示產(chǎn)生行為耐受性。 3.長期低劑量氯胺酮濫用明顯抑制左側(cè)大腦半球黑質(zhì)(SN)與腹側(cè)被蓋核(VTA),可能為實驗動物未出現(xiàn)覓藥行為與成癮性的主要原因。主要通過激活紋狀體中豆狀核(LN)而導(dǎo)致感覺運動控制障礙,導(dǎo)致運動失調(diào),可能是自發(fā)行為減少、運動抑制的原因；激活梭狀回(FG)可引起視幻覺,而致幻作用為氯胺酮濫用最基本因素；激活內(nèi)嗅球(Ent),使內(nèi)嗅球(Ent)-紋狀體通路活化,從而在精神分裂樣癥狀的出現(xiàn)及物質(zhì)濫用過程中起重要作用。除了上述腦區(qū)外,與以往的研究不同,我們還發(fā)現(xiàn)軀體感覺區(qū)(SC)活性降低,提示長期低劑量氯胺酮濫用損害軀體感覺功能,首次明確了氯胺酮濫用對軀體感覺區(qū)(SC)的損害作用,補充了中樞作用機制,為研究青少年物質(zhì)濫用及戒毒提供了實驗依據(jù)。 4.長期低劑量氯胺酮濫用主要通過影響神經(jīng)膠質(zhì)細胞膜的合成、周轉(zhuǎn)和代謝,影響青少年期食蟹猴額葉、紋狀體代謝。 5.豆狀核(LN)未見明顯的神經(jīng)元凋亡�？赡芤鸩煌诮�(jīng)典細胞凋亡的其他形式的細胞死亡,雖然最終發(fā)生以胞核變化為特征的細胞凋亡,但凋亡進程會明顯延遲,提示隨著用藥時間的延長可能導(dǎo)致細胞凋亡 6.長期低劑量氯胺酮濫用可損害前額葉(PFC)多巴胺(DA)系統(tǒng)功能,進而導(dǎo)致食蟹猴認識功能和執(zhí)行功能的損害,自發(fā)運動減少。
[Abstract]:It has been found that the brain damage can lead to irreversible changes and is sensitive to drug abuse . In recent years , ketamine is an abuse substance developed rapidly in recent years , which can lead to neuronal apoptosis in young rats and mice , which can lead to irreversible changes in brain structure .

The study found that the abuse of ketamine led to neuronal apoptosis in the cortex , spinal cord , thalamus , hippocampus and posterior buckle cortex .

As an NMDA receptor antagonist , ketamine acts as an NMDA receptor antagonist , which results in the inhibition of gamma - aminobutyric acid ( GABA ) neurons , which results in the inhibition of glutamate - ergic neurons in the cortex region , causing excessive release of glutamate and an abnormal cognitive function . Previous studies have shown that the use of acute ketamine mainly affects the levels of glutamate and dopamine ( DA ) in the frontal lobe ( PFC ) and peripheral cortex , but the effects of chronic low - dose ketamine on the implementation of the dopamine ( DA ) neurons , working memory and function of the frontal lobe ( PFC ) , and the molecular mechanism are not yet clear .

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本文編號：1996546