睡眠剝奪對嗎啡成癮小鼠學(xué)習(xí)記憶能力的影響*

李永紅 關(guān)俊文 楊波 楊天華

(1.成都信息工程學(xué)院電子工程學(xué)院,四川 成都610225;2.四川大學(xué)華西醫(yī)院神經(jīng)外科,四川 成都610041;3.四川大學(xué)華西醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科,四川 成都610041)

嗎啡成癮性強(qiáng),戒斷癥狀重,戒斷后復(fù)發(fā)率高[1]。解決嗎啡類藥物的依賴性不僅是社會的當(dāng)務(wù)之急,也對神經(jīng)生物學(xué)的發(fā)展有著重要的作用和意義。嗎啡成癮動物模型的建立為研究嗎啡依賴和嗎啡對人類的學(xué)習(xí)記憶能力提供了便利條件。對于小鼠的學(xué)習(xí)和記憶機(jī)制,嗎啡成癮和睡眠剝奪有著共同點(diǎn),例如前額葉皮層、海馬和杏仁核等腦組織分別在兩種模型中都起到了關(guān)鍵的作用[2],并且都與小鼠的學(xué)習(xí)和記憶機(jī)制有一定的聯(lián)系,那么成癮和睡眠剝奪相互之間有沒有影響呢?本課題主要通過依次建立嗎啡成癮模型,睡眠剝奪模型,并通過行為學(xué)(Morris水迷宮實(shí)驗(yàn))觀察并分別討論嗎啡成癮對小鼠空間學(xué)習(xí)記憶的影響以及睡眠剝奪對小鼠的空間學(xué)習(xí)和記憶的影響,進(jìn)一步討論嗎啡與睡眠剝奪對小鼠的空間學(xué)習(xí)記憶能力的影響有無聯(lián)系。

1 材料與方法

1.1 動物和試劑

雄性ICR小鼠40只(四川省動物所提供,生產(chǎn)許可證號:SCXK(川)2008-24,體重22±2g),自由飲水、飲食。鹽酸嗎啡注射液(東北制藥集團(tuán)公司沈陽第一制藥廠,產(chǎn)品批號:080711)。

1.2 嗎啡成癮小鼠模型

嗎啡成癮小鼠模型的建立選取腹腔注射嗎啡3次·日-1法[3],每日增加5 mg·kg-1,連續(xù)7d的鹽酸嗎啡腹腔注射,連續(xù)給 藥 量 為:10、15、20、25、30、35、40 mg· Kg· 次-1,3次·日-1(8時,12時,16時)。ICR小鼠 40只,隨機(jī)分為:生理鹽水組、嗎啡組(n=20)。

1.3 睡眠剝奪模型

睡眠剝奪箱由2個60 cm(l)×20 cm(w)×60 cm(h)的有機(jī)玻璃箱組成,底部通過直徑為46 cm的轉(zhuǎn)盤相連。轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速為10 min/圈,睡眠剝奪側(cè)的轉(zhuǎn)盤下底盤中水深2-3 cm,水溫保持在20℃左右,小鼠只能在轉(zhuǎn)盤上活動,瞌睡時轉(zhuǎn)盤和箱側(cè)壁會將其擠下水中,從而達(dá)到睡眠剝奪的目的;對照組一側(cè)的轉(zhuǎn)盤下底盤中不放水,小鼠可以在轉(zhuǎn)盤上和底盤中自由活動,保證正常睡眠。其間自由進(jìn)食、飲水,自然晝夜光照。每次將2只小鼠稱重后放入睡眠剝奪箱的兩側(cè),一側(cè)為睡眠剝奪組,另一側(cè)為對照組。

上述方法將前面20只嗎啡成癮小鼠和20只生理鹽水小鼠自然分為嗎啡成癮實(shí)驗(yàn)組、生理鹽水對照組、嗎啡成癮+睡眠剝奪實(shí)驗(yàn)組、生理鹽水+睡眠剝奪對照組(n=10)。

1.4 Morris水迷宮實(shí)驗(yàn)

主要包括兩個方面:定位航行實(shí)驗(yàn)和空間搜索實(shí)驗(yàn)。本實(shí)驗(yàn)將小鼠分別從第一和第四象限放入,記錄逃避潛伏期、游泳軌跡。小鼠連續(xù)接受 7 d訓(xùn)練,每天4次,每次間隔20 s,記錄小鼠分別從四個象限不同入水點(diǎn)入水找到平臺所需的時間,即逃避到平臺上的潛伏期(Escaping latency)。4次潛伏期成績的平均值作為當(dāng)日最終成績進(jìn)入最后統(tǒng)計。最大游泳時間,本實(shí)驗(yàn)設(shè)置為70 s。

1.5 統(tǒng)計學(xué)分析

2 結(jié)果

實(shí)驗(yàn)1～3 d,嗎啡成癮實(shí)驗(yàn)組、嗎啡成癮+睡眠剝奪實(shí)驗(yàn)組、生理鹽水+睡眠剝奪組與生理鹽水對照組相比均可明顯增加潛伏期的時間(P＜0.05);且 1、2 d,嗎啡成癮+睡眠剝奪實(shí)驗(yàn)組Morris水迷宮逃避潛伏期的時間與單純的嗎啡成癮實(shí)驗(yàn)組以及生理鹽水+睡眠剝奪組相比,可進(jìn)一步延長潛伏期的時間(P＜0.05)(圖1)。

圖1 各組小鼠不同時間點(diǎn)Morris水迷宮逃避潛伏期時間

3 討論

對于小鼠的學(xué)習(xí)和記憶機(jī)制,嗎啡成癮和睡眠剝奪有著共同點(diǎn),例如前額葉皮層、海馬和杏仁核等腦組織分別在兩種模型中都起到了關(guān)鍵的作用,并且都與小鼠的學(xué)習(xí)和記憶機(jī)制有一定的聯(lián)系[5,6]。睡眠剝奪的發(fā)病原因較一致的觀點(diǎn)認(rèn)為是中樞神經(jīng)系統(tǒng)興奮與抑制性不平衡所致,研究表明,情緒是由大腦的回路所控制的,這個回路是由前額葉皮層、杏仁核、海馬、前部扣帶回和腹中央紋狀體等腦區(qū)構(gòu)成。這些整合加工情緒信息,產(chǎn)生情緒體驗(yàn)和行為,海馬和杏仁核在其中起關(guān)鍵作用。研究表明[7,8,9],海馬是空間記憶的核心角色,而杏仁核在恐懼記憶中起重要的作用。

本研究從行為學(xué)方面研究了睡眠剝奪對嗎啡成癮ICR小鼠學(xué)習(xí)記憶能力的影響作用,發(fā)現(xiàn)睡眠剝奪加重嗎啡成癮ICR小鼠的學(xué)習(xí)記憶能力的損害作用,可能會為睡眠剝奪對嗎啡成癮的影響研究提供一定線索。

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