付 娟,田紹文,馬原野
(1.濱州學(xué)院生命科學(xué)系,山東濱州256603;2.中國科學(xué)院心理研究所心理健康重點實驗室,北京100101;3.南華大學(xué)醫(yī)學(xué)院生理教研室,湖南衡陽421001;4.中國科學(xué)院昆明動物研究所,云南昆明650223;5.中國科學(xué)院生物物理研究所,北京100101)
很多研究表明米非司酮可以通過阻斷糖皮質(zhì)激素受體參與學(xué)習(xí)記憶過程[1],我們前期的研究也發(fā)現(xiàn),米非司酮可以劑量依賴性的影響小鼠的空間學(xué)習(xí)記憶能力,恐懼條件化模型是研究創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙(posttraumatic stress disorder,PTSD)的一種典型動物模型,PTSD作為一種負(fù)性情緒,已成為嚴(yán)重的公共衛(wèi)生問題。本研究擬探討米非司酮對大鼠恐懼條件化及消退的影響,具有重要的理論意義和臨床參考。
清潔級成年雄性SD大鼠40只(購自昆明醫(yī)學(xué)院動物中心),體重275~300 g,單籠飼養(yǎng),溫度濕度保持恒定,自由取食飲水,12 h光照循環(huán),每天早上7點鐘開燈。米非司酮(RU486,北京紫竹藥業(yè)有限公司生產(chǎn)),生理鹽水溶解,濃度為10mg/ml。動物被隨機分為 4組(n=10):低劑量 RU486組(10mg/kg)與其對照組;高劑量 RU486組(20 mg/kg)與其對照組。
行為實驗在兩個場景中進行,實驗箱A構(gòu)成場景A,場景B構(gòu)成實驗箱B(上海吉量公司提供)。實驗箱A無頂(40 cm×40 cm×50 cm),為黑色不透明的有機玻璃材料,四壁貼有直徑為5.5 cm的白色圓形圖案,間距為3 cm。地板由25根銅桿構(gòu)成(直徑為5mm),每兩銅桿間距為1.5 cm,通過導(dǎo)線與電刺激器相連提供電擊。整個裝置置于隔音柜中(50 cm×50 cm×60 cm),天花板上固定的小音箱提供聲音刺激,白熾燈(15W)照明;計算機程序控制刺激的呈現(xiàn)。每只大鼠實驗前用氫氧化銨溶液(5%)擦實驗箱,并把有少量此溶液的不銹鋼盤放在格子地板下提供氣味,65 dB的風(fēng)扇聲提供白噪聲。在實驗箱B的四壁上貼白色垂直豎條(寬3 cm,間距4.5 cm),地板上鋪有黑色平滑的塑膠墊,實驗前用無水乙醇擦實驗箱,無水乙醇提供氣味,用錄制的電視噪音(65 dB)提供背景噪聲,其他與實驗箱A相同,實驗裝置與前期研究使用的相同[2]。
給藥組腹腔注射RU486連續(xù)4 d(低劑量組為10 mg/kg,高劑量組為20 mg/kg),對照組每天給予 10 ml/kg的生理鹽水。行為學(xué)實驗分四個階段,每個階段給藥組與對照組處理相同。1 d是適應(yīng)期,每只大鼠分別適應(yīng)實驗箱A和B各30 min。2 d是恐懼條件化訓(xùn)練期,在實驗箱A中進行,動物放入 3min后聲音(4 kHz,80 dB,持續(xù)10 s,下同)第一次呈現(xiàn),電擊(0.4mA,持續(xù) 0.5 s)在聲音結(jié)束前 0.5 s呈現(xiàn),與聲音同時結(jié)束,聲音與電擊配對呈現(xiàn)5次(每次作為一個trial),相鄰兩次聲音之間的間隔為90~150 s(均值120 s,下同),第五次聲音結(jié)束30 s后把大鼠從實驗箱A拿出,放回鼠籠。3 d是檢測條件化恐懼表達(dá)階段,也是消退訓(xùn)練階段,把大鼠放入實驗箱B,3min后聲音第一次呈現(xiàn),沒有電擊,呈現(xiàn)10次(每次作為一個trial,相鄰兩次合并為一個trial block),相鄰兩次之間平均間隔為120 s。第十次聲音結(jié)束30 s后把大鼠放回鼠籠。4 d進行消退記憶再現(xiàn)檢測,把大鼠放入實驗箱B,3 min后第一次呈現(xiàn)聲音,無電擊,呈現(xiàn)10次,相鄰兩次之間平均間隔為120 s,第十次聲音結(jié)束30 s后把大鼠從實驗箱B取出放回鼠籠,除給藥外,實驗程序與前期研究使用的相同[2]。
僵直(freezing)是目前恐懼行為的黃金指標(biāo),是嚙齒類動物面臨傷害性刺激時特有的行為反應(yīng),表現(xiàn)為除呼吸運動外,動物處于靜止?fàn)顟B(tài)。通過實驗錄像用秒表記錄各階段中每次聲音呈現(xiàn)時間內(nèi)的僵直時間,計算百分比。
數(shù)據(jù)以均數(shù) ±標(biāo)準(zhǔn)差(ˉx±s)表示,用 SigmaStat 3.1軟件對數(shù)據(jù)進行ANOVA方差分析。
(1)恐懼表達(dá)檢測階段,低劑量RU486組與其對照組大鼠獲得了同等程度的條件化恐懼,兩組大鼠的僵直水平組間差異不顯著;(2)消退再現(xiàn)檢測階段,RU486組與其對照組大鼠的僵直水平相比恐懼表達(dá)階段都有下降,但兩組之間差異不顯著,表明低劑量RU486處理對大鼠的恐懼條件化表達(dá)以及消退記憶的再現(xiàn)沒有影響(圖1)。
Fig.1 Percent freezing of RU486 and control groups on fear expression phase and recall of extinction phase(ˉx±s,n=10)
(1)恐懼表達(dá)檢測階段,高劑量RU486組與其對照組大鼠獲得了同等程度的條件化恐懼,兩組大鼠的僵直水平組間差異不顯著;(2)消退再現(xiàn)檢測階段,RU486組(6.96±1.84,7.01±1.43,6.28±1.61)與其對照組(3.91±1.92,3.90±1.64,3.64±2.01)大鼠的僵直水平相比,恐懼表達(dá)階段都有下降,且兩組之間的僵直水平差異有顯著性(P<0.05),表明高劑量RU486處理對大鼠的恐懼條件化表達(dá)沒有影響,但是損害了消退記憶的再現(xiàn)(圖2)。
PTSD是指個體由于經(jīng)歷對生命具有威脅的事件或嚴(yán)重的創(chuàng)傷,導(dǎo)致癥狀長期持續(xù)的精神障礙[3]。條件性恐懼模型是創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙的典型動物模型,主要研究恐懼記憶的獲得、存儲、提取和消退等過程[4]。以往研究結(jié)果表明,恐懼消退不是對恐懼記憶的遺忘,而是一種新的學(xué)習(xí)過程,恐懼記憶與消退記憶共存且競爭出現(xiàn),恐懼消退再現(xiàn)過程受阻會引起神經(jīng)系統(tǒng)相關(guān)疾病,如PTSD[5]。
Fig.2 Percent freezing of RU486 and control groups on fear expression phase and recall of extinction phase(ˉx±s,n=10)*P<0.05 vs control
有臨床研究表明,米非司酮對抑郁癥具有快速的改善作用[6]。我們的結(jié)果顯示,低劑量米非司酮對大鼠的條件化恐懼表達(dá)及消退記憶的再現(xiàn)都沒有影響,而高劑量米非司酮對大鼠的條件化恐懼表達(dá)沒有影響,卻損害了消退記憶的再現(xiàn),這與臨床研究結(jié)果似乎相悖,有意思的是,與Conrad實驗室RU486微注射于杏仁外側(cè)核的結(jié)果一致[7]。很多研究證實前額葉與杏仁核構(gòu)成恐懼消退的神經(jīng)基礎(chǔ),前額葉對杏仁核的投射決定了消退記憶是否再現(xiàn)。由于糖皮質(zhì)激素的受體廣泛分布在與學(xué)習(xí)記憶相關(guān)的腦區(qū),并且對相應(yīng)的神經(jīng)元可塑性進行調(diào)節(jié),因此糖皮質(zhì)激素對個體學(xué)習(xí)記憶的形成有著重要的影響[8]。本研究結(jié)果提示,高劑量的米非司酮通過阻斷糖皮質(zhì)激素受體的作用,進而可能通過某種機制阻礙了前額葉對杏仁核的這種興奮性投射,從而抑制了消退記憶的表達(dá),但這種影響機制仍需更多的研究來闡明。
[1] Brogden RN,Goa KL,F(xiàn)oulds D.Mifepristone.A review of its pharmacodynamic and pharmacokinetic properties,and therapeutic potential[J].Drugs,1993,45(3):384-409.
[2] 付 娟,田紹文,姚志剛.快速眼動睡眠剝奪對大鼠恐懼消退再現(xiàn)的影響[J].中國應(yīng)用生理學(xué)雜志,2011,27(3):318-320.
[3] 安獻(xiàn)麗,王文忠,鄭希耕.阻礙條件性恐懼記憶消退的原因分析[J].心理科學(xué)進展,2009,17(1):126-131.
[4] Kim JJ,Jung MW.Neural circuits and mechanisms involved in Pavlovian fear conditioning:a critical review[J].Neurosci Biobehav Rev,2006,30(2):188-202.
[5] Bouton ME,García-Gutiérrez A,Zilski J,et al.Extinction in multiple contexts does not necessarilymake extinction less vulnerable to relapse[J].Behav Res Ther,2006,44(7):983-994.
[6] Flores BH,Kenna H,Keller J,etal.Clinical and biological effects ofmifepristone treatment for psychotic depression[J].Neuropsychopharmacol,2006,31(6):628-636.
[7] Conrad CD,MacMillan DD,Tsekhanov S,etal.Influence of chronic corticosterone and glucocorticoid receptor antagonism in the amygdala on fear conditioning[J].Neurobiol Learn Mem,2004,81(3):185-199.
[8] de Quervain DJ,Roozendaal B,McGaugh JL.Stress and glucocorticoid impair retrieval of long-term spationalmemory[J].Nature,1998,394(6695):787-790.