郭文成,劉斌,張麗娟,王艷艷,黃莉莉,李廷利
(黑龍江中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院,黑龍江哈爾濱150040)
恐懼是人類的基本情感。正常范圍內(nèi)的恐懼情緒可以激發(fā)個(gè)體一系列的防御機(jī)制。當(dāng)恐懼情緒無法正常消退時(shí),比如可能導(dǎo)致神經(jīng)系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)等多個(gè)系統(tǒng)的失調(diào)和紊亂,以致個(gè)體的機(jī)能出現(xiàn)障礙,誘發(fā)焦慮癥、抑郁癥等疾病[1]。
杏仁核基底外側(cè)核(BLA)是恐懼信息采集和輸入的重要區(qū)域。當(dāng)外界恐懼刺激發(fā)生后,恐懼信息首先由BLA輸入加工,再傳遞給杏仁中央核(Ce)激活各個(gè)腦區(qū),形成恐懼情緒并表達(dá)出恐懼特征。BLA區(qū)域內(nèi)的單胺類神經(jīng)遞質(zhì)含量的變化,與恐懼情緒的調(diào)節(jié)有關(guān)[2]。
朱砂安神丸是鎮(zhèn)痛安神的代表方劑,出自金元時(shí)期著名醫(yī)家李東垣所著的《內(nèi)外傷辨惑論》,由朱砂、黃連、地黃、當(dāng)歸、甘草組成。王瑩[3]、楊越[4]、陳建寧[5]等對(duì)朱砂安神丸促進(jìn)恐懼記憶消退和潛在機(jī)制進(jìn)行了研究,亦有朱砂安神丸抗驚厥、解熱、鎮(zhèn)痛和抗心律失常等作用的臨床或?qū)嶒?yàn)研究[6]。
本實(shí)驗(yàn)利用微透析聯(lián)合高效液相電化學(xué)以及c?Fos蛋白免疫組化,檢測(cè)在朱砂安神丸干預(yù)下條件性恐懼記憶的習(xí)得和消退階段,BLA區(qū)域內(nèi)單胺類神經(jīng)遞質(zhì)含量變化和c?Fos蛋白表達(dá)情況的影響,探討朱砂安神丸對(duì)條件性恐懼大鼠拮抗作用及其作用機(jī)制。
SD大鼠,雄性,體質(zhì)量(240±10)g,SPF級(jí),由黑龍江中醫(yī)藥大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供,生產(chǎn)許可證號(hào):SCXK(黑)2018?007。實(shí)驗(yàn)時(shí)間為每天早8:00~11:00,實(shí)驗(yàn)動(dòng)物飼養(yǎng)在獨(dú)立、避光、通風(fēng)的實(shí)驗(yàn)室。實(shí)驗(yàn)室實(shí)行12 h明暗交替光照,溫度(24±2)℃,相對(duì)濕度保持在50%~60%,聲音在40分貝以下。
朱砂安神丸(蜜丸,每丸9 g,吉林省鑫輝藥業(yè)有限公司,產(chǎn)品批號(hào):20170701);5?羥色胺鹽酸鹽標(biāo)準(zhǔn)品(純度:99.8%,批號(hào):111656?200401)、酒石酸去甲腎上腺素標(biāo)準(zhǔn)品(質(zhì)量分?jǐn)?shù):94.3%,批號(hào):KFZA?8UP)、鹽酸多巴胺標(biāo)準(zhǔn)品(質(zhì)量分?jǐn)?shù):99.8%,批號(hào);F29H?EQSB)均購于中國食品藥品檢定研究院;一抗試劑(兔抗c?Fos,北京博森生物);兔二步法試劑盒(北京中杉金橋生物科技);羊血清工作液(北京中杉金橋生物科技);DAB顯色試劑盒(無錫傲銳東源生物科技);進(jìn)口羊血清工作液(無錫傲銳東源生物科技)。
XR?XC404?2條件性恐懼實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(上海欣軟);SuperFcs條件性恐懼實(shí)驗(yàn)分析系統(tǒng)(上海欣軟);S1130高效液相泵(德國Sykam);AntecSDC電化學(xué)檢測(cè)器(荷蘭安泰克);Clarity高效液相工作站(捷克DataApex);DM400顯微鏡(德國萊卡)。
朱砂安神丸成年人的最大服用劑量為9 g。按照體表面積折算法計(jì)算,可知大鼠的給藥劑量0.81 g/kg。配制方法:取朱砂安神丸9 g,并加入適量雙蒸水,充分研磨,定容于100 mL容量瓶中,得到朱砂安神丸混懸液。
靜心想來,的確如此。那些人或多或少都會(huì)有強(qiáng)硬的人際關(guān)系當(dāng)本錢,而他阿東的本錢就只這張文憑,這是他奮斗數(shù)年掙來的。盡管有了它,找起工作來依然不如人家,但對(duì)于阿東,到底聊勝于無啊。
大鼠在飼養(yǎng)環(huán)境適應(yīng)7 d,并于植入手術(shù)前24 h開始禁食。腹腔注射10%(φ)水合氯醛麻醉大鼠,充分暴露和清潔顱骨表面,使前囟點(diǎn)清晰可見。參考George Paxinos&Charles Watson大鼠腦立體定位圖譜,確定BLA的三維坐標(biāo)為Ap=+2.8 mm,RL=+4.7 mm,DV=-7.5 mm,使用腦立體定位儀進(jìn)行定位。用顱骨鉆刺穿此位置顱骨,將探針套管植入大鼠腦右側(cè)BLA區(qū)域,用玻璃離子水門汀固定。術(shù)后將大鼠單籠飼養(yǎng)并恢復(fù)3 d。
術(shù)后恢復(fù)3 d,將埋置探針的大鼠60只,隨機(jī)分為恐懼習(xí)得空白組、恐懼習(xí)得模型組、恐懼習(xí)得給藥組、恐懼消退空白組、恐懼消退模型組、恐懼消退給藥組,每組10只。早7:00各給藥組給予朱砂安神丸混懸液(0.09 g/mL,9 mL/kg),各空白組和模型組給予相同體積的雙蒸水,每日1次,連續(xù)7 d。末次給藥后進(jìn)行條件性恐懼模型的復(fù)制、消退實(shí)驗(yàn)以及微透析取樣實(shí)驗(yàn)。
將大鼠置于刺激箱中2 min后給予模型組和給藥組5 s的聲音信號(hào)(2 000 Hz、75 dB),再同時(shí)給予5 s聲音信號(hào)和電刺激(0.75 mA),以上結(jié)束后1 min內(nèi)無處理,重復(fù)20次,停留2 min取出;各空白組只給予聲音信號(hào)。
條件性恐懼記憶的習(xí)得測(cè)試:模型復(fù)制次日,將各組大鼠置于刺激箱2 min。各組給予10 s聲音信號(hào)(2 000 Hz、75 dB),結(jié)束后1 min內(nèi)無處理,同時(shí)記錄大鼠僵直反應(yīng)時(shí)間。此過程重復(fù)5次。
條件性恐懼記憶的消退測(cè)試:習(xí)得測(cè)試后的第1、3、5、7 d,將大鼠置于刺激箱2 min。各組給予10 s聲音信號(hào)(2 000 Hz、75 dB),結(jié)束后1 min內(nèi)無處理,同時(shí)記錄大鼠僵直反應(yīng)時(shí)間。以上重復(fù)5次。
取下大鼠頭頂?shù)募偬结槪踩隒MA探針,將透析管路系統(tǒng)依序連接。微量進(jìn)樣泵速度為0.8μL/min;保持整個(gè)管路暢通;低溫微量收集器溫度設(shè)置為4℃。將大鼠置入自由活動(dòng)裝置中,準(zhǔn)備收集腦透析液。前1個(gè)小時(shí)平衡整個(gè)系統(tǒng),舍棄收集液。此后開始收集腦透析液,時(shí)間為2 h。將收集好的透析液迅速轉(zhuǎn)移到-80℃冰箱中,等待檢測(cè)。
2.6.1 色譜條件 色譜柱Sykam C18(3μm,2.1 m×100 m),流動(dòng)相中:Na2HPO4·H2O:13.8 g/L;辛烷磺酸鈉:160 mg/L;EDTA·H2O:10 mg/L;甲醇:100 mL/L;KCl:149.2 mg/L。使用H3PO4溶液調(diào)節(jié)pH至2.95~3.05范圍內(nèi);以0.2μm濾膜抽濾4次;超聲1 h;存放于-4℃冰箱中待使用。流動(dòng)相流速0.2 mL/min。工作電極電壓:0.52 V。柱溫:40℃。工作電極:玻璃碳電極。參比電極:銀電極。進(jìn)樣量:20μL。分析時(shí)間:25 min。
2.6.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線與線性范圍 精密稱取NE、DA、5?HT的標(biāo)準(zhǔn)品各1 mg,取0.1 mol/L的高氯酸1 mL,將3種標(biāo)準(zhǔn)品溶于高氯酸中配置成濃度為1 mg/mL的標(biāo)準(zhǔn)品溶液,混合均勻。按梯度稀釋濃度為50 pg/mL、25 pg/mL、12.5 pg/mL、6.25 pg/mL和3.125 pg/mL的標(biāo)準(zhǔn)品溶液,放入-80℃冰箱中等待檢測(cè)。以各目標(biāo)物的色譜峰面積(Y)對(duì)其濃度(X,pg/mL)進(jìn)行線性回歸分析,得到標(biāo)準(zhǔn)曲線及相關(guān)系數(shù)。
2.6.4 微透析探針的體外回收率 實(shí)驗(yàn)進(jìn)行前于一級(jí)水中浸泡探針1 h以活化探針。精密稱取5?HT、DA、NE各1 mg。以林格氏溶液作為溶劑配置成1 ng/mL的混合標(biāo)準(zhǔn)品。將探針放入混合標(biāo)準(zhǔn)品中,連接微量進(jìn)樣泵,以林格氏溶液作為灌流液0.8μL/min進(jìn)行灌注,收集2個(gè)小時(shí)樣品,放入-80℃冰箱中。得到的樣品進(jìn)樣3次測(cè)出濃度取平均值,通過公式R體外=C樣品/C標(biāo)品計(jì)算出平均回收率,測(cè)得探針的體外回收率,以此折算腦內(nèi)的真實(shí)含量水平。見表1。
表1 體外回收率實(shí)驗(yàn)結(jié)果Table 1 Experimental results of in v it ro recovery rate
將大鼠麻醉,四肢固定,在劍突下打開腹腔,剪開隔膜,暴露出心臟,于左心室插入注射針,同時(shí)剪開右心耳,用250 mL生理鹽水、250 mL 4%(φ)多聚甲醛溶液置于點(diǎn)滴瓶中,依序進(jìn)行灌流。待大鼠肢體僵硬后收集腦組織,在4℃冰箱中放置一晚。第2日取出腦組織,依次置于5%蔗糖溶液4 h,10%蔗糖溶液4 h,20%蔗糖溶液中過夜,以進(jìn)行組織脫水。次日,用OCT包埋劑浸泡4 h后,使用液氮速凍,放入-80℃冰箱中等待切片。切片厚度5 nm,每間隔3張切片取1張待用。
2.8.1 c?Fos免疫組織化學(xué)染色 室溫下,切片用0.01 mol/L的PBS沖洗5 min,重復(fù)3次;以Triton?X100溶液于37℃水中孵育30 min;0.01 mol/L的PBS沖洗5 min,重復(fù)3次;H2O2孵育5 min;0.01 mol/L的PBS沖洗5 min,重復(fù)3次;封閉處理10%正常羊血清;1∶400稀釋兔抗c?Fos抗體在4℃下孵育48 h;滴加生物素山羊抗兔IgG,在37℃水浴孵育60 min;0.01 mol/L的PBS沖洗5 min,重復(fù)3次;DAB處理3~5 min;mager’s蘇木精溶液染色5 s,用75%、85%、90%、95%、100%(Ⅰ)、100%(Ⅱ)濃度的酒精及二甲苯(Ⅰ)和二甲苯(Ⅱ)按梯度脫水,每個(gè)濃度的酒精浸泡5 min二甲苯溶液浸泡10 min。取出后用中性樹脂進(jìn)行封片,在60℃的烘箱中放置5 d。
2.8.2 c?Fos蛋白的統(tǒng)計(jì)方法 使用光學(xué)顯微鏡觀察采集切片照片c?Fos蛋白免疫組化顯色反應(yīng),根據(jù)腦立體定位圖譜準(zhǔn)確定位到BLA區(qū)域,陽性神經(jīng)元蛋白質(zhì)表達(dá)的顏色和陰性神經(jīng)元蛋白質(zhì)顏色表達(dá)不同。神經(jīng)元細(xì)胞核陽性染色后表現(xiàn)出棕黃色,陰性染色后表現(xiàn)出藍(lán)紫色。使用Imagepro?Plus6.0專業(yè)圖像軟件統(tǒng)計(jì)每只大鼠腦組織切片BLA區(qū)內(nèi)c?Fos陽性神經(jīng)元的累積光密度(integrated optical density,IOD)。以BLA區(qū)域內(nèi)0.01 mm 2個(gè)單位內(nèi)的c?Fos陽性神經(jīng)元的IOD值來表示c?Fos蛋白表達(dá)的強(qiáng)弱,IOD值越高說明此區(qū)域內(nèi)的神經(jīng)元越為活躍,反之就是神經(jīng)元表達(dá)不活躍,以此來判斷BLA腦區(qū)內(nèi)神經(jīng)元的活動(dòng)狀態(tài)。
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)用x±s表示,采用SPSS 21.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,3組之間實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用單因素方差分析,P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
3.1.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線與線性范圍 各目標(biāo)物的檢出限較低,在3.125~50 pg/mL范圍內(nèi)線性關(guān)系良好。結(jié)果見表2。
表2 3種單胺遞質(zhì)的線性回歸方程Table 2 Linear regression equations of three monoamine transmittersq
3.1.2 精密度及加標(biāo)回收率 結(jié)果見表3。
見圖1和圖2。處于條件性恐懼模型習(xí)得期的大鼠:與空白對(duì)照組相比,模型組的僵直反應(yīng)時(shí)間均顯著延長(zhǎng),兩組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。與模型組比較,給藥組的僵直反應(yīng)時(shí)間略低于模型組,但差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。
表3 日內(nèi)日間精密度及加樣回收率實(shí)驗(yàn)結(jié)果(n=5)Table 3 Experimental results of intra?day precision and sample recovery rate(n=5)
處于條件性恐懼模型消退期的大鼠:與空白對(duì)照組相比,模型組的僵直反應(yīng)時(shí)間顯著延長(zhǎng),兩者相比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。與模型組相比,給藥組的僵直反應(yīng)時(shí)間均低于模型組。其中在第5天給藥組的僵直時(shí)間顯著低于模型組,兩者相比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。在第7天給藥組的僵直時(shí)間顯著低于模型組時(shí)間,兩者比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。
圖1 條件性恐懼大鼠恐懼記憶習(xí)得過程的僵直反應(yīng)時(shí)間Figure1 Freezing reaction time of fear memory acquisitionprocess in conditioned fear rats
圖2 條件性恐懼大鼠恐懼記憶消退過程的僵直反應(yīng)時(shí)間Figure2 Freezing reaction time of fear memory regression inconditioned fear rats
圖3 朱砂安神丸對(duì)條件性恐懼記憶習(xí)得過程大鼠BLA內(nèi)NE、DA、5?HT含量的影響Figure3 Effects of ZhushaAnshen pill on the contents of NE,DA and 5?HT in BLA of rats with conditioned fear memo?ry acquisition
圖4 朱砂安神丸對(duì)條件性恐懼記憶消退過程大鼠BLA內(nèi)NE、DA、5?HT含量的影響Figure4 Effects of ZhushaAnshen pill on the contents of NE,DA and 5?HT in BLA of rats with conditioned fear memo?ry regression
見圖3和圖4。處于條件性恐懼模型習(xí)得期的大鼠:與空白組相比,模型組BLA內(nèi)的NE、DA含量均顯著高于空白對(duì)照組,兩者比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01),5?HT含量顯著低于空白對(duì)照組,兩者比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。,給藥組BLA內(nèi)的NE、DA含量與模型組相比差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。
處于條件性恐懼模型消退期的大鼠:與空白組相比,模型組的BLA內(nèi)的c?Fos蛋白表達(dá)數(shù)量,顯著高于空白組,兩者比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。與模型組相比,給藥組BLA內(nèi)的c?Fos蛋白表達(dá)數(shù)量,顯著低于模型組,兩者比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05,P<0.01)。
處于條件性恐懼模型習(xí)得期的大鼠:與空白對(duì)照組相比,模型組的BLA內(nèi)的c?Fos蛋白表達(dá)數(shù)量,顯著高于空白對(duì)照組,兩者比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。,給藥組的BLA內(nèi)的c?Fos蛋白表達(dá)數(shù)量與模型組相比,差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),見表4~表5和圖5~圖6。
處于條件性恐懼模型消退期的大鼠:與空白對(duì)照組相比,模型組的BLA內(nèi)的c?Fos蛋白表達(dá)數(shù)量,顯著高于空白對(duì)照組,兩者比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。與模型組相比,給藥組的BLA內(nèi)的c?Fos蛋白表達(dá)數(shù)量,顯著低于模型組,兩者比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。
表4 朱砂安神丸對(duì)條件性恐懼記憶習(xí)得過程大鼠BLA神經(jīng)元c?Fos蛋白表達(dá)的影響Table 4 Effects of ZhushaAnshen pill on the expression of c?Fos protein in BLA of rats with conditioned fear memory acquisition(x±s,n=10)
表5 朱砂安神丸對(duì)條件性恐懼記憶消退大鼠BLA神經(jīng)元c?Fos蛋白表達(dá)的影響Table 5 Effects of ZhushaAnshen pill on the expression of c?Fos protein in BLA neurons of rats with conditioned fear memory regression(x±s,n=10)
圖5 條件性恐懼記憶消退大鼠BLA神經(jīng)元c?Fos蛋白表達(dá)情況(200×,標(biāo)尺100μm)Figure 5 Expression of c?Fos protein in BLA neurons of rats with conditioned fear memory regression(200×,bar 100μm)
圖6 條件性恐懼記憶消退大鼠BLA神經(jīng)元c?Fos蛋白表達(dá)情況(200×,標(biāo)尺100μm)Figure 6 Expression of c?Fos protein in BLAneurons of rats with conditioned fear memory regression(200×,bar 100μm)
杏仁核參與恐懼記憶的形成和表達(dá)。杏仁核基底外側(cè)核(BLA)主要參與恐懼信息采集和輸入,在調(diào)節(jié)恐懼情緒中起到非常重要的作用[11]。所以本實(shí)驗(yàn)選取BLA作為藥物作用機(jī)制的研究核心,以巴普洛夫條件性恐懼反射為范式,探討朱砂安神丸在條件性恐懼記憶的作用和潛在機(jī)制。
從恐懼記憶的神經(jīng)生物學(xué)理論中可推測(cè)當(dāng)條件性恐懼發(fā)生時(shí),恐懼信息首先由BLA輸入加工,再由BLA傳遞給Ce,由Ce激活各個(gè)腦區(qū)例如腦干、藍(lán)斑核、皮層、下丘腦等,使個(gè)體表現(xiàn)為血壓升高,心律加速,出汗等生理反應(yīng),同時(shí)引起藍(lán)斑、黑質(zhì)、中縫核等單胺類神經(jīng)遞質(zhì)系統(tǒng)釋放失常[1,12?13]。c?Fos基因在受到外界刺激后表達(dá)水平發(fā)生變化,其產(chǎn)物c?Fos蛋白可用作為神經(jīng)元興奮的標(biāo)志[14-15]。利用c?Fos蛋白免疫組織化學(xué)技術(shù),檢測(cè)條件性恐懼大鼠BLA內(nèi)神經(jīng)元c?Fos蛋白的表達(dá)水平,藉此判斷該腦區(qū)神經(jīng)元興奮程度。在個(gè)體受到應(yīng)激或驚嚇反應(yīng)發(fā)生時(shí),藍(lán)斑核(LC)中的中樞去甲腎上腺能神經(jīng)元釋放NE,會(huì)編碼增強(qiáng)恐懼性記憶,加強(qiáng)個(gè)體警覺性,準(zhǔn)備應(yīng)對(duì)刺激的反應(yīng)。NE可以激活環(huán)路中的氨基酸,促進(jìn)對(duì)恐懼記憶的恢復(fù)。有實(shí)驗(yàn)表明,當(dāng)腦內(nèi)多巴胺1(D1)和多巴胺2(D2)被拮抗劑拮抗時(shí),能夠阻礙恐懼記憶的形成和表達(dá),并減弱條件性恐懼行為學(xué)上的表現(xiàn)。而當(dāng)D1和D2受體被激動(dòng)時(shí),則能促進(jìn)恐懼記憶的形成和建立[16]。有研究表明5?HT再攝取抑制劑(SSRI)類藥物,可緩解條件性恐懼患者出現(xiàn)的暴躁、焦慮等癥狀[17]。
結(jié)合各實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知,朱砂安神丸拮抗條件性恐懼作用主要發(fā)揮在恐懼記憶消退階段??謶钟洃浵私o藥組僵直時(shí)間減少,可能原因是朱砂安神丸可以調(diào)節(jié)BLA腦區(qū)神經(jīng)元的功能,抑制恐懼信息向下游腦區(qū)投射;抑制LC內(nèi)中樞去甲腎上腺能神經(jīng)元釋放NE,拮抗恐懼記憶的恢復(fù),抑制個(gè)體警覺性;使DA含量明顯下降,阻礙恐懼記憶的表達(dá);調(diào)節(jié)5?HT系統(tǒng),緩解焦慮等行為的出現(xiàn)。
綜上,朱砂安神丸能夠促進(jìn)恐懼記憶消退,其機(jī)制可能是與調(diào)節(jié)BLA區(qū)域單胺類神經(jīng)遞質(zhì)含量、影響神經(jīng)元功能有關(guān)。