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慢性偏头痛大鼠抑郁和焦虑行为的研究
2018年08月21日
来源:The Journal of Headache and Pain December 2017, 18:27 | Cite as
作者:李晓菲译
责任编辑:admin
摘要:流行病学和临床研究表明偏头痛与情感障碍共病。然而,目前还不清楚慢性偏头痛是否可以导致其他动物的情感障碍。
摘要:流行病学和临床研究表明偏头痛与情感障碍共病。然而,目前还不清楚慢性偏头痛是否可以导致其他动物的情感障碍。
方法:采用经典的慢性偏头痛大鼠模型,通过体重、蔗糖偏好试验、旷场试验和高加迷宫试验对抑郁和焦虑行为进行评估。
结果:与对照组相比,IS组的蔗糖偏好、运动和抬起行为、内侧动物距离百分比、开放臂输入百分比和前额叶皮质5-羟色胺和多巴胺水平显著降低。小剂量阿米替林的联合给药改善了这些缺陷。然而,体重、内部区域时间百分比、或开放臂时间百分比在IS和对照组之间没有差异。这些结果被用来创造新的抑郁和焦虑量表来综合评价和评估大鼠情感性精神障碍的程度。大多数慢性偏头痛动物表现出抑郁和焦虑样行为,但有一些没有。
结论:大多数慢性偏头痛大鼠存在抑郁和焦虑样行为。我们创建的新量表有望在未来的研究中找到情感障碍共病的潜在机制。
关键词:慢性偏头痛 抑郁 焦虑 量表
背景:流行病学和临床研究表明,原发性头痛,特别是偏头痛与抑郁和焦虑呈双向关系。与非抑郁症患者相比,抑郁症患者患偏头痛的风险是其三倍以上。与偏头痛患者相比,偏头痛患者患抑郁症的风险也比对照组高三倍以上。更多的抑郁症和焦虑症患者患有慢性头痛,而不是发作性头痛。抑郁和焦虑并存可能增加偏头痛患者的头痛频率。我们以前曾报道患有抑郁症的动物(使用嗅球切除术或不可预测的慢性轻度应激模型)引起严重伤害性行为,并增加血浆P物质水平。然而,目前还不清楚慢性偏头痛是否会导致情感障碍。提出了几种慢性偏头痛动物模型。重复性炎症汤在硬脑膜上的输注作为脑膜伤害感受是最广泛使用的模型之一,因为它模仿偏头痛病理生理学的神经源性炎症。最近,使用停滞作为衡量慢性偏头痛和药物过度使用头痛患者的心理测量特性的尺度。采用汉密尔顿焦虑量表和焦虑自评量表对焦虑程度进行评估。在动物身上评估情感障碍是非常困难的。快感是抑郁症的一个核心症状,经常使用蔗糖偏好测试进行测试。矿场试验测试新环境下的探索行为和张力状态,已被用作抑郁和焦虑测试。行进距离是运动行为的代表。动物的后腿站立次数代表抬起行为。这一行为与汉密尔顿抑郁量表上的精神运动迟缓(运动活动减少)相似。体重变化也是抑郁症的一个临床特征。如果一个受试者在3 d内损失2公斤,则在汉密尔顿抑郁量表上获得2分,因此,体重是另一个指标参数。研究人员使用这些测试来评估在动物模型中建立抑郁症的成功,例如在不可预测的慢性轻度应激模型。抑郁样行为在其他动物模型中也有发现,但可能是轻微的,不易被发现。需要动物尺度来整合所有的指标来评估抑郁和焦虑的程度。采用慢性偏头痛大鼠模型评价大鼠抑郁和焦虑行为,并建立了这些情感障碍的量表。
方法:雄性Wistar大鼠(体重180~200克),将大鼠置于22~25°C饲养环境中。
动物分组:将大鼠分为4组:对照组(n=10,CON),IS(n=10;1只大鼠死于肠麻痹),IS+阿米替林(AMI)(n=10),AMI(n=10). 从插管植入手术恢复后,记录面部躲避阈值,进行蔗糖偏好,和高加迷宫(EPM)测试,以获得基线测量。对IS和IS+AMI组,大鼠递送2ul的IS。并用相同体积的生理盐水给予AMI和CON组,用微注射器进行插管并给予21 d。AMI溶于水,给予IS+AMI和AMI组(5 mg/kg灌胃),IS和CON组给予同体积的生理盐水,连续21d。在21d实验中每天测试痛阈,每周测量和测试体重和蔗糖的偏好。21 d后进行OF和EPM试验。
外科手术:手术前大鼠禁食。用10%水合氯醛(4 mL/kg,腹腔注射[IP])对大鼠进行麻醉,并置于立体定向框内。在头部做水平切口,用3%过氧化氢除去所有结缔组织,以暴露前囟。用1mm直径钻头进行颅骨切开术以免破坏硬脑膜。一个塑料套管,不锈钢针从底部插入1毫米,插入孔中并用502胶固定。使用一个匹配的盖子来封闭套管以防止堵塞。我们使用牙科泥作进一步的固定,缝合切口。所有大鼠在手术后3天接受抗生素(头孢地尼10 mg/kg,Ig)预防性治疗。术后4 d进行实验。
痛阈检查:使用制造商推荐的力值(15, 10, 8,6, 4,和2G),垂直于大鼠眶周区域,用von Frey丝获得基线压力阈值。当大鼠用同侧前爪抚摸面部时,记录了Von弗雷试验的阳性反应。头部迅速向后缩到远离刺激物的一侧,或发声。通过von Frey试验评估面部异常疼痛,并计算为50%阳性反应阈值。
蔗糖偏好试验:在试验前(基线)和每周IS给药后进行蔗糖偏好试验。在实验开始时,动物被训练喝1%蔗糖溶液,通过将它们暴露于蔗糖而不是水48小时。然后,之后22小时的食物和水分剥夺,大鼠接受一系列的蔗糖偏好试验。每只动物同时用两个饮水瓶:一个含有蔗糖溶液(1%),另一个含有水。1小时后对两瓶进行称重,计算蔗糖消耗的百分率。蔗糖偏好(%)=蔗糖溶液消耗/(蔗糖溶液消耗+水耗)×100。
OF试验:OF试验旨在分析大鼠的运动和抬起行为。该装置包括圆形黑色底座(直径90厘米),黑色墙壁(50厘米),内部空间为直径为60厘米的圆。外部空间是环形的,30厘米宽的外部空间。照明由40瓦灯泡提供。手术前一天,和嗅球切除术后15天,所有大鼠在5分钟内进行测试。通过计算机视频跟踪系统记录总距离、内部区域距离和内部区域时间。实验人员从视频中观察大鼠抬起次数。在每次试验中用5%酒精溶液擦拭以去除嗅觉线索。内部区域时间的百分比(IT%)由内部区域时间/300S ×100. 内区距离百分率(ID%)=内区距离/总距离×100。
EPM试验:EPM测试的目的是测量焦虑样反应,通过一个距离地面70cm的高架迷宫进行。2个封闭臂有22厘米高的暗墙。2个张开臂具有0.5厘米高的边缘。臂间夹角为90°。照明由40瓦灯泡提供。将大鼠置于器械的中心,面向闭合臂5分钟。在开放臂上花费的时间百分比,进入开放臂的次数,进入臂的总次数,使用计算机化的视频跟踪系统进行分析。开放臂时间百分比(OT %)=开放臂时间/ 300秒×100。进入开放臂次数百分比(OE%)被计算为进入开放臂次数/(进入开放臂次数+进入闭合臂次数)×100。
标准抑郁焦虑障碍量表:兴趣丧失得分4分,慢动作得分4分,失重得分2分。最高蔗糖偏好得分10分最高得分为10分(等同于运动和抬起行为)。体重变化的最高得分为5分。由于焦虑指数是基于相同的原则(即害怕新的环境),他们被给予相等的分数7分。正常值的范围是由CON组结果确定的,因为本组的动物不暴露于疼痛,并且他们不太可能受到精神障碍的影响。范围>5%或<5%。CON组指数呈正态分布。高分表明正常的行为和低分数表明除体重外的抑郁或焦虑指数。超重和体重不足是抑郁的反应,因此,我们使用正常体重作为最高得分,超重和体重不足得分较少。
前额叶皮质的生化分析:在抑郁和焦虑试验后第二天处死大鼠。去除颅骨,解剖前额叶皮质,保存于-80°C进行生化分析。用酶联免疫吸附试验(ELISA)试剂盒测定前额叶皮质中的5-羟色胺(5-HT)和多巴胺水平。
结果:面部躲避阈值:在给药前一天和每天服药前测定面部躲避阈值。给药前第一天四组间无显著性差异。给药后,IS和I+AMI组的阈值明显降低。在给药1周后,IS组的阈值保持在2 g。然而,IS + AMI组的阈值在第8天逐渐增加,且有显著性差异。在第一周的后半期和第21天,IS +AMI与AMI组比较有显著性差异。
抑郁试验:体重,蔗糖偏好,运动距离,以及在OF试验中的探索数量被用来评估抑郁症。体重随时间推移而增加,但四组间无显著性差异。蔗糖偏好,反映快感,是一种经典的方法来评估抑郁症。在21 d时,ISS组的蔗糖偏好降低。21 d后IS和CON组差异有统计学意义。运动和抬起行为也可以反映抑郁。Is组大鼠的行走距离明显小于CON组,其探索面积小于CON组大鼠。AMI显著改善了IS组的运动和抬起行为,但不是蔗糖偏好。
焦虑测试:使用OF测试的ID%和IT%值和EPM测试的OT%和OE%评估焦虑。焦虑的老鼠害怕探索并站在更安全的地方,比如EPM的外周界或封闭臂。IS组的ID%和OE%显著低于CON组。CON和IS组之间的IT %或OT%中没有检测到差异。AMI显著改善ID%,IT %。和OE%。
抑郁焦虑量表:抑郁症可导致超重和体重不足。新比分的满分是5分。体重330~360克(9~10周龄大鼠正常体重)=5。每增加10克,增加或减少10克减一分。体重<300 g或>390 g的评分为0分。在蔗糖偏好试验中,蔗糖得分>95%分为10分,<50%分为0分。每增加5%得1分。在OF试验中,运动行为>20 m为5分,无运动为0分。每增加5 m 得1分。抬起行为的满分也为5分,>20次为5分,无探索为0分,每增加5%得1分。焦虑量表总分为7分。ID%、IT%或OT%的得分超过30%为7分,<1%为0分。每增长5% 得1分。OO%的45%以上为7分,<1%为0,1~20%为1分。每增加5%得1分。结果,大多数大鼠比CON组更抑郁和焦虑。然而,并不是所有的对照组大鼠都有正常的情绪,并不是所有的IS组大鼠都是抑郁或焦虑。AMI不仅对抑郁有用,而且对焦虑也很有用。
前额叶皮质中5-HT和多巴胺的浓度:Is组前额叶皮质5-HT和多巴胺浓度持续下降。AMI的多次给药并没有增加5-HT水平,然而,当AMI用于治疗疼痛时,5-HT和多巴胺水平显著增加。
结论:本研究评估了慢性偏头痛动物模型的抑郁和焦虑行为以及小剂量阿米替林的治疗效果。大多数慢性偏头痛大鼠存在抑郁和焦虑样行为,但不是全部。我们使用新的抑郁和焦虑量表来综合评估,并希望在未来的研究中找出抑郁和非抑郁大鼠在慢性偏头痛中的差异。
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