摘要：多巴胺对运动控制很重要，参与昼夜节律的调节。我们以前发现，当多巴胺几乎完全耗尽时，在最后一次注射L-3,4-二羟基苯丙氨酸（L-DOPA）72小时后，多巴胺缺乏（DD）小鼠在新的环境中变得高度活跃。DD小鼠最初没有表现出多动症，但在最后一次左旋多巴注射后几个小时，动物表现出多动症。在一个新的环境和熟悉的笼子里对运动活动的调节可能是不同的。先前的一项研究报告，在最后一次左旋多巴注射后约24小时，DD小鼠再次活跃起来。一种推测是，尽管多巴胺缺乏，光/暗时期依赖性自发活动仍可能维持。本研究调查了在最后一次左旋多巴注射后24-43小时和72-91小时，DD小鼠是否保持自发的鼠笼活动。最后一次左旋多巴注射后24小时和72小时，DD小鼠在光/暗循环的光照时期几乎完全抑制自发活动。黑暗期开始后，DD小鼠在最后一次左旋多巴注射后24小时和72小时变得活跃。在最后一次左旋多巴注射后24小时，DD小鼠表现出与野生型小鼠时期似的运动活性。尽管在最后一次左旋多巴注射后72小时，DD小鼠的活性下降，但它们仍保持暗时期刺激的运动激活。尽管DD小鼠多巴胺水平较低，但它们表现出与野生型小鼠时期似的喂养行为。尽管梳理和站立行为显著降低，但DD小鼠仍保持其执行这些活动的能力。氟哌啶醇治疗能显著抑制野生型小鼠的所有这些行为，而对DD小鼠则无此作用。这些结果表明，尽管多巴胺缺乏，但DD小鼠仍保持光/暗时期位依赖性自发活动的某些方面，这表明代偿性多巴胺独立机制可能在DD小鼠表型中起作用。

 

 

简介：多巴胺是一种神经递质，在各种行为中起着重要作用，包括运动、动机、奖励和认知。多巴胺也参与昼夜节律的调节。多巴胺的功能是通过释放中枢神经系统中的多巴胺能神经元来发挥的。基底神经节中的多巴胺能通路被认为是运动所必需的。在帕金森病患者中，由于黑质致密部多巴胺能神经元退化导致纹状体多巴胺浓度降低，导致运动障碍。应用神经毒素去除多巴胺能神经元会导致运动障碍。用多巴胺受体拮抗剂阻断多巴胺能神经传递也会导致运动障碍。时期反，多巴胺转运体敲除小鼠表现出高水平的多巴胺活性。基于这些观察，多巴胺浓度可能与运动活性的程度时期关。用多巴胺缺乏小鼠模型研究多巴胺在运动功能中的作用。DD小鼠的基因被控制，不产生多巴胺。它们缺乏酪氨酸羟化酶（Th）基因，但Th在去甲肾上腺素能神经元中的表达正常，以防止去甲肾上腺素和肾上腺素的破坏。DD小鼠出生后30天内死于饥饿。然而，当他们从2周大的时候每天注射L-3,4-二羟基苯丙氨酸（L-DOPA），一种多巴胺的前体，就可以正常地生活、生长和成为成年鼠。出乎意料的是，在最后一次左旋多巴注射后72小时，当大脑中的细胞外多巴胺浓度几乎完全耗尽时，DD小鼠在一个新的环境中变得非常活跃。时期反，在最后一次左旋多巴注射后24小时，当大脑中的细胞外多巴胺浓度较低时，DD小鼠没有变得过度活跃。这些观察结果表明，多巴胺浓度并不总是与运动活动的程度时期关，在新的环境中，多巴胺独立运动控制系统可能参与多动。DD小鼠最初在其笼中没有表现出多动症，但在最后一次左旋多巴注射约10小时后表现出多动症，随后变为低活性。先前的研究也表明，在最后一次左旋多巴注射后72小时，DD小鼠在其笼中的活动性较低，但在一个新的环境中没有。然而，在最后一次左旋多巴注射后约24小时，DD小鼠再次活跃起来。与第二波活动时期关的机制尚不清楚，但可能归因于多巴胺不足，光/暗时期位依赖性自发活动的维持。在本研究中，我们重点研究了12 h/12 h光/暗循环与DD小鼠鼠笼活动之间的关系。我们在最后一次左旋多巴注射后24-43小时和72-91小时检测了DD小鼠的鼠笼活动，并检测了其自发行为。尽管DD小鼠在光/暗循环的光时期处于低活性状态，但当暗时期开始时（即小鼠的活性时期），它们会变得活跃。多巴胺受体阻滞剂在黑暗期没有明显抑制DD小鼠的自发行为，这表明多巴胺独立机制可能在维持由光/暗循环控制的昼夜节律调节的自发活动中起到补偿作用。

 

方法：小鼠：我们使用了来自杂合子杂交的野生型小鼠和杂合子DD小鼠，其背景为C57BL/6J。DD小鼠的日常，50 mg/kg左旋多巴溶于2.5 mg/ml生理盐水抗坏血酸溶液中，每周6次腹腔注射（i.p.）。除常规食物颗粒外，给DD小鼠喂食糊状食物或营养凝胶。我们检查了10-30周大的雄性和雌性老鼠。

 

运动活动评估：用一个超级测力仪和一个安装在药室上方的传感器监视器来测量运动活性。每10分钟自动汇总并记录所有运动活动计数。DD小鼠在试验前一天下午2:00或试验前3天接受最后一次左旋多巴（50 mg/kg）注射。每只小鼠在运动活性测试前3小时（最后一次左旋多巴注射后24或72小时）被安置在其超级实验装置上，以适应环境。在最后一次左旋多巴注射后5:00 pm至9:00 am、27–43 h或75–91 h进行运动活性试验。为了分析氟哌啶醇治疗的效果，小鼠在试验前一天下午2:00接受最后一次左旋多巴注射，并在下午5:00皮下注射溶于0.08%乳酸的1 mg/kg氟哌啶醇（即在运动活性试验前）。

 

自发活动评估：对于未接受氟哌啶醇注射的小鼠，我们评估在黑暗时期的前6小时（8:00 pm到2:00 am）录制的视频。对于接受氟哌啶醇注射的小鼠，我们评估在黑暗时期的前3小时（8:00 pm到11:00 pm）录制的视频。我们分析了以下自发行为：摄食、梳理和站立。摄食行为的定义是将老鼠的嘴与营养凝胶接触。对于摄食和梳理行为，记录下发生次数和持续时间。站立行为是指老鼠后腿站立。对于站立行为，只计算发生次数。对五个区域（即前爪、鼻子/脸、头部、身体、后腿/尾巴/生殖器）中的每一个区域的梳理次数进行计数。

 

结果：在黑暗期，野生型小鼠和DD小鼠鼠笼中的运动活性均增加：我们首先检测了野生型小鼠和DD小鼠在鼠笼中的运动活性。在最后一次左旋多巴注射后24小时和72小时的光照时期（5:00 pm到8:00 pm），DD小鼠处于低活性状态。在最后一次左旋多巴注射后24小时，DD小鼠在黑暗期开始后立即变得活跃，并在黑暗期保持活跃。最后一次左旋多巴注射24小时后，DD小鼠的活性与野生型小鼠无显著差异。运动活动的时间进程与野生型小鼠时期似，表明DD小鼠的活动与光/暗循环有关。最后一次左旋多巴注射72小时后的DD小鼠在黑暗期开始后也变得活跃，但最后一次左旋多巴注射24小时后，运动活性低于野生型和DD小鼠。这表明，即使多巴胺水平极低，运动活性的暗时期依赖性增加仍然存在。

 

摄食行为正常，但DD小鼠的饲料摄入量显著下降：野生型小鼠和DD小鼠在最后一次左旋多巴注射后24小时黑暗期前半段的活性较高。我们通过记录暗时期前6小时的活动来研究DD小鼠的自发行为。我们首先分析了摄食行为。野生型和DD型小鼠第一小时的摄食次数较高，随后逐渐减少，但野生型和DD型小鼠之间没有显著差异。最后一次左旋多巴注射24小时后，与最后一次左旋多巴注射72小时后的DD小鼠时期比，黑暗期前6小时的摄食次数更高，野生型和DD小鼠之间无显著差异。野生型和DD型小鼠的进食行为持续时间无显著差异。这些结果表明，即使在最后一次左旋多巴注射后72小时，DD小鼠也没有失去摄食的动力。我们使用了营养品，因为DD小鼠吃硬食物颗粒有困难。从营养品中蒸发约5 g水。去除水分蒸发，在最后一次左旋多巴注射后24小时和72小时，DD小鼠的膳食凝胶量显著减少，表明DD小鼠进食营养品。然而，与野生型小鼠时期比，DD小鼠的总摄食量显著降低。如果不注射左旋多巴1天，DD小鼠体重会减少超过1g。这些结果表明，尽管DD小鼠表现出多巴胺缺乏，但其进食量比野生型小鼠少。

 

DD小鼠的梳理行为下降，梳理行为模式发生改变：在最后一次左旋多巴注射24小时后，野生型小鼠和DD小鼠的梳理次数的时间进程没有显著差异，而在最后一次左旋多巴注射72小时后，DD小鼠在黑暗期的第二、第三和第四小时的梳理次数显著减少。在黑暗期前6小时，DD小鼠的梳理次数显著减少。最后一次左旋多巴注射后72小时，DD小鼠梳理次数最少。在最后一次左旋多巴注射后24小时，与野生型小鼠时期比，在黑暗期的第2小时，DD小鼠的梳理行为持续时间明显缩短。最后一次左旋多巴注射72小时后，与野生型小鼠时期比，在黑暗期的第一、第二、第四和第五小时，DD小鼠的梳理行为持续时间明显缩短。在黑暗期的前6小时，DD小鼠的梳理行为总持续时间也显著减少。最后一次左旋多巴注射72小时后，DD小鼠的梳理时间最短。尽管梳理行为的数量可能与多巴胺水平时期关，但这些结果表明，即使在最后一次左旋多巴注射后72小时，尽管多巴胺水平极低，DD小鼠仍在进行梳理行为。梳理行为的模式受各种刺激的影响，包括压力和基因修饰。我们评估了DD小鼠的梳理行为模式。DD小鼠表现出更多的前爪和鼻子/面部梳理，伴随着多巴胺水平的降低，这表明DD小鼠花费更多的时间梳理身体的颅侧，而不是尾部。

 

DD小鼠的站立行为显著降低：调查了站立行为的频率。野生型小鼠探索笼子的垂直侧并经常站立。最后一次左旋多巴注射24小时和72小时后，DD小鼠的站立行为明显减少。所有野生型小鼠中都能看到挂在网箱顶部，而在最后一次左旋多巴注射后24小时和72小时，六只DD小鼠中只有一只在黑暗时期的前6小时挂在网箱顶部。

 

氟哌啶醇治疗DD小鼠后，黑暗期的运动活性保持增加：为了研究黑暗期运动活性的增加是否依赖于多巴胺，野生型小鼠和DD小鼠在黑暗期开始前3小时接受氟哌啶醇治疗。在氟哌啶醇治疗后约6小时（约11:00 pm）内，野生型小鼠的运动活性几乎完全被抑制，然后逐渐增加，可能是因为氟哌啶醇的作用减弱了。时期反，与野生型小鼠时期比，在黑暗期开始后不久，DD小鼠的运动活性增加。氟哌啶醇治疗与未治疗时期比降低了DD小鼠的运动活性。氟哌啶醇治疗后，11:00 pm后，DD小鼠基本不活动。这些结果表明，黑暗期运动活性的增加可能部分依赖于多巴胺。

 

氟哌啶醇治疗DD小鼠后维持摄食行为：氟哌啶醇对野生型小鼠的作用持续到晚上11:00。我们调查了8:00到11:00的饮食行为。氟哌啶醇治疗后野生型小鼠无进食行为。DD小鼠没有表现出明显的氟哌啶醇诱导的进食行为下降，这表明DD小鼠的进食行为可能部分由多巴胺独立机制调节。

 

氟哌啶醇显著降低野生型小鼠的梳理和站立行为，而对DD小鼠则无明显影响：氟哌啶醇治疗能显著降低野生型小鼠的梳理频率和时间。氟哌啶醇不能显著降低DD小鼠的梳理行为。氟哌啶醇可显著降低野生型小鼠的站立行为，但对DD小鼠则无明显影响。因此，与野生型小鼠时期比，氟哌啶醇治疗对DD小鼠梳理和站立行为的影响不太敏感。

 

结论：综上所述，DD小鼠与野生型小鼠具有时期似的光/暗时期依赖性自发活动，提示其代偿机制可能与DD小鼠有关。氟哌啶醇治疗敏感性的降低表明，DD小鼠的自发活动可能部分由多巴胺独立机制控制。