关于苍白球GABAB受体对氟哌啶醇制备帕金森病模型大鼠姿势行为的影响

【摘要】 目的 观察苍白球γ氨基丁酸B型（GABAB）受体激活对氟哌啶醇诱发的帕金森病大鼠姿势行为的影响。方法 单侧苍白球埋置套管，恢复3 d后，腹腔注射氟哌啶醇（1 mg/kg）诱发帕金森病僵硬大鼠模型。于4组模型大鼠苍白球分别微量注射生理盐水、GABAB受体激动剂baclofen (1 mmol/L)、GABAB受体阻断剂CGP55845(0.1 mmol/L)、CGP55845和baclofen的混合物，注射体积为0.5 μL，观察其偏转行为的变化。结果单侧苍白球微量注射baclofen，大鼠立刻出现明显的同侧偏转行为，与盐水对照组比较，差异有统计学意义（u=8.5，P&<0.001）；而单侧苍白球微量注射CGP55845可产生明显的对侧偏转行为（u=22.0，P&<0.001）；同时注入baclofen和CGP55845混合物，动物呈现微弱的对侧偏转行为，与单纯注射baclofen相比，差异有统计学意义（u=3.5，P&<0.001）。结论 阻断苍白球GABAB受体可减轻氟哌啶醇所致的神经元兴奋性降低，从而解除基底神经节对丘脑及大脑皮质运动区的抑制效应，导致运动功能增强，提示其可能起抗帕金森病的作用。
【关键词】 受体 GABAB 苍白球 帕金森病 运动活动 大鼠
　　［ABSTRACT］ Objective To investigate the effect of GABAB receptor activation in globus pallidus on haloperidolinduced behavior changes in a rat model of Parkinson’s disease. Methods A Parkinson’s disease model was made via intraperitoneal administration of haloperidol (1 mg/kg) in rats. A guide cannula was implanted into the globus pallidus. After three days of recovery， either GABAB receptor agonist baclofen， GABAB receptor antagonist CGP55845A， CGP55845A+baclofen， or normal saline in volume of 0.5 μL was unilaterally microinjected into the globus pallidus through the cannula in awake rats. Observation of postural asymmetry was performed within 60 min after microinjection. Results Unilateral microinjection of baclofen (1 mmol/L) caused ipsilateral dystonic posturing in haloperidolinduced parkinsonism rats， which was significantly different from that of control animal (u=8.5，P&<0.001). Microinjection of CGP55845 (0.1 mmol/L) induced contralateral dystonic posturing (u=22.0，P&<0.001)， suggesting a tonic activation of GABAB receptor in haloperidolinduced parkinsonian models. Comicroinjection of baclofen and CGP55845 induced a weak contralateral dystonic posturing compared with baclofen alone (u=3.5，P&<0.001). ConclusionBlockade of GABAB receptor disinhibits the activity of globus pallidus neurons in haloperidolinduced parkinsonian models， which， in turn， increases the movement output from thalamus and cortex.
　　［KEY WORDS］ Receptors， GABA; Globus pallidus; Parkinson disease; Motor activity; Rats
　　基底神经节在机体运动功能调节中发挥重要作用。苍白球是基底神经节间接环路的重要核团，有研究表明，苍白球接受来自纹状体的γ氨基丁酸（GABA）能以及来自丘脑底核、大脑皮质和丘脑的谷氨酸能纤维支配[1，2]。通过其GABA能传出冲动，苍白球支配所有基底神经节核团。功能学研究发现，苍白球神经元兴奋性降低可导致帕金森病运动减少等症状，而其簇状放电与帕金森病静止性震颤密切相关[3，4]。GABA是中枢神经系统最重要的抑制性神经递质，通过作用于促离子型GABAA受体和促代谢型GABAB受体，GABA对神经元兴奋性发挥重要调节。研究表明，脑内GABA能突触传递异常与帕金森病发病相关。全身给予GABAB受体激动剂可降低中脑多巴胺神经元放电。形态学研究显示，苍白球表达高水平的GABAB受体[5]，帕金森病病人苍白球GABAB受体表达明显降低，提示其可能参与帕金森病发病。为进一步观察苍白球GABAB受体激活对帕金森病大鼠模型是否具有生物学效应，本实验采用核团微量注射的方法，观察GABAB受体对氟哌啶醇所致帕金森病模型大鼠姿势行为的影响。
　　1 材料与方法
　　1.1 动物及分组
　　健康成年雄性Wistar大鼠20只，体质量230～260 g，由青岛市药检所提供。
　　1.2 试剂及来源
　　Baclofen和氟哌啶醇均购自美国Sigma公司，CGP55845购自英国Tocris公司，水合氯醛购自上海化学试剂公司。
　　1.3 方法
　　1.3.1 苍白球套管的埋置
　　雄性Wistar大鼠在室温（22±1）℃行12 h白天12 h黑夜循环环境下饲养，自由饮水和进食。手术当天，腹腔注射水合氯醛（400 mg/kg）麻醉，大鼠俯卧位固定在立体定位仪上（Narishige，日本），头部正中切口，剥离骨膜，使前后囟位于同一水平面。参照大鼠脑图谱，在颅骨表面钻孔，清除脑膜，将内径0.3 mm、外径0.4 mm的自制不锈钢套管垂直置于右侧苍白球（坐标为：前囟后1.0 mm，正中线旁开3.0 mm，颅骨表面下6.8 mm），将一小螺丝钉固定于颅骨表面，用502胶和自凝牙托粉固定套管，并置入不锈钢内芯以封闭套管。
　　1.3.2 偏转行为测试

　　大鼠手术后，经过3 d恢复，进行偏转行为测试。大鼠腹腔注射多巴胺D2型受体阻断剂氟哌啶醇(1 mg/kg)，制备帕金森病模型[6]。10 min后，随机分为4组:①对照组（5只）：单侧苍白球内注射9 g/L的无菌氯化钠溶液0.5 μL；②baclofen组（5只）：单侧苍白球内注射GABAB受体激动剂baclofen (1 mmol/L) 0.5 μL；③CGP55845 组（5只）：单侧苍白球内注射特异性GABAB受体阻断剂CGP55845 (0.1 mmol/L) 0.5 μL；④CGP55845＋baclofen组（5只）：单侧苍白球内注射CGP55845 (0.1 mmol/L)和baclofen (1 mmol/L)的混合物0.5 μL。2 min内注射完毕，注射完毕后留针1 min。拔针后观察大鼠60 min内偏转行为表现，根据鼻背连线和背尾连线之间形成的角度进行偏转定量。0:没有固定的偏转；1:偏转＜30°；2:偏转介于30°～59°；3:偏转介于60°～89°；4:偏转＞90° [6]。
　　1.3.3 组织学检查
　　大鼠行为学测试后，经颈动脉灌注40 g/L的多聚甲醛，脑取出后冷冻30 min，用冷冻切片机切成20 μm厚的脑片，在显微镜下观察注射点的位置。只有注射位置正确的大鼠，其数据才被用于统计分析中。
　　1.3.4 统计学处理
　　实验所得数据以±s表示，数据之间比较使用非参数 ANOVA(KruskalWallis)法及MannWhitney U方法检验。
　　2 结 果
　　腹腔注射氟哌啶醇后，大鼠立刻出现全身肌肉僵硬、活动减少等帕金森病表现。10 min后，右侧苍白球微量注射1 mmol/L baclofen 0.5 μL大鼠产生明显的同侧偏转行为。大部分大鼠在注药后立即出现同侧偏转行为，此偏转行为可以持续50～60 min，个别大鼠注射1 h后仍存在同侧偏转行为。对照组大鼠右侧苍白球注射生理盐水0.5 μL，动物无明显偏转行为。大鼠右侧苍白球注射0.1 mmol/L CGP55845 0.5 μL可产生明显的左侧偏转行为，而注射与单独给药相同浓度的CGP55845和baclofen的混合物仅产生微弱的对侧偏转行为。4组大鼠之间的偏转行为差异有显著意义（χ2=36.3，P&<0.001）。baclofen组大鼠与生理盐水组相比较，则呈明显同侧偏转，差异有显著意义（u=8.5，P&<0.001）。CGP55845组大鼠与生理盐水组大鼠相比较，则呈明显对侧偏转，差异有显著性（u=22.0，P&<0.001）。CGP55845＋baclofen组大鼠与baclofen组大鼠相比偏转程度明显降低，差异有统计学意义（u=3.5，P&<0.001）。见表1。表1 各组大鼠偏转行为的变化(略)
　　3 讨论
　　基底神经节GABAB受体与帕金森病密切相关。形态学研究显示，6OHDA所致帕金森病模型大鼠基底神经节内GABAB受体表达明显降低[7]。已有研究发现，黑质GABAB受体功能活动改变与帕金森病相关。离子电渗GABAB受体阻断剂可增加多巴胺神经元放电，而激活黑质网状带GABAB受体可减轻reserpine所致的帕金森病运动减少症状[8]。苍白球为基底神经节与帕金森病发病密切相关的另一核团。本研究结果显示，阻断一侧苍白球GABAB受体可明显缓解同侧氟哌啶醇所致的大鼠运动减少症状，动物表现为明显的对侧偏转行为。而激活苍白球GABAB受体可加重同侧大鼠运动减少症状，出现同侧偏转。
　　众所周知，GABAB受体广泛分布于中枢神经系统突触前膜和突触后膜。突触前膜GABAB受体激活，可关闭细胞膜上电压依赖性Ca2+通道，从而减少神经递质的释放。而激活突触后膜GABAB受体，可打开细胞膜K+通道，通过K+外流使神经元发生超极化反应，从而对神经元产生抑制效应。以往亚细胞水平免疫细胞化学研究显示，苍白球有高水平的GABAB受体表达[9]。苍白球GABA能及谷氨酸能突触末梢均表达有GABAB受体及其亚型，而突触后膜亦存在高水平的GABAB受体。离体脑片全细胞膜片钳研究也揭示，苍白球突触后膜GABAB受体激活，可在部分神经元引起外向电流；而突触前膜GABAB受体激活可分别减少谷氨酸和GABA的释放[10]。本研究结果进一步证实，在整体情况下，苍白球GABAB受体具有生物学活性，可通过改变苍白球神经元兴奋性，调节氟哌啶醇所致的帕金森病大鼠僵硬及运动减少等症状。

根据基底神经节直接通路和间接通路的解剖和功能联系，腹腔注射多巴胺D2受体阻断剂氟哌啶醇可增强纹状体苍白球通路功能活动，导致苍白球神经元兴奋性降低，从而增强基底神经节对丘脑和大脑皮质等运动传出区域的抑制效应，致使动物呈现帕金森病运动功能活动减少、僵硬等表现[11]。本实验观察到单侧苍白球注射GABAB受体阻断剂导致大鼠对侧偏转，主要是由于GABAB受体阻断剂可提高苍白球神经元兴奋性，减轻氟哌啶醇对苍白球神经元兴奋性的降低作用。苍白球通过其抑制性传出冲动抑制丘脑底核的兴奋性，由丘脑底核发出的兴奋性冲动减少，基底神经节输出核团（黑质网状带和脚间核）的兴奋性降低，从而可解除基底神经节对丘脑及大脑皮质等运动传出区域的抑制效应，同侧运动传出增强，致使动物呈现对侧偏转行为。
　　综上所述，鉴于苍白球在基底神经节环路中所起的重要作用，本研究对基底神经节内GABAB能突触传递在帕金森病等基底神经节运动障碍性疾病中的意义进行了深入探讨，为其机制研究提供了初步的理论和实验依据。
【

参考文献

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