睡眠剝奪對嗎啡成癮小鼠學習記憶能力的影響*

李永紅 關俊文 楊波 楊天華

(1.成都信息工程學院電子工程學院,四川 成都610225;2.四川大學華西醫院神經外科,四川 成都610041;3.四川大學華西醫院神經內科,四川 成都610041)

嗎啡成癮性強,戒斷癥狀重,戒斷后復發率高[1]。解決嗎啡類藥物的依賴性不僅是社會的當務之急,也對神經生物學的發展有著重要的作用和意義。嗎啡成癮動物模型的建立為研究嗎啡依賴和嗎啡對人類的學習記憶能力提供了便利條件。對于小鼠的學習和記憶機制,嗎啡成癮和睡眠剝奪有著共同點,例如前額葉皮層、海馬和杏仁核等腦組織分別在兩種模型中都起到了關鍵的作用[2],并且都與小鼠的學習和記憶機制有一定的聯系,那么成癮和睡眠剝奪相互之間有沒有影響呢?本課題主要通過依次建立嗎啡成癮模型,睡眠剝奪模型,并通過行為學(Morris水迷宮實驗)觀察并分別討論嗎啡成癮對小鼠空間學習記憶的影響以及睡眠剝奪對小鼠的空間學習和記憶的影響,進一步討論嗎啡與睡眠剝奪對小鼠的空間學習記憶能力的影響有無聯系。

1 材料與方法

1.1 動物和試劑

雄性ICR小鼠40只(四川省動物所提供,生產許可證號:SCXK(川)2008-24,體重22±2g),自由飲水、飲食。鹽酸嗎啡注射液(東北制藥集團公司沈陽第一制藥廠,產品批號:080711)。

1.2 嗎啡成癮小鼠模型

嗎啡成癮小鼠模型的建立選取腹腔注射嗎啡3次·日-1法[3],每日增加5 mg·kg-1,連續7d的鹽酸嗎啡腹腔注射,連續給 藥 量 為:10、15、20、25、30、35、40 mg· Kg· 次-1,3次·日-1(8時,12時,16時)。ICR小鼠 40只,隨機分為:生理鹽水組、嗎啡組(n=20)。

1.3 睡眠剝奪模型

睡眠剝奪箱由2個60 cm(l)×20 cm(w)×60 cm(h)的有機玻璃箱組成,底部通過直徑為46 cm的轉盤相連。轉盤轉速為10 min/圈,睡眠剝奪側的轉盤下底盤中水深2-3 cm,水溫保持在20℃左右,小鼠只能在轉盤上活動,瞌睡時轉盤和箱側壁會將其擠下水中,從而達到睡眠剝奪的目的;對照組一側的轉盤下底盤中不放水,小鼠可以在轉盤上和底盤中自由活動,保證正常睡眠。其間自由進食、飲水,自然晝夜光照。每次將2只小鼠稱重后放入睡眠剝奪箱的兩側,一側為睡眠剝奪組,另一側為對照組。

上述方法將前面20只嗎啡成癮小鼠和20只生理鹽水小鼠自然分為嗎啡成癮實驗組、生理鹽水對照組、嗎啡成癮+睡眠剝奪實驗組、生理鹽水+睡眠剝奪對照組(n=10)。

1.4 Morris水迷宮實驗

主要包括兩個方面:定位航行實驗和空間搜索實驗。本實驗將小鼠分別從第一和第四象限放入,記錄逃避潛伏期、游泳軌跡。小鼠連續接受 7 d訓練,每天4次,每次間隔20 s,記錄小鼠分別從四個象限不同入水點入水找到平臺所需的時間,即逃避到平臺上的潛伏期(Escaping latency)。4次潛伏期成績的平均值作為當日最終成績進入最后統計。最大游泳時間,本實驗設置為70 s。

1.5 統計學分析

2 結果

實驗1～3 d,嗎啡成癮實驗組、嗎啡成癮+睡眠剝奪實驗組、生理鹽水+睡眠剝奪組與生理鹽水對照組相比均可明顯增加潛伏期的時間(P＜0.05);且 1、2 d,嗎啡成癮+睡眠剝奪實驗組Morris水迷宮逃避潛伏期的時間與單純的嗎啡成癮實驗組以及生理鹽水+睡眠剝奪組相比,可進一步延長潛伏期的時間(P＜0.05)(圖1)。

圖1 各組小鼠不同時間點Morris水迷宮逃避潛伏期時間

3 討論

對于小鼠的學習和記憶機制,嗎啡成癮和睡眠剝奪有著共同點,例如前額葉皮層、海馬和杏仁核等腦組織分別在兩種模型中都起到了關鍵的作用,并且都與小鼠的學習和記憶機制有一定的聯系[5,6]。睡眠剝奪的發病原因較一致的觀點認為是中樞神經系統興奮與抑制性不平衡所致,研究表明,情緒是由大腦的回路所控制的,這個回路是由前額葉皮層、杏仁核、海馬、前部扣帶回和腹中央紋狀體等腦區構成。這些整合加工情緒信息,產生情緒體驗和行為,海馬和杏仁核在其中起關鍵作用。研究表明[7,8,9],海馬是空間記憶的核心角色,而杏仁核在恐懼記憶中起重要的作用。

本研究從行為學方面研究了睡眠剝奪對嗎啡成癮ICR小鼠學習記憶能力的影響作用,發現睡眠剝奪加重嗎啡成癮ICR小鼠的學習記憶能力的損害作用,可能會為睡眠剝奪對嗎啡成癮的影響研究提供一定線索。

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