恒河獼猴嗎啡成癮模型的初步建立

吳緒軍, 宗 慰, 孫永梅, 胡新天, 馬原野, 王建紅,*

(1. 中國科學院昆明動物研究所, 云南 昆明 650223; 2. 中國科學院研究生院, 北京 100049)

恒河獼猴嗎啡成癮模型的初步建立

吳緒軍1,2, 宗 慰1,2, 孫永梅1,2, 胡新天1, 馬原野1, 王建紅1,*

(1.中國科學院昆明動物研究所,云南 昆明650223; 2.中國科學院研究生院,北京100049)

嗎啡成癮的非人靈長類動物恒河獼猴(Macaca mulatta)模型的實驗結果表明, 獼猴可建立嗎啡條件化位置偏好(conditioned place preference, CPP), 且其與嗎啡線索相關的記憶可持續(36.3±1.3)月。該研究可以為藥物成癮研究提供有效的非人靈長類動物行為模型。

嗎啡; 獼猴; 條件化位置偏好

藥物成癮是當今社會的一大危害, 對成癮藥物戒斷的研究已成為當務之急。以往藥物成癮研究多采用嚙齒類動物模型。一旦持續性給予動物嗎啡、可卡因等成癮藥物, 動物將對藥物產生依賴性; 而一旦停藥, 動物將出現戒斷癥狀, 從而迫使動物尋求藥物。利用這一模式, 可將動物對藥物的尋求過程與相關環境線索聯系起來, 以檢測動物對成癮藥物的渴求程度。

以嚙齒類動物為研究對象，常采用條件化位置偏好(conditioned place preference, CPP)檢測法, 該方法利用動物對與藥物相關信息的記憶, 可有效反映動物對藥物的成癮及渴求狀態(Hnasko et al, 2005; Rice et al, 2002; Vindenes et al, 2006; Marquez et al, 2009)。

利用小鼠CPP模式, 我們發現, 阻斷乙酰膽堿系統, 或阻斷大腦蛋白質的合成, 以及電休克、戊四氮致癲癇等干預, 都不能損傷與成癮相關的學習記憶(Tan et al, 2007; Zhang et al, 2008)。結合其他實驗室的研究結果, 我們認為藥物成癮是一種異常、病態的學習過程, 建立有效的藥物成癮動物模型,將有助于為人類藥物成癮的戒斷尋找新的策略。

藥物成癮研究常采用嚙齒類動物模型, 有關非人靈長類動物模型的數據非常有限。非人靈長類動物的神經生物學研究是本實驗室及中國科學院和云南省動物模型與人類疾病機理重點實驗室的優勢, 因而, 我們以恒河獼猴(Macaca mulatta)為研究對象,采用CPP模式, 探討這種非人靈長類動物對嗎啡成癮、戒斷及相關線索的學習記憶, 以期為研究藥物成癮提供新的動物模型。

1 恒河獼猴嗎啡成癮及CPP相關學習記憶

Foltin & Evans(2001)采用兩箱裝置, 發現獼猴可以對海洛因煙霧產生位置偏好。在這一模型中,獼猴只能在兩個箱子之間選擇, 缺乏提供獼猴思考和抉擇的中性過渡箱。因而, 我們建立了適用于獼猴的三箱CPP模型。該標準三箱設備具封閉通道,各通道具可開、關的門。獼猴在三箱設備內的活動通過攝像頭進行監控和錄像。采用視頻采集軟件記錄及人工分析的方法, 可評價動物穿梭三箱的次數、時間, 及在各個箱內的活動情況(圖1)。

圖1 獼猴CPP模型Fig.1 Monkey model of CPP

1.1 實驗步驟

適應：條件化之前1～3 d, 使獼猴充分適應3個箱體50 min, 記錄并統計數據。將獼猴不偏愛的箱體, 設為與嗎啡相關的陽性箱, 即注射嗎啡后獼猴停留的箱體; 而將獼猴自然偏愛箱設為藥物陰性箱, 即注射生理鹽水后獼猴停留的箱體。

CPP條件化建立(共12 d)：給獼猴肌肉注射嗎啡(遞增式劑量：1.5 mg/kg體重×1 d、3.0 mg/kg體重×1 d、4.5 mg/kg體重×4 d), 每次注射完畢, 使獼猴在陽性箱內停留50 min, 促其建立與嗎啡相關的記憶; 每次嗎啡注射24 h后, 給獼猴注射相同體積生理鹽水, 之后使獼猴在陰性箱內停留50 min,使其建立與生理鹽水相關的記憶。

CPP條件化檢測：條件化之后24 h、(15.8±0.8)月和(36.3±1.3)月, 進行CPP檢測, 各連續2 d。此時, 3個箱體之間的門均敞開, 獼猴可自由選擇停留的箱子。記錄獼猴第一次選擇的箱體, 及0～5、5～20和20～30 min內獼猴在三個箱子里的停留時間和訪問次數, 以及行走距離。

1.2 實驗結果

6只獼猴均在短期內建立嗎啡CPP,且無藥效以外的不良反應。此外, 在間隔15.8(6只獼猴)和36.3(3只獼猴)個月之后, 獼猴仍保存對嗎啡相關線索的記憶, 表現為在陽性箱內停留時間、訪問次數和行走距離均明顯高于陰性箱內的對應參數。說明嗎啡相關線索的記憶能夠在獼猴上快速建立并長期維持。

有趣的是, 隨著檢測時間間隔的延長, 獼猴在中間過渡箱內停留的時間增長, 推測獼猴在條件化24 h之后, 對嗎啡的渴求很強, 因而進入陽性箱的時間和次數增高。然而, 一段時間間隔之后再檢測,獼猴因為無法在陽性箱內得到嗎啡, 為了避免渴求而不能得到藥物的厭惡情緒, 故選擇在中間的中性箱停留。但是, 與其他兩個箱體相比, 獼猴仍然偏愛停留在陽性箱。

該實驗結果說明, 在6次遞增劑量嗎啡注射之后, 獼猴對與嗎啡相關線索的記憶持續時間至少可達(36.3±1.3)月。該模型具備良好的操作性和穩定性, 可為研究藥物成癮的機制和戒斷策略提供可靠且更接近人類的動物模型。

致謝：感謝中國科學院昆明動物研究所研究生李傳玉、魏景寬、姜慧慧、劉賜融、于程洋、馬驊等對實驗的貢獻。

Foltin RW, Evans SM. 2001. Location preference related to smoked heroin self-administration by rhesus monkeys[J]. Psychopharmacology：Berl,155: 419-425.

Hnasko TS, Sotak BN, Palmiter RD. 2005. Morphine reward in dopamine-deficient mice[J]. Nature,438: 854-857.

Marquez P, Bebawy D, Lelievre V, Coute AC, Evans CJ, Waschek JA, Lutfy K. 2009. The role of endogenous PACAP in motor stimulation andconditioned place preference induced by morphine in mice[J]. Psychopharmacology: Berl,204: 457-463.

Rice OV, Gordon N, Gifford AN. 2002. Conditioned place preference to morphine in cannabinoid CB1 receptor knockout mice[J]. Brain Res,945: 135-138.

Tan H, Liu N, Wilson FA, Ma Y. 2007. Effects of scopolamine on morphine-induced conditioned place preference in mice[J]. Addict Biol,12: 463-469.

Vindenes V, Handal M, Ripel A, Boix F, Morland J. 2006. Conditioned place preference induced by morphine and morphine-6-glucuronide in mice[J]. Pharmacol Biochem Behav ,85: 292-297.

Wang JH, Wu XJ, Li CY, Wei JK, Jiang HH, Liu CR, Yu CY, Carlson S, Hu XT, Duan W, Ma YY. 2011. Effect of morphine on conditioned placepreference in rhesus monkeys[J]. Addict Biol, doi: 0.1111/j.1369-1600.2010.00289.x. (Online version).

Zhang J, Tan H, Niu HC, Wang JH, Tang XD, Sanford LD, Ma YY. 2008. Pentylenetetrazole-induced status epilepticus following training does not impair expression of morphine-induced conditioned place preference[J]. Addict Biol,14:174-184.

Morphine addiction in non-human primates using rhesus monkeys

WU Xu-Jun1,2, ZONG Wei1,2, SUN Yong-Mei1,2,HU Xin-Tian1, MA Yuan-Ye1, WANG Jian-Hong1,*

(1.Kunming Institute of Zoology, the Chinese Academy of Sciences, Kunming 650223, China; 2.Graduate School of the Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China)

We showed that rhesus monkeys (Macaca mulatta) can develop a morphine dependence. Rhesus monkeys successfully established a conditioned place preference (CPP) induced by morphine treatment and this preference lasted for at least (36.3±1.3) months. This animal model may be useful for research into addiction in humans.

Morphine;Macaca mulatta; Conditioned place preference

Q959.832; Q959.848; R-331

A

0254-5853-(2012)01-0089-03

10.3724/SP.J.1141.2012.01089

2011-12-19；接受日期：2012-01-05

973項目(2011CB707800)和中國科學院知識創新工程重要方向項目(KSCX2-EW-J-23)?

(Corresponding author)，E-mail: wangjh@mail.kiz.ac.cn