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生物学基础
毁损腹侧苍白球对大鼠觅药行为的影响
生物学基础
2007-07-08 09:45:53 来自: 作者:贺世明 高国栋 王学廉 阅读量:1

    摘要 目的:了解腹侧苍白球在药物强化中的作用。方法:毁损依赖大鼠腹侧苍白球,利用条件性位置偏爱实验测定术前、术后依赖大鼠对注射吗啡侧的偏爱程度,评价腹侧苍白球在药物强化效应程度中的作用。结果:依赖实验组大鼠术前在A侧停留的平均时间为806.5 s±s 27.4 s;术后在A侧停留的平均时间为594.7 s±s 30.2 s,依赖对照组A侧停留的平均时间为784.3 s±s 20.6 s,毁损腹侧苍白球明显减少依赖大鼠的位置偏爱行为。结论:腹侧苍白球是调节强化作用的重要部位,伏隔核—腹侧苍白球通路是药物刺激和强化的共同通路。
    关键词 腹侧苍白球; 觅药行为; 条件性位置偏爱; 毁损; 大鼠


    大量的研究已证实[1,2]中脑边缘叶多巴胺系统是一切药物成瘾的神经生理学基础。中脑边缘叶多巴胺能神经元胞体主要集中在中脑腹侧被盖区(VTA),纤维主要向伏隔核(NAc)投射。目前,大量实验已经证实毁损中脑腹侧被盖区或伏隔核能明显减少药物依赖大鼠的自身给药行为,但作为伏隔核主要纤维输出核团之一的腹侧苍白球(ventral pallidum,VP),人们仍然知之甚少。我们此实验即是毁损大鼠双侧VP,通过条件性位置偏爱实验观察大鼠的位置偏爱行为,了解VP在动物觅药行为中所起的作用。

1 材料和方法
    本校动物中心SD♂成年大鼠36只,实验开始时体重为300-350 g,随机分为吗啡依赖实验组、依赖对照组和正常对照组,每组12只。大鼠置于动物位置偏爱实验箱内[1],该箱大小为60 cm×35 cm ×20 cm,分A和B两部分,中间有一小门相通。A侧三面涂成黑色(一面透明便于观察),且箱底较B侧高0.5 cm。
1.1 建立依赖模型
    在动物位置偏爱实验箱A侧,按逐日递增原则,在A侧给大鼠腹腔注射(ip)盐酸吗啡(沈阳第一制药厂生产,批号:991201),起始剂量每次为5 mg·kg-1,每日3次,每日递增5-10 mg·kg-1,2周后每次剂量达到90 mg·kg-1,每次注射吗啡后1 h内关闭小门,使其停留于A侧;1 h后打开小门,使其自由活动。实验中大鼠饮水、进食自由。注射纳洛酮5 mg·kg-1后,按戒断症状评分标准进行行为学评估(表1)[3]。然后对依赖大鼠进行自然戒断(即不给任何药物,持续7-10 d),戒除大鼠的躯体症状,以排除戒断症状对觅药行为的影响)。同样在动物位置偏爱实验箱A侧给大鼠ip相同剂量的生理盐水建立正常对照组。
1.2 条件性位置偏爱试验
    将大鼠置于动物位置偏爱实验箱小门中央,观察大鼠在15 min内在A,B两侧各停留的时间(单位:s)。
1.3 手术过程
依赖实验组大鼠用1%戊巴比妥40 mg·kg-1 ip麻醉后,按Paxinos和Watson (1986) 的大鼠脑立体定位图安装大鼠标准立体定向头架。腹侧苍白球的坐标为前囟前1.2 mm、中线旁开±1.8 mm、深距脑皮层表面5.6 mm。消毒后切开颅骨表层头皮,根据靶点坐标钻颅,撕开硬膜。采用直电流凝固法毁损实验组大鼠靶点(电极接阳极,通电流1 mA, 15 s)。对照组大鼠进行同样手术,但不毁损。术后大鼠恢复2周后再次进行位置偏爱实验检测,并观察有无并发症。实验完毕后,动物脑用10%福尔马林固定后切片进行组织学鉴定。
1.4 统计学方法
    数据以x ±s表示,并且进行方差分析和t检验。

2 结果
    36只大鼠平均分为依赖实验组、依赖对照组、正常对照组。手术前,吗啡依赖组大鼠在A侧停留的平均时间明显长于正常对照组,P<0.01,表明在术前吗啡依赖大鼠对A侧有明显的偏好。手术后,依赖实验组大鼠在A侧停留的平均时间明显短于依赖对照组,P<0.01,且术前明显长于术后,P<0.01,表明毁损双侧VP后依赖实验组大鼠显著减少了对A侧的位置偏爱行为,手术效果肯定。而手术后,依赖实验组大鼠在A侧停留的平均时间仍然高于正常对照组,P<0.05,表明术后依赖实验组大鼠依然对A侧有位置偏爱,提示手术并没有完全消除依赖大鼠对A 侧的位置偏爱行为。手术后没有观察到大鼠有明显的并发症,见表2。

3 讨论
   
在本实验中,依赖实验组大鼠在A侧的停留时间术后为594.7 s±s 30.2 s,依赖对照组为784.3 s±s 20.6 s,通过统计分析可以看出电毁损双侧VP明显破坏了大鼠对注射吗啡侧环境(A侧)的偏爱,大大减少了大鼠的觅药行为。这说明VP直接参与了依赖药物的强化作用,并且在表达药物强化过程中起着重要的作用。
    觅药行为是指对药物的渴求的行为表现,是在药物依赖者的脑中存在的强烈的、不能克制的觅药冲动[2,4]。现在的研究已经证明中枢神经系统中存在着奖赏系统,即中脑边缘叶多巴胺系统。该系统主要起源于VTA,上行纤维主要投射到NAc。其主要功能为调控情绪和动机,一切天然的奖赏性刺激都是通过作用于该系统,最终引起 NAc内多巴胺释放增多,从而产生奖赏效应[1]。大量实验证明毁损VTA或NAc多巴胺能神经元均可以消除或减少依赖大鼠的觅药行为。而NAc强化效应的表达又是通过其传出纤维来实现的,其投射部位主要为扣带回、黑质、下丘脑、VP、丘脑等[5]。张富强等人认为中枢强化通路由3部分组成:第一部分为前脑内侧束下行神经纤维投射至中脑腹侧核团VTA,第二部分为VTA通过前脑内侧束多巴胺能神经元投射至NAc(主要是外壳层),这也是中脑上行多巴胺系统奖赏通路最重要的部分,第三部分为NAc神经元进一步投射到VP或通过VP投射到其他脑区[2] 。
本实验中可以看出,VP作为NAc传出纤维的主要投射部位之一,在药物刺激和强化效应表达方面起着重要的作用。在条件性位置偏爱实验中电毁损双侧VP,吗啡依赖大鼠在A侧的停留时间明显减少,即破坏了大鼠对注射吗啡侧环境的偏爱。这表明NAc产生的大量信息是通过VP等投射部位来表达的。一旦毁损VP,NAc的信息表达的完整性必然受到破坏,即明显减少了吗啡依赖大鼠的觅药行为。
    Swerdlow等人用GABA拮抗剂注射到大鼠VP发现海洛因诱导的动机活动明显减少[6]。另外,1990年Hubner发现用鹅膏蕈酸(Ibotenic acid)毁损大鼠双侧VP,能显著减少可卡因依赖大鼠的自身给药行为, 并且该作者认为NAc-VP投射是调节所有刺激和强化效应表达的一条共同通路[7]。1996年Olmsteady用兴奋性毒素(excitotoxin)毁损腹侧纹状体后,大鼠对吗啡的位置偏爱行为明显减少[8]。这些结果给我们的实验提供了有力支持。 
    但是,从我们的实验数据中可以看出,术后大鼠停留在A侧的时间,依赖实验组为594.7 s±s 30.2 s,正常对照组为453.4 s±s 19.8 s,经过统计分析可见:毁损VP并没有完全消除大鼠的位置偏爱行为。这表明NAc-VP不是唯一具有强化效应的通路。而且复吸、渴求和觅药是一种主观体验,动物不能用语言表达,只能从动物的行为表现中观察获得,条件性位置偏爱实验就是通过测定动物对以前体验药物效应的位置是否产生偏爱来评价动物对药物的渴求程度,这种间接的体现难免会对实验结果产生一些偏差。另外,由于焦虑、紧张、创伤等因素不能完全排除,这也可能给实验结果带来一些影响。
    总之,VP作为NAc的重要投射部位之一,是调节大鼠吗啡强化效应的重要部位,NAc-VP投射是药物刺激和强化作用的共同通路。但目前对药物成瘾的机制,尤其是复吸行为的具体机理仍未完全阐明,这仍然需要我们大量的科研工作。

4 参考文献
1 Koob GF. Drug of abuse: anatomy, pharmacology and function of reward pathways. TiPS, 1992, 13: 177-184.
2 张富强, 周文华, 杨国栋. 复吸的中枢神经网络. 中国药物滥用防治杂志, 2000, (1): 14-18.
3 纪家涛, 王新华, 由振东. 吗啡依赖大鼠模型的建立. 第二军医大学学报, 1997, 18: 81-82.
4 Terry E, Kent C. The neural basis of drug craving: an incentive-sensitization theory of addiction. Brain Res Rev, 
1993, 18: 247-291.
5 Williams DJ, Crossman AR, Slater P. The efferent projections of the nucleus accumbens in the rat. Brain Res, 
1977, 130: 217-227.
6 Swerdlow NR, Swanson LW, Koob GF. Electrolytic lesions of the substantia innominata and lateral preoptic area at_
tenuate the ‘supersensitive' locomotor response to apomorphine resulting from denervation of the nucleus accumbens. 
Brain Res, 1984, 306: 141-148.
7 Hubner CB, Koob GF. The ventral pallidum plays a role in mediating cocaine and heroin self-administration in the rat. 
Brain Res,1990, 508: 20-29.
8 Olmstead MC, Franklin KB. Differential effects of ventral striatal lesions on the conditioned place preference induced by 
morphine or amphetamine. Neuroscience, 1996, 71: 701-708.

EFFECT OF VENTRAL PALLIDUM LESIONS ON DRUG SEEKING BEHAVIOR IN RATS

HE Shiming, GAO Guodong, WANG Xuelian

(Department of Neurosurgery, Tangdu Hospital, the Fourth Military Medical University, Xi'an, 710038)

ABSTRACT Objective: To study the role of ventral pallidum in morphine reinforcing effect on rats. Method: Electrical lesions of ventral pallidum were done in 12 morphine dependent rats and the drug seeking behavior was measured by conditioned place preference paradigm. Result: Rats with ventral pallidum lesions significantly decreased the time staying in the place of morphine-paired environment. Conclusion: Ventral pallidum is an important site mediating the reinforcing effects of morphine and the nucleus accumbens-ventral pallidum pathway is a common pathway for both stimulating and reinforcing effects of opiate.
KEY WORDS ventral pallidum; drug seeking behavior; conditioned place preference; lesions; rat
收稿日期:2000-11-19; 修回日期:2001-06-20

中国药物依赖性杂志

2001年 第10卷 第3期


 

[论著]


毁损腹侧苍白球对大鼠觅药行为的影响

贺世明 高国栋 王学廉

(第四军医大学唐都医院神经外科, 西安, 710038) 

[责任编辑]杜新忠
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