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PD是神经内科常见的变性疾病,多见于中老年患者,具有较高的发病率和患病率;目前认为其发病主要是由中脑黑质多巴胺能神经元脱失所致,临床一旦出现症状,多巴胺神经元的脱失多在80%以上。PD的治疗自上世纪60年代起多使用左旋多巴行药物替代,但临床发现服用该药物的患者在症状缓解的同时,出现了明显的运动并发症——异动症(LID),LID的发生情况和出现时间存在明显个体差异,多数发生于使用Levodopa后的5-8年,发生率可达30-80%。目前认为LID是由于波动性Levodopa治疗,导致多巴胺受体敏感性增高,而且其发生与基底节直接通路和间接通路失平衡相关。PD和LID的基础和临床研究是神经内科研究的热点和重点。
本研究通过制备成功的PD、LID、LID的单侧STN-DBS大鼠模型,在观察高频电刺激对大鼠模型行为学方面产生影响的同时,研究大鼠模型脑内神经递质含量的变化以探讨DBS治疗的作用和可能机制。通过向健康雌性SD大鼠前脑内侧束(MFB)二点注射6-羟多巴(6-OHDA),并经阿扑吗啡(Apo)诱导判断的方法制备成功SD大鼠的偏侧PD模型;其次,通过长期波动性腹腔注射左旋多巴甲酯和苄丝肼诱导制备LID的大鼠模型;然后通过立体定向方法在成功LID大鼠模型的右侧丘脑底核(STN)处植入刺激电极,并给予高频电刺激以制备LID的单侧STN-DBS模型,为行为学观察研究和STN-DBS治疗机制研究探讨奠定基础;通过对成功制备的LID的单侧STN-DBS大鼠模型进行高频电刺激,观察其对大鼠模型行为学方面的影响,从动物实验、基础研究角度探讨DBS对LID的治疗效果;研究了STN-DBS引起的帕金森病异动症大鼠模型脑内神经递质含量的变化;通过对LID大鼠模型进行单侧STN高频电刺激,研究LID大鼠模型纹状体区总DARPP-32以及其磷酸化蛋白——Phosphor-Thr34-DARPP-32和Phosphor-Thr75-DARPP-32的表达变化,探讨其在LID中的价值及DBS治疗对其产生的影响。
本研究表明:①通过向MFB二点注射6-OHDA、长期波动性腹腔注射左旋多巴甲酯和苄丝肼、以及在LID大鼠模型右侧STN处植入刺激电极并进行高频电刺激可以成功制备PD、LID和LID的单侧STN-DBS模型,观察发现当高频电刺激输出频率为130Hz、刺激脉冲为60μs、输出电量为150μA时,LID的STN-DBS大鼠模型可出现明显的行为变化。②以高频电刺激输出频率为130Hz、刺激脉冲为60μs、输出电量为150μA,对LID的单侧STN-DBS模型大鼠进行高频电刺激可以使由左旋多巴甲酯和苄丝肼诱导产生的模型大鼠不自主行为(AIM)和旋转行为得到改善,因而从动物实验方面表明STN-DBS治疗LID的有效性。③STN-DBS可以使STN层面的兴奋性神经递质——谷氨酸(Glu)的免疫组织化学染色增强;也可使SNr层面的抑制性神经递质——γ-氨基丁酸(GABA)免疫组织化学染色增强;通过HPLC方法测定模型大鼠纹状体区Glu和GABA神经递质含量均明显降低,提示STN-DBS可能增强了STN投向GPi和SNr的兴奋性,使SNr释放并传递至丘脑的抑制性神经递质——GABA增加,加强对丘脑兴奋性神经递质Glu释放并传递的抑制作用,最终改善了LID的症状。④LID大鼠模型纹状体区总DARPP-32蛋白的表达变化不明显,DARPP-32的Thr34磷酸化蛋白在LID模型大鼠的毁损侧表达相对增加,而DARPP-32的Thr75磷酸化蛋白表达相对降低;经STN-DBS后模型大鼠纹状体区总DARPP-32蛋白表达变化不明显,但毁损侧DARPP-32的Thr34磷酸化蛋白表达有明显降低,DARPP-32的Thr75磷酸化蛋白表达有明显增高,提示LID时总DARPP-32变化虽不明显,但Phosphor-Thr34-DARPP-32和Phosphor-Thr75-DARPP-32的表达却发生了变化,STN-DBS则可能矫正这方面的变化,使LID症状改善。