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目的:帕金森病(Parkinson’s disease,PD)是一种常见的神经系统退变性疾病,迄今为止,还不清楚PD的确切病因和发病机制,也没有长期有效的治疗方法。国内外的临床研究表明,针灸能改善PD患者的症状,提高病人的生活质量,但针灸治疗PD的机制还不清楚。在线刀切断内侧前脑束(medial forebrain bundle,MFB)的模型大鼠中,我室以往的工作已经证实,电针刺激能有效改善模型动物的异常行为,但对其机制所知甚少。本研究采用注射的6-羟基多巴胺(6-hydroxydopamine,6-OHDA)损毁MFB的大鼠模型,观察电针刺激对模型大鼠的异常行为和DA能神经元的存活率的影响,同时观察电针刺激对PD大鼠基底神经节-丘脑-皮质环路核团神经递质的影响,首次从行为学、形态学、神经递质和神经元电活动几个方面全面观察电针刺激后的变化,以深入研究电针治疗PD的作用机理,旨在为临床运用电针治疗PD提供可靠的理论基础,为PD的治疗发现新的潜在的靶点和思路。
材料与方法: SD雄性大鼠(体重220—240 g),将6-OHDA定位注射MFB来制备单侧损伤的PD大鼠模型,同时注射生理盐水制备假手术组,在手术1周之后通过阿朴吗啡(Apomorphine,APO)诱发的旋转行为进行模型动物筛选,随后将模型大鼠随机分为模型组和100 Hz电针刺激组,选取百会和大椎穴位于分组后第二天开始电针治疗,每周连续治疗6天,共治疗4个疗程,4周行为检测后进行取材。
1.用旋转行为测试仪和转棒实验来检测大鼠的行为学改变,以判断造模情况及电针的疗效；
2.用高效液相和免疫组化方法来检测纹状体中多巴胺(dopamine,DA)含量的变化以及DA能神经元的存活率；
3.用高效液相方法来测定基底神经节-丘脑-皮质环路核团,包括运动皮层、纹状体、腹侧中脑、苍白球、丘脑和全皮层中神经递质的含量变化；
4.用Real-time PCR方法来检测神经递质相关受体在mRNA水平的改变。
5.用在体电信号记录的方法观察电针刺激前后神经元电活性的变化。
结果:
1.用6-OHDA注射MFB后1周后,即可观察到由APO诱发大鼠出现的向对侧的异常旋转,随着时间的延长旋转圈数也在增加,到第5周末净旋转圈数大于5转/分钟；黑质DA能神经元在1周末就损伤约80％,5周末损伤至原来的20％以下；纹状体中DA含量在1周末减少85％以上,5周末减少90％左右。
2.100 Hz电针刺激可以明显降低MFB损伤大鼠的异常旋转行为,同时能明显增加PD大鼠的自主运动及平衡运动时间；100 Hz电针刺激不影响黑质致密部(substantia nigra pars compacta,SNc)酪氨酸羟化酶(tyrosine hydroxylase,TH)阳性神经元数目的减少和纹状体内TH阳性纤维的丢失,也不影响腹侧中脑部位的TH蛋白表达；100 Hz电针刺激对纹状体内的DA含量没有显著影响。
3.MFB损伤可以明显模型大鼠降低运动皮层谷氨酸(glutamate,Glu)含量,增加全皮层和纹状体中Glu含量,对其它核团Glu含量没有影响,电针刺激能够逆转运动皮层和纹状体中Glu含量的异常变化,对其它核团没有影响；MFB损伤可以明显增加纹状体中γ氨基丁酸(γ-aminobutyric acid,GABA)含量,降低苍白球中GABA含量,电针刺激能够逆转纹状体中GABA的含量,增加腹侧中脑GABA含量,对其它核团没有影响。
4.MFB损伤可以明显增加DA D2受体、Glu N-甲基-D-天冬氨酸(N-methyl-D-aspartic acid,NMDA)受体mRNA各亚型的表达,降低GABAA受体mRNA的表达；电针刺激能够降低DA和NMDA受体mRNA各亚型的表达,增加GABAA受体mRNA的表达。全身给予NMDA受体拮抗剂MK-801能够有效减少APO诱导的模型大鼠的异常旋转行为。
5.电针刺激能够调节运动皮层神经元的活性,改变其自发放电频率,抑制约50％的神经元活性；电针刺激能够减少运动皮层局部场电位(local field potential,LFP)的异常振荡；同时电针刺激能够明显减少运动皮层c-Fos的表达。
结论:
1.由6-OHDA损伤MFB制备的PD大鼠模型,可导致SNc区的DA能神经元快速死亡,是研究PD的发病机制和干预的一种适宜的动物模型；
2.证实100 Hz电针刺激能够显著改善模型大鼠的异常旋转行为和平衡协调运动障碍,并且此种治疗作用并不伴随着黑质DA能神经元的恢复和纹状体中DA含量的增加。提示行为学的改善并不依赖于纹状体中DA的补充恢复；
3.证实100 Hz电针刺激能够调节基底神经节-丘脑皮质环路神经递质含量,促进环路稳态的形成。其中,对皮层-纹状体通路的调节作用最为显著,能显著抑制模型动物纹状体中Glu水平。这提示电针刺激可能通过改善环路平衡而起到治疗作用的；
4.证实100 Hz电针刺激能够调节纹状体中神经递质受体mRNA水平,并且对Glu NMDA受体的下调作用更为显著。提示Glu及其受体(NMDA受体)参与了电针改善行为的作用；
5.发现100 Hz电针刺激能够兴奋/抑制运动皮层神经元电活性,并且能够改变运动皮层异常LFP,干扰病理性的基底神经节-丘脑-皮质环路活性。这提示电针刺激可能通过调节皮层电活动进而调节神经递质释放,促进机体稳态恢复而改善PD大鼠的运动行为。