阿米舒比利或利培酮对正常大鼠认知功能及脑内胆碱能系统的影响

阿米舒比利或利培酮对正常大鼠认知功能及脑内胆碱能系统的影响

黄光彪1,2赵彤3高晓磊3乔振3李春熔4

宜昌市精神卫生中心湖北宜昌443002

宜昌市优抚医院湖北宜昌443002

新乡医学院第二附属医院河南新乡453002

延边脑科医院吉林延吉133000

摘要目的：非典型抗精神病药物的长期使用可能导致脑内胆碱能系统功能异常，对认知功能有潜在的损害作用。本研究探讨阿米舒比利、利培酮对正常大鼠认知功能相关行为学变化及前额叶皮质(PFC)和海马齿状回(DG)区乙酰胆碱酯酶(AchE)活性的影响。方法：随机数字表法将出生后第8周雄性Sprague-Dawley大鼠(40只)随机分为5组，即利培酮2组（1或2mg），阿米舒必利2组（5或100mg/kg），溶媒对照组(给予等体积的溶剂)，每组8只，连续腹腔注射给药45日。然后采用旷场箱检测大鼠社交行为，采用新物体识别测试系统检测对新物体的优先识别指数，通过改进的Ellman法测定前额叶皮质和海马齿状回区AChE活性。结果：与溶媒对照组比较，高剂量利培酮组或高剂量阿米舒比利组社交接触次数和/或社交接触时间明显减少，利培酮(低或高剂量)组和高剂量阿米舒比利组优先识别指数降低，在PFC区利培酮(低或高剂量)组和高剂量阿米舒比利组AchE活性增高，在DG区利培酮(低或高剂量)组AchE活性增高。与低剂量阿米舒比利组比较，高剂量利培酮组社交接触次数和社交接触时间明显减少。结论：我们发现长期腹腔注射利培酮或阿米舒必利对大鼠认知功能有损害作用，其机制可能与胆碱能神经递质代谢异常有关。

关键词：非典型抗精神病药物，认知功能，乙酰胆碱酯酶

近年来，非典型抗精神病药物(APDs)对认知功能的影响逐渐引起重视。部分APDs可能对认知功能产生不利的影响[1]，既往研究显示长期给予正常大鼠APDs可降低前额叶皮质或海马区的乙酰胆碱转移酶(ChAT)蛋白表达，损害大鼠空间学习记忆[1]。有学者在此基础上提出假设，认为长期服用APDs可能导致脑内胆碱能系统功能异常，对认知功能有潜在的损害作用[2]。以往的相关研究中ChAT常被作为胆碱能神经元的标记物，但ChAT是乙酰胆碱(ACh)合成限速酶的观点存在很多争议。本次实验将研究长期腹腔注射阿米舒比利或利培酮对正常大鼠认知功能(社会交互或新旧物体识别功能)的影响，同时检测前额叶皮质(PFC)和海马齿状回(Dentategyrus,DG)区乙酰胆碱酯酶(AChE)的活性，进一步探讨其发生机制。

材料和方法

一、材料

出生后第8周雄性Sprague-Dawley(SD)大鼠40只，体重220～250g，购自北京维通利华实验动物技术有限公司[许可证号：SCXK(京)2012-0001]；利培酮和阿米舒必利购自美国Sigma公司；AChE测试盒购自美国博世生物技术有限公司。

二、方法

1.动物分组与给药

随机数字表法将40只SD大鼠随机分为5组，即利培酮2组（1或2mg/kg/day，i.p.），阿米舒必利2组（5或100mg/kg/day，i.p.[10,11]），溶媒对照组(给予等体积的溶剂)，每组8只，连续给药45日。

2.认知功能相关行为学检测

2.1社会交往测试

待测试动物放入自制实验箱(100cm×100cm×40㎝)与不同窝的SD大鼠(两只体重差异在10%以内)进行社会交互，同时利用摄像机视频录制分析社会交互行为。

2.2新物体识别测试

在测试期间，待测试动物放入自制实验箱(60cm×40cm×40㎝)允许自由探索以期适应环境后将大鼠移入饲养笼内。进入受训期将两个完全相同的目标物(A1，A2：三角锥体)于距实验箱盒壁10cm处沿一墙直线排开，大鼠从另外两个拐角之一放入盒内，在自由探索3min后再被送回饲养笼内。进入试验期，大鼠被再引入实验盒内进行自由探索。此时，两个受训期使用过的目标物之一被一新目标物(B)置换并位于原位，而另一已熟悉过的目标物被移至新目标物相对的拐角以防止大鼠空间的偏倚。在新物体再认任务中分别记录实验期探索熟悉物体(TF)和探索新物体(TN)的时间。实验期对新物体的优先指数(RecognitionIndex,RI)被定义成TN/(TF+TN)×100%。

3.AChE活性测定

认知功能相关行为学检测结束后，在5组大鼠不同脑区(PFC，DG)分别取出脑组织，AChE活性测定具体步骤参考AChE测试盒说明书和Ellman测定法。

4.统计学处理

数据将采用SPSS16.0进行统计分析。各组数据比较采用单因素方差分析和Tukeyˊs事后检验。数据均以均数±标准差(Mean±SD)表示。检验水准设为P<0.05。

结果

一、各组认知功能相关行为变化的比较

1．社会交往测试

5组大鼠社交接触次数和接触时间比较差异有统计学意义[F(4，35)＝4.140，P=0.008；F(4，35)＝5.647，P=0.001]。Post-hoc多重比较显示,溶媒对照组与高剂量利培酮或阿米舒比利组之间在社交接触次数和/或社交接触时间有显著性差异(P<0.05)，低剂量阿米舒比利组与高剂量利培酮之间在社交接触次数和社交接触时间有显著性差异(P<0.05)；见表1。

二、AChE活性的比较

5组大鼠在PFC和DG区AChE活性的比较差异有统计学意义[F(4，35)＝3.719，P=0.013；F(4，35)＝3.143，P=0.026]。Post-hoc多重比较显示，在PFC区溶媒对照组与利培酮（低或高剂量）或高剂量阿米舒比利组之间有显著性差异(P<0.05)，在DG区溶媒对照组与利培酮(低或高剂量)组之间有显著性差异(P<0.05)；见图2。

讨论

本研究对正常大鼠长期腹腔注射不同剂量的阿米舒必利、利培酮后观察认知功能相关行为学变化，检测认知记忆的高级神经活动中枢PFC和海马DG区的AchE活性，在国内首次报告长期腹腔注射阿米舒必利或利培酮可能引起正常大鼠认知功能改变。

本研究结果显示，利培酮组或阿米舒必利组大鼠社会交互行为减少，对新物体识别能力下降，可能与DG和/或PFC区AchE活性增高有关。APDs对胆碱能系统产生不利影响的确切机制尚不完全清楚，有研究报告长期服用利培酮抑制海马和PFC区线粒体呼吸链酶复合体I活性,有潜在的神经毒性作用[3]，不能改善精神分裂症认知损伤模型的空间学习记忆的减退[4]，但抗精神病药物诱导细胞凋亡相关机制研究中未发现利培酮增加氧自由基的产生[5]。

本研究结果提示，长期使用利培酮或阿米舒必利可能对认知功能有损害作用，其可能的机制为DG和/或PFC区AchE活性发生改变导致胆碱能神经递质代谢异常。但更深入的机制研究有待进一步开展。

参考文献

[1]喻红彪，伍湘伊,氯胺酮对新生大鼠海马乙酰胆碱酯酶和乙酰胆碱转移酶的影响[J],安徽医科大学学报,2012,47(1):56-59

[2]季春英，孙莲芳，翁英，非典型抗精神病药物所致代谢综合征干预措施的研究进展[J],中国实用护理杂志,2014,30(35):98-100

[3]李洁，姚贵忠，刘丽娟，非典型抗精神病药物相关代谢不良反应的系统评价和meta-分析[J],中国心理卫生杂志,2015,(3):120-124

[4]段惠峰，甘景梨，连亚军,青少年精神分裂症首发患者的脑神经生化代谢物质研究[J],中华实用儿科临床杂志,2015,30(12):112-114