不同頻率重復經(jīng)顱磁刺激對慢性應激抑郁模型大鼠行為的影響*

張朝輝，趙 琳，任慧聰

1)新鄉(xiāng)醫(yī)學院第二附屬醫(yī)院臨床心身二科 新鄉(xiāng)453002 2)新鄉(xiāng)醫(yī)學院第二附屬醫(yī)院重點實驗室 新鄉(xiāng)453002

△女，1972年10月生，博士，教授，研究方向:神經(jīng)癥與應激，E-mail:Zzhui816@126．com

重復經(jīng)顱磁刺激(repetitive transcranial magnetic stimulation，rTMS)是近年來發(fā)展起來的一項新型神經(jīng)電生理技術(shù)［1］，被廣泛應用于抑郁癥的治療。根據(jù)參數(shù)的不同，rTMS 可以激活、抑制或干擾不同皮層－皮層、皮層－皮層下網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)細胞的活動，從而產(chǎn)生不同的神經(jīng)生理效應［2］。高頻刺激可以易化局部神經(jīng)元活動，提高大腦皮質(zhì)的可興奮性［3］;低頻刺激可以抑制局部神經(jīng)元活動，降低大腦皮質(zhì)的可興奮性［4］。該實驗在既往研究的基礎(chǔ)上，建立大鼠慢性應激抑郁模型，分別采用10 和1 Hz 的rTMS 干預模型大鼠，觀察不同頻率的rTMS 對模型大鼠抑郁行為的影響。

1 材料與方法

1．1 材料 實驗動物:50只SPF 級成年雄性SD 大鼠由河南省實驗動物中心提供［許可證號:SCXK(豫)2010－0002］，體重為200～220 g，適應性飼養(yǎng)2周后用于實驗。設(shè)備與儀器:曠場反應箱(100 cm×100 cm ×40 cm)(深圳市沃瑞德生命科技有限公司)，Smart Version 2．5．16 軌跡圖像分析軟件(美國Smart Software 股份有限公司)，CCY－Ⅰ型磁刺激儀及環(huán)形動物線圈(武漢依瑞德公司)，CS－2 大(小)鼠穿梭避暗二用箱(張家港市青松醫(yī)學儀器有限公司)。

1．2 實驗動物分組與處理

1．2．1 分組方法 實驗分為兩部分。Ⅰ:造模前對大鼠進行首次行為學測定并進行行為學評分，從中篩選出評分均一的大鼠45只。選取8只大鼠為正常對照組，每籠4只，正常飼養(yǎng)，不做任何處理;余37只大鼠用于造模，單籠孤養(yǎng)，接受孤養(yǎng)聯(lián)合慢性不可預見性溫和應激(chronic unpredictable mild stress，CUMS)造模。造模結(jié)束后進行第2次行為學測定，對造模組大鼠的抑郁程度進行評估，剔除造模不成功的大鼠。Ⅱ:將造模成功的32只大鼠按隨機數(shù)字表分為4組:模型組(不給予任何處理)，高頻組(給予10 Hz rTMS)，低頻組(給予1 Hz rTMS)，偽刺激組(模擬rTMS 環(huán)境但不進行rTMS)。在rTMS干預期間，這4組大鼠繼續(xù)給予孤養(yǎng)聯(lián)合CUMS 處理以維持抑郁行為，避免抑郁行為減退。rTMS 干預結(jié)束后，全部大鼠進行第3次行為學測定。

1．2．2 造模方法 按Willner［5］方法改進后采用孤養(yǎng)聯(lián)合CUMS 造模。造模組大鼠給予21 d 的CUMS，每個周期7 d，共3個周期，具體CUMS 方法包括:禁食水24 h、夾尾2 min、行為限制120 min、晝夜顛倒24 h、潮濕墊料24 h、4℃冰水游泳5 min 及電擊足底2 min，共7種應激方法，將這7種應激方法隨機分配到每個周期中，每日采用1種應激方法，同種應激不能連續(xù)使用，使大鼠無法預料刺激的發(fā)生。

1．2．3 rTMS 干預方法 高頻組和低頻組大鼠在造模成功后24 h 內(nèi)采用CCY－Ⅰ型磁刺激儀及環(huán)形動物線圈行rTMS 干預。給予磁刺激時固定大鼠頭部，線圈平面與大鼠大腦半球相切。高頻和低頻干預均為3個療程:5 d 為1個療程，每2個療程間隔2 d;具體刺激參數(shù)見表1。偽刺激組給予相同的處理，但線圈不通電，無脈沖發(fā)出。

表1 高頻及低頻組rTMS 干預參數(shù)表

1．3 大鼠行為學測評方法 體重測量:分別于造模前、造模后以及rTMS 干預后測量各組大鼠體重。體重減分率=(處理后體重－處理前體重)/處理前體重×100%。

蔗糖水消耗實驗:大鼠分別于造模前、造模后以及rTMS 干預后禁水24 h，給予10 g/L 蔗糖水溶液，測定大鼠在1 h 內(nèi)的飲水量，1 h 內(nèi)的飲水量(mL)與體重(g)的比值即蔗糖水消耗量。

曠場實驗:實驗裝置由曠場反應箱和數(shù)據(jù)自動采集處理系統(tǒng)兩部分組成。分別于造模前、造模后以及rTMS 干預后測定各組大鼠5 min 內(nèi)的行為表現(xiàn)，主要包括水平運動評分和垂直運動評分，水平運動評分以大鼠5 min 內(nèi)的水平運動距離(cm)表示，垂直運動評分以大鼠5 min 內(nèi)的垂直直立次數(shù)表示。實驗在安靜的環(huán)境內(nèi)由兩名觀察者獨立進行，最終數(shù)據(jù)取兩人所測的平均值。每次實驗結(jié)束后徹底清潔曠場反應箱，以免上次動物余留的信息(如動物的大小便、氣味)影響下次測試結(jié)果。

1．4 統(tǒng)計學處理 采用SPSS 20．0 處理數(shù)據(jù)。采用兩獨立樣本的t 檢驗比較造模后正常對照組和造模組大鼠的體重減分率、蔗糖水消耗量以及曠場實驗的水平運動評分和垂直運動評分，采用單因素方差分析比較干預后5組大鼠的體重減分率、蔗糖水消耗量以及曠場實驗的水平運動評分和垂直運動評分，兩兩比較采用LSD－t 檢驗，檢驗水準α=0．05。

2 結(jié)果

2．1 造模對抑郁模型大鼠行為變化的影響 造模組大鼠的體重減分率、蔗糖水消耗量、水平運動評分和垂直運動評分均低于正常對照組。見表2。

表2 造模后正常對照組和造模組大鼠各行為學指標比較

2．2 不同刺激頻率對抑郁模型大鼠行為變化的影響 見表3。由表3 可知，干預后高頻組和低頻組大鼠體重減分率、蔗糖水消耗量、曠場實驗的水平運動評分以及垂直運動評分均高于模型組和偽刺激組;高頻組與低頻組相比，差異無統(tǒng)計學意義。

表3 5組大鼠各行為學指標比較

3 討論

該研究采用國內(nèi)外較為認可的CUMS 聯(lián)合孤養(yǎng)的方法建立慢性應激抑郁大鼠模型。造模組大鼠的體重減分率、蔗糖水消耗量以及曠場實驗的水平運動評分及垂直運動評分均低于正常對照組，說明造模后大鼠的體重增加較正常大鼠緩慢，蔗糖水消耗量較正常大鼠減少，運動能力較正常大鼠降低，提示成功建立了慢性應激抑郁大鼠模型。

抑郁癥是目前為止疾病負擔最重的一類精神疾病［6］，它以顯著而持久的情緒低落或興趣喪失為主要特征，并伴有軀體癥狀、認知障礙、睡眠飲食障礙等，嚴重影響患者的生活質(zhì)量。rTMS 是近年來發(fā)展起來的一項新型神經(jīng)電生理技術(shù)［1］，被廣泛應用于抑郁癥的治療。rTMS 的作用原理是通過特殊的儀器產(chǎn)生變化的磁場，穿透顱骨并作用于腦組織，從而誘發(fā)感應電流，改變神經(jīng)細胞的興奮性，引起各種生理反應［7］。然而rTMS 的效果依賴于頻率:低頻rTMS(1 Hz 或更小頻率)抑制大腦皮層的興奮性，而高頻(5～20 Hz)則產(chǎn)生相反的效果［8－9］。研究［10］表明，給予腦缺血大鼠高頻rTMS 預處理后，在大腦可產(chǎn)生抗凋亡作用從而改善癥狀。國內(nèi)外文獻［11－12］報道高頻rTMS 可用于治療抑郁癥，其抗抑郁作用已得到普遍認同。該研究結(jié)果顯示，經(jīng)過10 Hz 的rTMS 干預后，與模型組和偽刺激組相比，高頻組大鼠的體重減分率增高，提示高頻組大鼠體重增長速度較快;高頻組大鼠的蔗糖水消耗量增加，提示高頻組大鼠的快感缺失癥狀有一定的改善，對快感的感受以及興趣均有了顯著的提高;高頻組大鼠的水平運動評分以及垂直運動評分均有升高，提示高頻組大鼠的探索能力以及運動能力有了顯著提升;以上行為學的變化均表明高頻rTMS 可以改善慢性應激抑郁模型大鼠的抑郁樣行為。低頻rTMS 對抑郁癥的治療作用目前也有眾多研究支持。陳運平等［13］的動物模型實驗顯示，低頻rTMS 能夠改變慢性應激抑郁模型大鼠的抑郁樣行為，這與Sachdev 等［14］的研究相一致。該研究結(jié)果顯示，經(jīng)過1 Hz 的rTMS 干預后，模型大鼠各指標的變化趨勢與高頻刺激大鼠的相似，提示低頻rTMS 對慢性應激抑郁模型大鼠的抑郁樣行為也有一定的改善作用。高頻組和低頻組相比，慢性應激抑郁模型大鼠的抑郁行為的改善并無明顯差異。

綜上所述，rTMS 干預可以改善慢性應激抑郁模型大鼠的抑郁樣行為;高頻rTMS 和低頻rTMS 對大鼠抑郁行為的改善作用基本相同。但rTMS 改善抑郁樣行為的機制仍不十分清楚，有待今后進一步研究。

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