利培酮對地卓西平誘導的精神分裂癥模型大鼠認知功能及海馬組織中谷氨酸受體1水平的影響

廖世棚，劉 宸，劉 毅

（湖北省武漢市武東醫院，湖北 武漢 430084）

認知功能障礙是精神分裂癥的主要臨床表現，也是預測精神分裂癥預后和評價抗精神病藥物臨床療效的重要指標[1]。經典抗精神病藥物在治療疾病的同時也會加重認知功能障礙，而利培酮是新一代抗精神病藥物，在治療精神分裂癥陰性和陽性癥狀的同時，還能改善患者的認知功能[2]。目前，精神分裂癥的發病機制還不清楚，谷氨酸功能紊亂假說是目前研究最多的學說，ɑ-氨基-3-羥基 -5-甲基 -4-異 唑丙酸（AMPA）受體介導中樞神經系統興奮性突觸傳遞，在記憶學習和長時程增強或抑制方面具有重要作用[3]。谷氨酸受體 1（GluR1）是AMPA的重要組成部分，但在海馬區的分布特征還不清楚[4]。本研究中采用地卓西平誘導大鼠產生精神分裂癥，觀察利培酮對其認知功能及海馬組織GluR1表達水平的影響。現報道如下。

1 材料與方法

1．1 材料

動物：清潔級SD大鼠30只，雌性，2月齡，體質量220～240 g，購自山東省醫學科學院實驗動物中心（動物生產許可證號：SCXK＜魯 ＞2009-0001)，適應性喂養7 d，實驗期間自由飲水、進食，控制飼養環境晝夜循環（12 h ／12 h）。

儀器：Morris水迷宮（上海吉量軟件科技有限公司）；蛋白電泳系統（美國 Bio-Rad公司）；5418R低溫高速離心機（德國Eppendorf公司）。

試藥：利培酮（西安楊森制藥有限公司，國藥準字H20010309，規格為每片 1 mg）；地卓西平（美國 Sigma公司，批號為 77086-22-7，規格為 200 mg／mL，純度為98%）；注射用戊巴比妥鈉（上海新亞藥業有限公司，國藥準字 H31021725，批號為 1002001，規格為每支0．1 g）；兔抗鼠 Anti-GluR1一抗（英國 Abcam 公司，批號為 SC-526）；辣根過氧化物酶（HRP）標記抗兔 IgG和GADPH二抗（武漢艾美捷科技有限公司，批號分別為 115-035-003，C1313）；電光學（ECL）發光液（美國Millipore公司，批號為WBLS0500，規格為每瓶100 mL）；其余試劑均為分析純，水為純化水。

1．2 方法

造模與分組、給藥：將30只大鼠均分為3組，即正常對照組（等體積0．9%氯化鈉溶液）、模型組（等體積0．9% 氯化鈉溶液）和利培酮組（利培酮 0．05 mg ／kg）。模型組和利培酮組大鼠均給予腹腔注射地卓西平（0．60 mg／kg），每天 1 次，連續 14 d 以建立精神分裂癥模型。造模同時各組大鼠灌胃相應藥物，每天1次，連續14d。

大鼠共濟失調程度和刻板行為評估：末次給藥30 min后，對大鼠進行共濟失調程度和刻板行為評估。參考Hoffman評分標準用4級評分法評價共濟失調程度，每10 min評1次；參考Sams-Dodd評分標準評價刻板行為。用雙盲法進行5級評分，取平均分進行統計；評分越高，癥狀越重。

Morris水迷宮實驗：給藥后第10 d，對大鼠進行水迷宮訓練，以不同象限設4個入水點，記錄大鼠爬上平臺所需時間，連續進行4 d。給藥結束1 d后撤去平臺，記錄大鼠目標象限內的游泳時間，并計算游泳速度，重復4次，取平均值。

Western Blot法檢測GluR1蛋白水平：水迷宮實驗結束30 min，后處死大鼠，分離腦組織，取右側海馬組織適量，加入蛋白裂解液，冰上勻漿2 h后，4℃下10 000 r／min離心 15 min，取上清液，進行蛋白定量；電泳、切膠；孵育一抗、4℃下孵育過夜，回收一抗，孵育二抗，室溫振搖1 h，回收二抗，清洗3次，加ECL發光液，顯影、定影、清洗后將條帶灰度值數字化。目的條帶與內參條帶灰度比值為目的蛋白的相對表達量。

1．3 統計學處理

采用SPSS 19．0統計學軟件分析。數據以均數±標準差（s）表示，兩組間比較行 t檢驗。P＜0．05為差異有統計學意義。

2 結果

2．1 共濟失調程度評分和刻板行為評分

由表1可知，與正常對照組比較，模型組大鼠共濟失調評分和刻板行為評分明顯升高（P＜0．05）；與模型組比，利培酮組大鼠共濟失調程度評分和刻板行為評分明顯降低（P ＜0．05）。

表1 各組大鼠共濟失調程度和刻板行為評分比較（s，分，n＝10）

表1 各組大鼠共濟失調程度和刻板行為評分比較（s，分，n＝10）

注：與正常對照組比較，＃P＜0．05；與模型組比較，P ＜0．05。下表同。

組別正常對照組模型組利培酮組共濟失調程度評分0．42 ± 0．10 2．05 ± 0．52＃1．33 ± 0．25刻板行為評分0．70 ± 0．08 4．62 ± 0．73＃2．51 ± 0．42

2．2 Morris水迷宮實驗結果

由表2可知，與正常對照組比較，模型組大鼠目標象限內的游泳時間明顯縮短，游泳速度明顯減緩（P＜0．05）；與模型組比較，利培酮組大鼠目標象限內的游泳時間明顯延長，平均游泳速度明顯增快（P＜0．05）。

表2 各組大鼠Morris水迷宮實驗結果比較（s，n＝10）

表2 各組大鼠Morris水迷宮實驗結果比較（s，n＝10）

組別正常對照組模型組利培酮組目標象限內的游泳時間（s）28．35 ± 3．46 16．43 ± 1．73＃23．43 ± 2．54游泳速度（m ／s）0．27 ± 0．02 0．17 ± 0．03＃0．23 ± 0．02

2．3 海馬組織中GluR1蛋白水平

由表3、圖1可知，與正常對照組比較，模型組大鼠海馬組織中 GluR1蛋白水平明顯增高（P＜0．05）；與模型組比較，利培酮組大鼠海馬組織中GluR1蛋白水平明顯降低（P ＜0．05）。

表3 各組大鼠海馬中GluR1蛋白水平比較（s，n＝10）

表3 各組大鼠海馬中GluR1蛋白水平比較（s，n＝10）

組別正常對照組模型組利培酮組GluR1蛋白水平0．65 ± 0．13 1．93 ± 0．19＃1．47 ± 0．28

圖1 大鼠海馬組織中GluR1蛋白水平表達圖

3 討論

超過85%的精神分裂癥患者可能發生認知功能障礙，且在疾病早期就出現[5]。精神分裂癥患者生活質量的提高和社會功能的恢復需要良好的認知功能，因此，對其認知功能障礙的發病機制進行研究對于該病的治療有重要意義。地卓西平常用于建立精神分裂癥動物模型，對 N-甲基-D-天冬氨酸具有受體高親和力非競爭性拮抗作用[6]。目前采用Morris水迷宮、高架十字迷宮等實驗來測定動物的認知功能，Morris水迷宮實驗主要用于測定動物的空間記憶能力，可排除動物情緒改變的干擾，尤其適用于與海馬組織密切相關的認知功能的測定[7]。本研究中采用地卓西平腹腔注射方式，成功建立了大鼠精神分裂癥模型。

經典抗精神病藥物如氯丙嗪、奮乃靜等對精神分裂癥患者的陽性癥狀具有良好的緩解作用，但對認知障礙癥狀療效不明顯，甚至會加重病情。以利培酮、氯氮平、阿立哌唑、齊哌西酮等為代表的非經典抗精神病藥物已逐漸取代經典抗精神病藥物。這些非經典抗精神病藥物改善精神分裂癥患者的陰性和陽性癥狀效果良好，同時可減少錐體外系反應，改善認知功能[8]。利培酮為5-羥色胺 2（5-HT2）和多巴胺 2（D2）受體拮抗劑，能改善認知功能，對精神分裂癥患者的預后和結局具有重要影響[9]。但利培酮改善精神分裂癥患者認知功能的機制尚不清楚。目前研究者較認同的學說是谷氨酸功能失常學說，其核心是谷氨酸受體缺陷導致中樞神經系統興奮-抑制失衡[10-11]。中樞神經系統中谷氨酸受體包括AMPA和NMDA受體[12]。AMPA受體是由4種亞單位(GluR1，GluR2，GluR3，GluR4)組成的異源型 4 聚體復合物，其數量決定了神經元的興奮程度，是突觸傳遞的決定因素，在學習和記憶中發揮重要作用[13]。GluR1是AMPA受體最主要的受體，當受到長時程強刺激后，含有GluR1的AMPA受體最先插入到突觸后膜，然后才出現持續增強的突觸傳遞，所以GluR1與學習、記憶力密切相關[14]。海馬是學習、記憶的主要部位，海馬神經元突觸數量減少可引起學習、記憶力下降。精神分裂癥患者海馬神經元會出現排列紊亂、密度和數量減少等病理改變。研究提示，GluR1表達水平的升高可抑制海馬區神經元突觸的傳遞，明顯降低海馬神經元的病理改變[15]。本研究結果提示，利培酮對精神分裂癥模型大鼠認知功能的改善作用可能與海馬組織中GluR1蛋白水平有關。

綜上所述，利培酮對精神分裂癥大鼠認知功能有一定保護作用，其機制可能與抑制海馬組織中GluR1的表達而改善認知功能有關。