高频电刺激下丘脑后核后大鼠僵直和运动能力变化

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1、高频电刺激下丘脑后核后大鼠僵直和运动能力变化　　前言　　帕金森病（Parkinson'sdisease,PD）是一种中老年人常见的中枢神经系统退行性疾病，以震颤、僵直、运动迟缓和姿势平衡障碍为主要特征。脑深部刺激（deepbrainstimulation,DBS）被认为是目前治疗帕金森病的最佳方法，根据不同的症状选择相应地靶点，其中常用的刺激靶点有丘脑底核（subthalamicnu-cleus,STN），苍白球内侧部（globuspallidusinternal,GPi）和丘脑腹中间核（Vim）。然而，这些靶点对于帕金森病的运动不能（akinesia）均效果

2、欠佳。下丘脑后核（posteriorhypothalamiucleus,PH）与运动皮层、丘脑、小脑、间脑以及脊髓存在广泛的纤维联系，在行为的组织过程中具有重要作用。有实验表明损毁下丘脑后核可导致动物运动不能。本实验利用氟哌啶醇致僵直大鼠模拟帕金森病的运动不能，通过高频电刺激下丘脑后核（PH），观察大鼠僵直和运动能力的变化，探索PH在帕金森病中的作用，从而探讨PH在DBS治疗PD的中潜在的应用价值，拓宽现有的DBS刺激靶点，为临床应用提供实验依据。　　1、材料和方法　　1.1实验动物　　健康成年Sprague-Dan;20g。安静环境饲养，室温22±1℃

3、，人工昼夜节律（12h/12h），自由取食饮水。　　1.2实验分组及给药途径　　将大鼠完全随机分为3组，每组8只，即对照组（给予等体积生理盐水），假刺激组（给予1mg/kg氟哌啶醇,PH置入电极不刺激），刺激组（给予1mg/kg氟哌啶醇，PH130Hz，波宽60μs，强度100μA的高频电刺激）。每组按大鼠每公斤体重2mL腹腔注射给予生理盐水或氟哌啶醇。　　1.3主要试剂与仪器　　氟哌啶醇（美国Sigma），克紫（美国Sigma），氨苄青霉素（哈药集团），水合氯醛（上海山浦化工），玻璃离子体水门汀（上海青浦尼康齿科器械厂），立体定向仪（深圳瑞沃德68025

4、），微型电动颅钻（深圳瑞沃德），跑步机（美国PanlabLE8706），双极刺激电极（美国RhodesSNEX-100），刺激器（日本NihonKohd-enSEN-3301），冰冻切片机（德国LeicaCM1950）。　　1.4PH电极置入　　用7%水合氯醛成功麻醉大鼠后，以俯卧位将头部定于立体定向仪上，常规去毛发、消毒，切开头皮约10mm,剥离皮下组织及骨膜，常规止血，用双氧水清理颅骨表面，清晰暴露前后囟，调整大鼠门齿固定器使前后囟在同一水平面上，参照Paxi-nos等大鼠脑立体定位图谱，确定双侧PH位置(AP：-3.8mm，ML:±0.2mm,DV

5、:-7.6mm)。用微型电动颅钻钻透颅骨，以注射器针头轻轻将硬脑膜扎破，双侧置入双极刺激电极，其周围置入不锈钢螺丝4个，用牙科水泥固定。术后给予肌肉注射青霉素（10万U/kg,2次/d）3d抗感染，单笼饲养，恢复一周。　　1.5行为学检测　　大鼠腹腔给予氟哌啶醇（1mg/kg）30min后，分别利用爬杆试验（bartest）和跑步机试验（treadmilltest）评价大鼠的僵直程度和运动能力。爬杆试验：垂直地将大鼠前肢置于一根离实验台10cm、水平放置的金属杆上，后肢置于实验台上，记录大鼠保持垂直体位、至少有一前肢在杆上的时间（潜伏期latency）。　　潜伏期大于

6、15s认定为僵直，最长潜伏期设定为180s。跑步机试验：跑道坡度为0，电击电流为0.4mA,跑步程序为从跑步机最小速度5cm/s开始，依次调速至10,15,20,30,50,70cm/s，每档速度持续时间为2min，随后休息2min，直到大鼠累积电击时间超过30s,停止试验，比较组间大鼠平均速度和总跑动路程。　　1.6电极位置组织学定位　　行为学检测完毕后，大鼠经水合氯醛深度麻醉，通过双侧PH刺激电极给予直流电（0.2mA,10s）标记刺激电极尖端位置。常规灌流、固定、脱水，行连续冠状冰冻切片（20μm），用临时配制地0.01%克紫进行尼氏染色（Nisslsst

7、aining），光镜下观察，凡电极尖端不在下丘脑后核范围内的不纳入后续统计分析。　　1.7统计方法　　用SPSS17.0统计软件进行比较分析，潜伏期、平均速度、总跑动距离以X±S表示。组间差异采用单因素方差分析，P﹤0.05为差异具有统计学意义。　　2、结果　　2.1电极位置组织学定位　　如图1所示，对照大鼠脑立体定向图谱可知刺激电极尖端位于PH范围内，电极周围可见胶质细胞浸染呈深染。　　　　2.2PH刺激对大鼠僵直的影响　　对照组大鼠均在5s内爬下金属杆，平均潜伏期为（2.63±1.3）s，无僵直。假刺激组和刺激组均产生