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[目 的]甲基苯丙胺(Methamphetamine,METH)是一种高度成瘾性的精神活性药物。它通常被称为冰,因为它的纯净外观类似冰糖。METH是世界上最广泛滥用的药物之一,它激活大脑的奖赏系统,产生高度强化的效果,导致滥用和依赖。此外,滥用METH会给个体的情绪状态和认知功能带来各种有害的变化,从而降低个体的身体健康和生活质量。目前,METH成瘾的治疗方法主要集中在药物替代治疗、认知行为治疗、健康教育、心理治疗和居住区重建等方面。这些方法虽然有一定的疗效,但也存在一些问题。药物替代疗法由于成瘾性,其效果是暂时的,其他疗法由于患者依从性差,缺乏标准的疗效评价体系,难以实施。因此,迫切需要新的治疗方法来治疗吸毒者。近期研究发现,在上述治疗方法的基础上进行科学、适当的运动干预,可以改善吸毒人员的心理状态,增强其身体素质,促进其身心康复,提高戒断率和降低复吸率。但是,运动改善甲基苯丙胺成瘾的机制尚不明确。[方 法]本研究旨在探讨运动对甲基苯丙胺成瘾小鼠的影响及相关基因表达调控和降低毒品引发的脑区免疫炎症。我们以雄性C57BL/6J小鼠为实验对象,建立甲基苯丙胺成瘾模型,随后进行跑步运动干预,采用条件位置偏好(Conditional place preference,CPP)法测量跑步干预效果,并对小鼠海马区RNA转录组数据进行测序分析。另外,基于目前的相关研究,我们进一步研究低强度和中强度平板运动对雄性小鼠甲基苯丙胺成瘾的影响,以及雄性小鼠不同脑区(大脑皮层、海马和纹状体)炎症因子IL-1 β、IL-6和TNF-α的变化。小鼠进行不同运动强度的强迫跑步机训练21天,随后进行条件位置偏好(CPP)训练8天,并腹腔注射甲基苯丙胺(5mg/kg,0.2ml/只)。计算CPP分数,检测IL-1 β、IL-6和TNF-α。动物模型的建立:CPP实验一般分为三个阶段:前测试阶段、实验阶段和测试阶段。前测期:小鼠提前1小时搬入检查室,置于黑暗中,以减少噪音,减少动物压力。正式训练前,取下隔板,将实验动物放入实验箱中自由移动15分钟,并记录它们在每个实验箱中的停留时间。每次实验结束后,清除小鼠粪便和尿液,用75%乙醇溶液擦拭各隔间的地板和墙壁,避免气味影响实验结果。在这个阶段,动物可以熟悉实验设备,减少新奇和压力,可以记录自然偏好(无条件的地点偏好)来选择动物。为了消除较大的个体差异,研究排除了在一个隔间里停留超过600秒或来回走动不到20次的小鼠。适应训练:将小鼠放入箱子内自由活动20分钟以适应箱子环境;训练阶段:甲基苯丙胺实验组小鼠腹腔注射METH,置于药物盒(黑箱)中,30分钟后取出。生理盐水组小鼠腹腔注射等量生理盐水,放置于相应的药箱(黑箱)中,30分钟后取出。对照实验于第2天同一时间进行。甲基苯丙胺组和生理盐水组小鼠注射同体积生理盐水后,置于非伴药箱(黑白箱)中。实验时间为30分钟。实验交替进行四次。试验阶段:经过8天的训练后,将动物放置在中间箱内,不进行任何药物治疗,并拆除隔板。动物们可以在每个箱子里自由穿梭。实验进行一次,记录动物在每个盒子中的停留时间。与对照组相比,在药箱中停留时间较长,提示小鼠存在药物依赖。所有的行为实验都是在光/暗周期的光照射阶段(7:00 am-7:00pm)进行的。跑步计划:两个实验采用不同运动模式1.运动调节C57BL/6J小鼠海马区基因差异表达改善甲基苯丙胺依赖成瘾模型建立后,给予模型中强度有氧跑步机运动。在运动干预前每天进行CPP测试,直到连续2天CPP测试与前测CPP分数无显著差异,说明CPP消失。运动组进行跑步机训练:速度10m/min,0°倾斜,加速度8m/min,45 min/d,共持续7天。所有跑步机活动都安排在上午9:00-11:30。久坐组被放在跑步机上,但不运动。每天测试久坐组和运动组的CPP。2.长期不同运动强度对C57BL/6J小鼠甲基苯丙胺成瘾及大脑皮层区、海马区和纹状体区炎性细胞因子IL-1 β、IL-6和TNF-α的影响分别在不同强度的有氧跑步机上进行甲基苯丙胺+跑步(低强度)、甲基苯丙胺+跑步(中等强度)。运动组进行跑步机训练,低强度:速度5m/min,0°倾斜,加速度8m/min,60min/d。中等强度:速度10m/min,0°倾斜,加速度8m/min,60min/d,共21天。每运动6天休息一天。所有跑步机活动都安排在早上8点到12点30分之间。两个久坐组小鼠(甲基苯丙胺组,生理盐水组)被放在跑步机上,但不运动。[结 果]1.运动干预的甲基苯丙胺成瘾小鼠对CPP的偏好在第3天消失,而没有运动的甲基苯丙胺成瘾小鼠对CPP的偏好则持续至第6天。此外,海马区转录组分析发现有12个显著差异基因表达。通过GO和KEGG富集分析,METH成瘾小鼠运动后免疫应答功能显著增强。通过qRT-PCR验证出12个差异表达的基因中有8个表达趋势与转录组一致。这些结果表明,运动可以促进小鼠METH成瘾的消失,8个差异表达基因可用于进一步研究METH成瘾小鼠运动调节机制。2.中等运动强度能有效减少甲基苯丙胺成瘾小鼠的CPP偏好。ELISA法检测脑组织中IL-1 β、IL-6和TNF-α含量。结果表明,低强度运动可降低小鼠大脑皮层区IL-1 β的表达,而中强度运动的降低更为明显。运动和甲基苯丙胺对小鼠大脑皮层区IL-6无显著影响,但在纹状体区有明显升高和降低的趋势。另外,甲基苯丙胺成瘾小鼠不同脑区的TNF-α有升高趋势,运动能降低TNF-α的表达,中等强度比低运动强度更有效。[结 论]1.运动可以减少雄性小鼠对METH的依赖,改善小鼠的METH成瘾性。通过转录组测序分析筛选出的8个差异表达基因可用于进一步研究METH成瘾小鼠运动调节机制;2.中等强度运动可以降低METH的导致的脑区炎性指标,改善METH引起的神经炎症反应。