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［摘要］目的 建立精神分裂症的动物模型，探讨腹侧被盖区（VTA）在精神分裂症发病中的作用。方法 电刺激大鼠VTA，并给予不同剂量的多巴胺受体拮抗剂氟哌啶醇（HAL）和SCH23390及促多巴胺释放剂苯丙胺，观察它们对大鼠精神分裂症模型的影响。结果 刺激VTA可引发大鼠的异常行为，HAL可提高VTA刺激阈值，降低其行为评分;SCH23390可提高大鼠VTA刺激阈值;苯丙胺可降低大鼠VTA刺激阈值，差异均有显著意义（ t= 3.81～7.50，u=3.0～10.5，P <0.05、0.01）。结论 该模型可以用来研究精神分裂症的病因及机制。
［关键词］ 精神分裂症;腹侧被盖;电刺激;多巴胺拮抗剂
STUDY OF ANIMAL MODEL OF SCHIZOPHRENIA BY ELECTRICAL STIMULATION IN RATS
NIE HUI-ZHEN， WANG LEI， ZHONG WEI-ZHEN， et al
（Department of Pharmacology， Qingdao University Medical College， Qingdao 266021， Chi-na）
［ABSTRACT］ObjectiveTo study the role of ventral tegmental area （VTA）in etiology of schizophrenia in animal models. MethodsA schizophrenia animal models was establish by electrical stimulation of the VTA in rats and the effect of dopamine re-ceptor antagonists haloperidol （HAL） and SCH23390，as well as psychostimulant amphetamine on the model were observed. Re-sultsAbnormal behavior could be induced by electrical stimulation of VTA， HAL could raise the stimulation threshold of VTA and reduce the behaviour scores; SCH23390 elevated VTA stimulation threshold while amphetamine reduced the threshold， the difference was significant （ t=3.81-7.50;u=3.0-10.5;P <0.05，0.01）. ConclusionThe animal model can be used in the study of etiology of schizophrenia.
［KEY WORDS］schizophrenia; tegmentum mesencephali; electric stimulation; dopamine antagonists
精神分裂症发病机制与中脑多巴胺（DA）系统功能过度或敏化密切相关［1］。中脑腹侧被盖区（VTA）是脑内DA能神经元集中的区域，其纤维投射到边缘系统和大脑皮质有关脑区如伏核（NAC）、额前皮质（PFC）等，组成中脑-皮质-边缘系统，研究其功能活动所表现的特征行为可作为揭示脑内精神活动的突破口。本实验用电刺激大鼠VTA的方法，建立精神分裂症的动物模型，并观察经典和非经典抗精神病药物对此模型的作用，进一步探讨VTA在精神分裂症发病中的作用。
1 材料和方法
1.1 材料
1.1.1实验动物 选择雌性Wistar大鼠36只，体质量 200～ 230 g，由青岛市药品检验所动物中心提供，符合清洁级动物质量标准。控制室温（23±2）℃，动物于实验前置实验室环境适应1周，自由进食、饮水。实验均在14:00～19:00间进行，实验中保持室内安静。
1.1.2药品 氟哌啶醇（HAL）注射剂，上海旭东海普药业有限公司生产;SCH23390（选择性D1 受体拮抗剂），Sigma公司生产;苯丙胺，购自国家麻醉品实验室。
1.1.3仪器 SEN-3201电子刺激器，BENCH-mark脑立体定位仪，SS-102J隔离器，日本光电公司生产;SMUP-PC生物信号处理系统，上海医科大学生理学教研室提供;YSD-4型生理药理多用仪，蚌埠无线电二厂生产。
1.2 动物模型的制备 按文献［2］方法腹腔注射40 mg/kg戊巴比妥钠麻醉大鼠，固定于脑立体定位仪上，按照K⒐nig图谱确定大鼠VTA坐标:前囟后4.8 mm，旁开 1.0 mm ，硬脑膜下8.3 mm，插入直径为0.25 mm的绝缘双极电极，尖端分开约0.25 mm，另一端分别焊接一微型插头，电极和微型插头一起用牙托粉固定在颅骨表面上。术后连续3 d腹腔注射青霉素10万单位，预防感染。大鼠术后恢复2周，实验开始前将大鼠置于观察箱内（60 cm×35 cm×30 cm）适应环境15 h左右，在其安静状态下进行电刺激。刺激参数为:波宽 1 ms ，频率 100 Hz ，持续时间 2 s ，从 10 μA 起以 10 μA 为增加梯度刺激10次直到100 μA，刺激间隔5 min以排除前次刺激余留效应的干扰。大鼠首次出现行为学表现时的电流强度为刺激阈值。用摄像机监视刺激前后1 min内大鼠的行为表现，同时用四道生物信号微机处理系统（SMUP-PC）分别记录大鼠脑电变化。参考GLENTHOJ等［3］和TAKEMI等［4］的评分标准评价其行为学反应:0分:静止不动，几乎或根本没有活动;1分:抬头，或伴有弱嗅;2分:前肢或后肢活动但没有步移，嗅动作时间多于10 s;3分:刻板前行（大鼠以一种刻板行为沿观察箱周边快速转圈）不多于3步，并伴有刻板嗅探（大鼠左右观望，步移，并伴有嗅动作）;4分:刻板前行3～10步，刻板嗅探时间多于15 s;5分:刻板前行多于10步，刻板嗅探多于20 s。
1.3 药物干预实验
1.3.1DA受体拮抗剂对大鼠精神分裂症模型的影响 将24只大鼠随机分为HAL组和SCH23390组，HAL和SCH23390分别配制成生理盐水溶液，于刺激前30 min行腹腔注射给药，剂量为:HAL 0.15 、0.30、0.60 mg/kg;SCH23390 0.05、0.10、 0.20 mg/ kg;观察不同DA受体拮抗剂对VTA刺激阈值和行为评分的影响。实验前腹腔注射等量生理盐水作自身对照，实验间隔3 d。
1.3.2促DA释放剂对大鼠精神分裂症模型的影响 将12只大鼠随机分成对照组和苯丙胺组，每组6只，将苯丙胺溶于生理盐水，苯丙胺组大鼠腹腔注射苯丙胺4 mg/kg，每天1次，连续给药2周。对照组给予同剂量的生理盐水，给药方法及时间与苯丙胺组相同。观察慢性给予苯丙胺对VTA刺激阈值和行为评分的影响。
1.4 统计学方法 应用SPSS统计学处理软件对所得数据进行统计学处理，数据间比较采用配对 t 检验和等级秩和检验（Mann-Whitney U 检验）。
2 结果
2.1 刺激VTA后大鼠异常行为的变化 低电流刺激VTA引发大鼠抬头，1～2步前行，弱嗅时间小于10 s;高电流刺激VTA引发大鼠刻板前行超过3步，并伴有刻板嗅探。大鼠刻板前行于刺激后立即发生并很快停止，嗅探行为则发生在前行结束后。大鼠的行为评分随电流强度增加而线性增加（图1），大鼠脑电无异常变化。
2.2 药物对大鼠VTA刺激阈值的影响
2.2.1不 同剂量HAL对大鼠VTA刺激阈值的影响0.15 mg/ kg HAL对大鼠VTA刺激阈值没有影响，0.30、0.60 mg/kg HAL可提高大鼠VTA刺激阈值。见表1。
2.2.2S CH23390对大鼠VTA刺激阈值的影响 0.05 mg/kg SCH23390对大鼠VTA刺激阈值没有影响，0.10、0.20 mg/kg SCH23390可提高大鼠VTA刺激阈值。见表2。
2.2.3苯丙胺对大鼠VTA刺激阈值的影响 与对照组相比较，苯丙胺组大鼠于末次给药后的第1天、第2周、第4周VTA刺激阈值降低。见表3。
图1 不同剂量的HAL对大鼠VTA刺激行为评分的影响（略）
与用药前比较，*P<0.05，**P<0.01，n =12
表1 HAL对大鼠VTA刺激阈值的影响（略）
与用药前比较，*t=3.88、5.23，P <0.01
表2 SCH23390对大鼠VTA刺激阈值的影响（略）
与用药前相比较，*t=3.87，P<0.05;**t=7.50，P <0.01
表3 苯丙胺对大鼠VTA刺激阈值的影响（略）
与对照组比较，*t=3.81～4.25，P <0.01
2.3 药物对大鼠VTA刺激行为评分的影响
2.3.1HAL对大鼠VTA刺激行为评分的影响 在10～100 μA的10个电流强度级水平观察中， 0.15 mg/ kg HAL不改变大鼠行为评分，0.30、 0.60 mg/ kg HAL可降低大鼠40～100 μA电流级水平的行为评分（ u=3.0～10.5，P <0.05、0.01）。见图1。
2.3.2SCH23390对大鼠VTA刺激行为评分的影响 0.10和0.20 mg/kg SCH23390可降低大鼠每个电流级水平的行为评分，使刺激-反应曲线右移，但差异无显著性。
2.3.3苯丙胺对大鼠VTA刺激行为评分的影响 与对照组相比较， 于末次给药后的第1天和第4周，苯丙胺组大鼠行为评分均有轻度提高，但差异无显著性。
3 讨论
本文高频电刺激VTA建立精神分裂症动物模型实验中观察到，大鼠异常行为与精神兴奋剂如安非他明、可卡因诱发的行为相似，刺激电流增加，大鼠行为评分增加，且能被DA受体拮抗剂减轻，结果与精神分裂症的DA假说相吻合。提示刺激大鼠VTA可增加脑内DA释放，在大鼠脑内产生暂时的高DA状态。现已发现的DA有5种受体亚型，根据它们作用特征的相似性，分为D1 样受体（包括D1 和D5 ）D2 样受体（包括D2 ，D3 ，D4 ）。DA受体可分为突触后受体和DA自身受体。突触后DA受体有D1 样受体D2 样受体。D2 受体可负反馈调节DA神经元生物合成、释放及放电活动。HAL为D2 受体拮抗剂，本实验结果显示其可以提高VTA刺激阈值，降低行为评分，而且随剂量增加，阈值提高及行为评分降低的程度也增加。NAC或尾状核微量注射HAL可以拮抗安非他明注射后引起的穿梭活动［5］。这些结果提示，HAL作用于突触后DA受体，而不是突触前DA受体，因此可以减弱VTA刺激导致的异常行为。D1 受体拮抗剂SCH23390可阻断安非他明或阿朴吗啡引起的异常行为［7］。STEWART等［8］研究显示，将SCH23390微量注射入VTA或黑质可减弱系统安非他明穿梭活动，说明SCH23390作用于该区的DA神经元或非DA神经元D1 受体。在本实验中，选择性D1 受体拮抗剂SCH23390可提高异常行为阈值，说明精神分裂症与D1 受体相关，但SCH23390并不能像HAL一样降低行为评分，说明精神分裂症与D2 受体更相关。已知苯丙胺可 促进DA释放［6］，本实验观察到慢性给予大鼠苯丙胺引起其VTA刺激的阈值降低，有行为敏化现象。RICHTAND等［9］认为该敏化行为和NAC的D3 受体下调有关。综上所述，电刺激VTA使大鼠脑内产生高DA状态，大鼠行为表现与精神兴奋剂诱发的表现相似，能被不同的DA受体拮抗剂减弱，被慢性给予苯丙胺增强，该模型对研究精神分裂症的病因及机制有重要价值。
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［9］ RICHTAND S， NEIL M， WOODS C， et al. D3dopamine re-ceptor，behavioral sensitization，and psychosis［J］. Neurosci Biobehavi Rev， 2001，25:427.
（本文编辑 黄建乡）
（青岛大学医学院药理学教研室，山东 青岛 266021）