研究目的:最近,帕金森病(Parkinson disease,PD)的发病机制聚焦到小胶质细胞活性特别是后续的细胞因子增高上。大量临床证据提示PD患者的睡眠发生变化,然而,其基本的细胞机制仍有待了解。本研究在一个动物PD模型上阐明除多巴胺能和γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid,GABA)能系统以外大脑白介素(interleukin,IL)1β对睡眠的影响。
设计:我们给小鼠长期皮下注入鱼藤酮(一种线粒体复合物-I抑制剂),从而诱导形成帕金森样模型。在该动物模型中采用行为检验和酪氨酸羟化酶免疫细胞化学证实存在PD。给予研究对象起激动剂和拮抗剂作用的药物,为其中枢摄取,以检测多巴胺、GABA和IL-1在鱼藤酮介导的睡眠改变中的作用。5个独立大脑区域的细胞因子表达亦由西点和酶联免疫吸附分析法(enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)测定。
背景:国立台湾大学和中国医科大学的睡眠记录设备。
参与者和干预:为雄性Sprague-Dawley鼠植入脑电图电极、一个热敏电阻及一个脑室内导引套管。每只鼠在背部植入一皮下Alzet微泵,并缓慢注入鱼藤酮。
测量和结果:我们发现研究对象的移动行为减少,慢波睡眠(slow-wave sleep,SWS) 在黑暗(活动)期增加而照明(休息)期减少,输入鱼藤酮后黑暗期的快速眼动期睡眠(rapid eye movement sleep,REM)增强。该鱼藤酮PD动物模型成功减少了黑质中的酪氨酸羟化酶阳性神经元,导致睡眠障碍,如PD患者中可见到的过度日间嗜睡和夜间失眠,并抑制移动行为。在脑室内注入多巴胺和GABA阻滞剂对鱼藤酮诱导的睡眠变化影响较小,这说明现有PD鼠模型中多巴胺和GABA能系统损害不是其睡眠障碍的主要介质。鱼藤酮并未改变TNF-α表达。然而,使用鱼藤酮后下丘脑的IL-1β表达增加,脑室内注入IL-1受体拮抗剂可阻断睡眠变化而非移动行为改变,这些结果暗示在鱼藤酮诱导PD的小鼠中,升高的下丘脑IL-1β介导睡眠变化而不介导移动力改变。
结论:这些观察提示鱼藤酮诱导的睡眠-觉醒改变主要由睡眠相关的中枢IL-1升高导致。
(叶芳摘自SLEEP 2007;30(4): 413-425)
|