Orexin-A对晕动症缓解作用机制的研究

发布时间：2020-05-08 06:04

【摘要】：晕动症(motion sickness,MS)是由于机体暴露于异常加速度环境下所引起的多系统生理反应。晕动症早期症状主要包括食欲减退、面色苍白、嗜睡、冷汗等,随着刺激时间延长,还会出现恶心、流涎、呕吐及体温降低等自主神经反应。在动物实验中,晕动刺激会引起大鼠摄食减少、胃肠道反应(条件性张口和排便反应)、自发活动减少及体温降低等症状。文献报道,下丘脑外侧区(LHA)增食欲素(Orexin)系统在机体摄食、自主神经、心血管系统、昼夜节律、运动及体温方面具有重要的调节作用,Orexin神经元所合成分泌的Orexin-A(OXA)具有增加摄食、抑制恶心呕吐、促进自发活动以及调节体温等作用。这些作用效果与晕动症的症状恰恰相反。已明确,晕动症的症状表现与前庭内脏反射密切相关,然而Orexin系统是否参与前庭内脏反射的调节,以及是否对晕动症引起的植物神经症状具有缓解作用,目前未见报道。因此,本研究首先通过建立大鼠的前庭器官化学损毁模型,观察前庭损毁后大鼠的行为学异常(包括前庭行为学、旷场探究行为、笼内自发活动)及中枢Orexin表达变化;进一步通过抑制Orexin受体后观察对大鼠前庭损毁后的行为学变化的影响,以初步判断前庭损毁后Orexin系统活性的变化与前庭行为学异常的关系;其次,通过侧脑室外源性OXA注射,观察对大鼠晕动症相关症状的影响,以及下丘脑及脑干植物神经调控的相关核团Fos蛋白表达变化情况,以明确OXA发挥作用的核团;再次,通过下丘脑相关脑区微量注射OXA、Orexin受体抑制剂及大麻素1型受体(CB1R)抑制剂后,观察大鼠晕动症症状的变化情况;最后,通过荧光金(FG)逆行标记,观察脑干植物神经调控核团与下丘脑相关区域之间的解剖学通路。研究内容:1.观察大鼠前庭损毁所致行为学变化及Orexin表达变化建立两种前庭器官化学损毁大鼠模型(经鼓膜注射对氨基苯胂酸钠和经腹腔注射3’3-亚氨基二丙腈),观察模型大鼠的前庭行为学异常(包括原地转圈、倒退、颈部的异常后仰以及翻正行为、空中翻正反射、吊尾实验)、笼内自发活动及旷场探究行为变化;采用免疫组化法观察下丘脑LHA Orexin阳性神经元表达变化。2.观察侧脑室注射Orexin 1型受体(OX1R)抑制剂SB334867(SB)后,对前庭损毁致行为学异常的影响3.观察外源性OXA对晕动症相关症状的影响利用放射免疫分析法观察晕动症及其适应过程中,大鼠脑脊液OXA水平变化情况;利用侧脑室注射OXA后,观察OXA对晕动症所致的厌食、条件性张口、排便反应、自发活动减少及低体温症状的影响;利用免疫组化ABC法观察下丘脑及脑干植物神经相关核团Fos蛋白表达变化,以明确OXA发挥作用的相关核团。4.下丘脑相关核团注射OXA及Orexin受体抑制剂后,观察晕动症大鼠厌食、条件性张口、排便反应、自发活动减少及低体温症状的变化5.下丘脑相关核团注射CB1R抑制剂后,观察其对OXA缓解晕动症作用的影响6.下丘脑相关核团内注射FG进行逆行标记,观察脑干植物神经相关核团与下丘脑区域的解剖学通路研究结果:1、两种前庭损毁模型大鼠均出现明显的前庭行为学异常,并伴有明显的笼内自发活动及旷场探索行为亢进的现象;免疫组化结果发现两种模型大鼠LHA的Orexin阳性神经元数量明显增加;通过侧脑室注射OX1R抑制剂后能明显缓解前庭损毁引起的前庭行为学异常及自发活动、旷场探索行为亢进的现象。2、大鼠进行连续10d的旋转刺激后,脑脊液OXA水平明显升高。经侧脑室注射外源性OXA后,呈剂量依赖性地缓解晕动症大鼠厌食、条件性张口、排便反应、自发活动减少及低体温症状;给予OX1R抑制剂SB后,可剂量依赖性地阻断OXA对晕动症大鼠厌食、条件性张口、排便反应、自发活动减少症状的缓解作用;给予Orexin 2型受体(OX2R)抑制剂TCS-OX2-29后,可明显阻断OXA对晕动症大鼠低体温症状的缓解作用;免疫组化结果发现,晕动症大鼠孤束核(NTS)、臂旁核(PBN)、蓝斑(LC)、下丘脑室旁核(PVN)及下丘脑背内侧核腹侧部(DMV)的Fos蛋白表达明显增多,而OXA干预后,晕动症大鼠前乳头体核腹侧部(PMV)、LC、下丘脑背内侧核背侧部(DMD)的Fos蛋白表达明显增多,PVN、DMV则明显减少。3、下丘脑背内侧核(DMH)注射OXA能明显缓解晕动症大鼠的厌食及自发活动减少的症状;PVN注射OXA能减少晕动症大鼠的条件性张口次数;PMV注射OXA后则能明显缓解晕动症大鼠的低体温症状。DMH、PVN注射OX1R抑制剂预处理后,能明显阻断OXA对晕动症大鼠厌食、自发活动、条件性张口的缓解作用;PMV注射OX2R抑制剂后能阻断OXA对晕动症大鼠低体温的缓解作用。DMH注射CB1R抑制剂预处理后,能明显阻断OXA对晕动症大鼠厌食症状的缓解作用;PMV注射CB1R抑制剂预处理后,能明显阻断OXA对晕动症大鼠低体温症状的缓解作用。4.逆行示踪结果显示,分别在DMH、PMV注射FG后,大鼠PBN、NTS均能观察到FG逆标阳性神经元;而在PVN注射FG后,仅在PBN能观察到FG逆标阳性神经元。研究结论:1.前庭器官化学损毁可使LHA的Orexin阳性神经元数量明显增加,OX1R抑制剂可明显缓解前庭化学损毁后的前庭行为学异常及笼内自发活动、旷场探索行为亢进,表明Orexin可能在前庭损毁所致的行为学异常及运动机能亢进中起重要作用。2.侧脑室外源性OXA注射后,可明显缓解晕动症大鼠的厌食、胃肠道反应(条件性张口与排便)、运动障碍(自发活动减少)及低体温症状,使DMV、PVN的神经元活性下降,DMD、PMV的神经元活性升高。3.在晕动症模型大鼠下丘脑相关区域注射外源性OXA后,可通过激动DMH的OX1R缓解厌食及自发活动降低的症状;激动PVN的OX1R可缓解恶心、呕吐的症状;激动PMV的OX2R则缓解低体温症状;OXA还可能通过逆向激活CB1R,发挥缓解晕动症厌食及低体温症状的作用。4.脑干NTS与下丘脑DMH、PMV之间有直接的投射联系;PBN与DMH、PVN、PMV之间有直接的投射联系。表明晕动症时前庭内脏刺激信号可直接影响下丘脑植物神经上述相关核团的活性。
【图文】：

前庭,丘脑,后下,下丘脑外侧区

图 1. 前庭损毁后下丘脑 OXA 表达变化（Bregma 2.6 ～ 3.0 mm）A1-A4:损毁后 24h；B1-B4:损毁后 48h；C1-C4:损毁后 72h；LHA：下丘脑外侧区；PFA：穹窿周围区；DMH：下丘脑背内侧区；标尺= 400 μm

抑制剂,模型大鼠,前庭,自发活动

海军军医大学博士学位论文（三）抑制 OX1R 后明显改善前庭损毁大鼠行为学异常抑制 OX1R 后，模型大鼠的前庭损毁症状评分明显降低，笼内自发活动量和旷场探索行为均显著减少。单因素方差分析结果显示，与相应的 SHAM-Veh 和 SAL-Veh组相比较，AVL-Veh 和 IVL-Veh 组大鼠的前庭症状评分均明显增高（P < 0.001，，图 2）。经侧脑室注射 SB 后，两组模型大鼠的前庭症状评分相比对应的溶剂对照组有显著下降（P < 0.001）,但仍高于相应的 SHAM-Veh 和 SAL-Veh 组（P < 0.001，图 2A、B）。
【学位授予单位】：中国人民解放军海军军医大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：R594.6

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