脾气虚大鼠焦虑样行为及其初步机制研究
刘文俊1柴纪严1谢 鑫1吴成举1陈 靖1单德红2▲
1.辽宁中医药大学教学实验中心,辽宁沈阳 110847;2.辽宁中医药大学基础医学院,辽宁沈阳 110847
[摘要]目的研究脾气虚大鼠焦虑程度的变化并探讨其可能机制。方法选取雄性SD大鼠16只,体质量(200±10)g,将其随机分为对照组和脾气虚组(模型组),每组8只。旷场实验评价大鼠焦虑程度;ELISA法测定海马组织ATP和缩胆囊素-8(CCK-8)含量;免疫组化法检测海马CCKB型受体(CCKBR)表达。结果与对照组比较,模型组的焦虑程度显著降低(P<0.01),海马组织的 ATP 含量降低(P<0.05),海马 CCK-8 水平变化不明显(P>0.05),但其受体表达下降(P<0.05)。结论脾气虚时焦虑程度下降,其初步机制与海马能量不足和CCKBR表达减少有关。
[关键词]脾气虚;焦虑;缩胆囊素-8;缩胆囊素B受体;ATP
焦虑是机体在适应新环境过程中所表现出的一种基本情绪,具有一定的趋避性,适度焦虑具有保护意义。研究发现,海马缩胆囊素(cholecystokinin,CCK)及其 B 型受体(CCK B receptor,CCKBR)与焦虑的形成关系密切[1-4]。中医将焦虑归属神志范畴,由心所主,但也依赖于脾主运化的功能,因为神志受气血供养,而脾为气血生化之源,如果脾气不足,则神失所养,焦虑程度势必受到影响,但目前没有相关报道。本研究首先观察脾气虚状态下大鼠的焦虑样行为变化,进而围绕海马CCK及其受体表达探讨其发生机制。
1 材料与方法
1.1 实验动物与分组
选取SPF级雄性SD大鼠16只,体质量(200±10)g,购于本溪实验动物中心[许可证号:SCXK(辽)-2010-0001],随机分为对照组和脾气虚组(模型组),每组8只。大鼠饲养于辽宁中医药大学实验动物中心[许可证号:SYXK(辽)-2013-000-9],自由饮水进食,18~23℃,相对湿度45%~55%。适应性饲养1周后开始实验。
1.2 脾气虚模型的复制方法及评价标准
模型组大鼠按文献[5-6]方法复制和评价脾气虚证模型,即15d内给予饥饱失常刺激(饱食1 d+禁食2d,共5个循环),同时每日水温35~37℃游泳至力竭,以大鼠出现消瘦、食少、神疲和乏力等表现为模型复制成功。
1.3 大鼠焦虑程度评价
采用旷场实验(open-field test,OFT)法评价。 将大鼠放入OFT-100大小鼠开场活动实验系统的箱体中心,记录其5 min内在不同区域的活动时间。将箱体底部分为25个小格,规定中间9格为中心区域,四角的四格为角落区域,其他12个格为周边区域。焦虑程度=(角落活动时间+周边活动时间)/中心活动时间[7-9]。彻底清洁箱体后,检测下1只大鼠。
1.4 海马组织ATP和CCK-8含量检测
采用ELISA法。10%水合氯醛腹腔注射麻醉大鼠(3.5 ml/kg)后,取双侧海马组织,按文献[10]方法,应用Bio-Rad美国伯乐iMark酶标仪,严格按试剂盒说明书操作。
1.5 海马CCKBR表达
采用免疫组化法。按文献[11]方法,即制备海马石蜡切片(4 μm)后,常规脱水,双氧水封闭,PBS 洗 3 min×3 次,柠檬酸缓冲液(0.01 mol/L,pH6.0),微波炉高火3 min,低火维持15 min,冷却至室温后PBS洗3 min×3次;滴加血清封闭液,37℃水浴30 min,弃血清,滴加兔抗大鼠CCKRB受体多克隆抗体(1∶300,三蒸水稀释),4.0℃过夜;37℃水浴 2 h;PBS 洗 3 min×3 次,滴加羊抗兔 IgG,37℃水浴 30 min;PBS洗 3 min×3次,DAB显色,苏木精复染,梯度乙醇二甲苯脱水,中性树胶封片。阴性对照采用抗体稀释液代替一抗,步骤同上。镜下CCKBR阳性反应物呈棕黄色,采用BI-2000医学图像分析系统分析其平均光密度。
1.6 统计学处理
采用统计学软件SPSS 17.0分析数据,计量资料以均数±标准差(±s)表示,采用 t检验,计数资料以率表示,采用χ2检验,以P<0.05为差异有统计学意义。
2 结果
2.1 两组大鼠焦虑程度的比较
由图1和表1可见,对照组大鼠主要活动于角落和周边区域,较少通过中心区域;与此相比,模型组大鼠在中心区域活动增加,活动时间显著延长,角落活动时间明显增加,周边活动时间无明显变化,但焦虑程度低于对照组,差异有统计学意义(P<0.01)。

 
图1 大鼠典型运动轨迹(0→MAX表示活动时间增加)
A.对照组;B.模型组
表1 两组大鼠焦虑程度的比较(±s,n=8)

 
与对照组比较,*P<0.01
2.2 两组大鼠海马组织ATP和CCK水平及CCKBR表达的比较
与对照组比较,模型组海马ATP含量和CCKBR表达低于对照组(均P<0.05),但CCK-8水平虽然减少,但差异无统计学意义(P>0.05)(表2)。
表2 海马组织ATP和CCK-8水平及CCKBR表达的比较(±s,n=8)

 
与对照组比较,*P<0.05
3 讨论
随着焦虑症发病率日渐提高,相应的中医研究和治疗也成为社会需求[12-14]。但中医典籍中无焦虑症的明确记载,特别是目前尚不清楚五脏与焦虑的关系,因此开展相关研究具有一定的现实意义。
与焦虑症不同,焦虑属于一种具有适应性意义的重要情感反应,能够提高大脑的反应性和警觉性,协调机体各部分功能,以应对威胁自身安全的危险情景。焦虑虽属于负性情绪,但其趋避特性可以让机体远离危险,因此具有重要的保护意义。检测动物焦虑样行为的方法较多,本研究选用了OFT。OFT可以检测啮齿类动物自发活动和探索行为,最初应用于大鼠,后来逐步推广到小鼠及其他动物,现在也多用于检测大鼠的焦虑样行为[15-17]。本研究观察到,对照组大鼠进入旷场后,因对中心空旷区域存在畏惧,而更多地选择活动于角落和周边区域,即使通过中心区域也只是短暂停留,不会表现出较长时间的探究行为,产生较为明显的趋避性,焦虑程度较高,显示该组大鼠具有较为强烈的自我保护意识。
中医将自然界中各种事物的运动变化称为“神”,即“阴阳不测谓之神”(《素问·天元纪大论》),并认为心总管机体对外来刺激的应答,即心主神志。心具有“任物”功能,即接受和处理外来信息,对外界变化作出相应判断,以形成精神、意识和思维等活动。不过,心还需要其他四脏支持,才能正常执行“任物”功能,特别是脾化生气血的功能。中医认为气血为神的物质基础,如“血气者,人之神”(《素问·八正神明论》,“血者,神气也”(《灵枢·营卫生会》),因此,只有脾运正常,气血化生充足,从而维持心主神志功能,以正常“任物”,而脾气不足则导致气血化生不足,削弱心的“任物”能力,使其难以正确应对外来刺激,引起机体功能紊乱,甚至危及生命,即“得神者昌,失神者亡”(《素问·移精变气论》)。
鉴于脾主运化功能是神志活动的基础,本研究通过观察脾气虚大鼠的焦虑样行为变化,探讨脾与焦虑的关系。实验结果显示,模型组大鼠进入旷场后,其在中心区域活动时间明显延长,而角落停留时间变短,焦虑程度显著低于对照组。该组大鼠的上述表现提示,脾气虚时机体处在新的环境中,对未知危险的感知能力下降,不能正确应对潜在危险,自身保护能力不足。
海马是行为和情绪形成的重要结构,其神经元功能状态直接影响机体对外界的应答。本研究结果显示,模型组大鼠海马ATP含量显著低于对照组,提示海马神经元能量供给不足与脾气虚时焦虑程度下降有关。许多研究认为,ATP是气血的物质基础之一[18-19],由此推测脾可以通过生成ATP的方式维持机体适度焦虑。此外,海马神经元的相关神经递质在焦虑样行为产生中发挥重要作用。CCK-8虽然首先发现于胃肠道,却是广泛分布于大脑的一种重要神经肽,尤其以海马结构表达最为丰富。研究发现,CCK-8结合其受体后可以在认知行为、摄食和学习记忆等方面扮演重要角色,而其在焦虑方面的作用尤受重视[1-4]。本研究结果显示,模型组海马组织CCK-8水平虽无明显下降,但其受体表达显著低于对照组,提示该受体介导的海马神经元生物学效应可能出现异常,其中可能涉及了行为和情绪的产生等,但详细作用还需要后续工作证实。
综上所述,脾气虚可降低焦虑程度,其初步机制与海马能量不足和CCKBR表达减少有关。
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Study of anxiety-like behaviour and the initial mechanism of rats in spleen qi deficiency
LIU Wen-jun1CHAI Ji-yan1XIE Xin1WU Cheng-ju1CHEN Jing1SHAN De-hong2▲
1.The Teaching Laboratory Center,Liaoning University of Traditional Chinese Medicine,Shenyang 110847,China;2.Faculty of Basic Medicine,Liaoning University of Traditional Chinese Medicine,Shenyang 110847,China
[Abstract]ObjectiveTo study the anxiety degree change of rats in spleen qi deficiency rat and discuss its initial mechanism.Methods16 male SD rats with the body mass of(200±10)g were selected and they were randomly divided into the control group and spleen qi deficiency group(model group),and there were 8 rats in each group.Open-field test(OFT)was used to evaluate anxiety degree of rats.ELISA was chosen to measure ATP and CCK-8 concentrations in hippocampal tissue.Immunohistrochemical method was used to check CCKBR expression in hippocampal tissue.ResultsCompared with those in the control group,rat′s anxiety was reduced(P<0.01),hippocampal ATP level was decreased(P<0.05),hippocampal CCK-8 concentration was unchanged(P>0.05),hippocampal CCKBR expression was decreased(P<0.05)in the model group.ConclusionAnxiety in spleen qi deficiency is lower and its initial mechanism might involve in decrease of hippocampal ATP level and CCKR expression.
[Key words]Spleen qi deficiency;Anxiety;Cholecystokinin-8;CCKB receptor;ATP
[中图分类号]R332
[文献标识码]A
[文章编号]1674-4721(2017)07(b)-0004-03
(收稿日期:2017-06-05 本文编辑:许俊琴)
[基金项目]国家重点基础研究发展计划(2013CB531702)
[作者简介]刘文俊(1990-),男,硕士,助理实验师,主要从事脾胃生理机制研究
通讯作者:单德红,男,教授,硕士研究生导师