艾灸和电针百会穴改善母婴分离大鼠行为学及LTP缺陷的对比研究

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目的:流行病学研究提示,生命早期应激(Early life stress,ELS)对人类的情感、行为及认知过程能够产生短暂或深远的影响。幼儿在早期暴露于不良的生活事件更易影响大脑的发育和稳态,甚至导致自身出现认知障碍或精神类疾病。母婴分离(maternal separation,MS)是指在个体生命早期新生儿出生后因某种原因被迫与母亲分开。正常情况下,大部分哺乳类动物在出生后一段时间内与母亲共同生活,并建立起紧密的联系。母亲对婴儿的抚摸、哺乳等各方面行为对婴儿个体的成长发育有非常积极的作用。母婴分离是一种生命早期的应激事件,它对个体产生应激的方式是剥夺婴儿在出生后至断乳前和母亲的紧密联系。有研究表明,生命早期母婴分离可能会影响神经递质释放,从而影响神经内分泌系统,改变下丘脑-垂体-肾上腺轴(HPA)的功能,从而表现出焦虑症、抑郁症、自闭症、社交及认知功能障碍等,这些影响可能会延续到成年阶段。在母婴分离对子代行为及神经发育影响的研究中,啮齿类动物的母婴分离模型被认为是最有效的模型之一。目前来讲,临床上针刺用于防治情志类疾病、认知功能障碍已有较多报道,但艾灸治疗认知功能障碍的应用较少。艾灸用于治疗抑郁症、焦虑症、血管性痴呆等精神类疾病的案例已经逐渐增加。艾灸作为一种外治法,其刺激温和,不良反应少的特点,在我国传统医学中有其独特的优势以及实用价值。但是关于电针和艾灸这两种治疗手段对生命早期应激造成的焦虑、抑郁、认知功能损害的疗效对比尚未见报道。因此,立足于国内外对于母婴分离以及针灸的研究进展现状,本研究采用随机对照动物实验,建立早期母婴分离(maternal separation,MS)模型,选取“百会”穴进行艾灸与电针干预,旨在:(1)观察生命早期母婴分离模型大鼠成年早期认知功能的影响;(2)观察电针与艾灸干预对母婴分离模型大鼠社交与认知行为的改善作用;(3)运用在体电生理手段探讨电针与艾灸干预对生命早期母婴分离模型大鼠突触可塑性以及疗效比较。方法:1.母婴分离模型大鼠建立:所有雄性幼崽(对照组和母婴分离组)在出生后第60天进行随机分组,其中母婴分离组分为模型(MS)组、艾灸组(Moxibustion,Moxi)和电针组(Electroacupuncture,EA)。正常组:动物不接受任何刺激,断奶后自由获得食物和饮水。模型组:动物在出生后第一天开始每天进行母婴分离4小时,一直连续进行21天。每天按照规定时间完成分离后,放回母鼠身边后正常饲养,断奶后自由获得食物和饮水。在出生后第81天开始进行实验。艾灸组:动物进行母婴分离后,在出生后第61天开始进行艾灸干预治疗。治疗时间从出生后第61天至第81天,每天艾灸干预治疗1次,每次艾灸的时间是20分钟,持续3周。电针组:动物进行母婴分离后,在出生后第61天予以电针干预治疗。治疗时间从出生后第61天至第81天,每天治疗1次,电针频率是10Hz,持续3周。2.艾灸与电针干预:艾灸干预方法:根据《实验针灸学》关于“百会”的定义,治疗前以穴位为中心,剃去直径约2cm区域的毛发,暴露两个穴位的皮肤,用艾条垂直距离大鼠“百会”穴位约1.5cm,点燃后给予施灸,悬灸20min,每天治疗1次,每周治疗6天,休息1天,持续治疗3周。电针干预方法:电针治疗时采用异氟烷麻醉系统对大鼠进行气体麻醉,根据《实验针灸学》关于“百会”的定义,为准确控制电针的电刺激输出,本研究使用以色列A.M.P.I.公司生产的电刺激器作为电针刺激器,刺激参数为频率10Hz,脉冲宽度50us,电流1m A,持续时间15min,进针深度约3mm。电针时间20min,每天治疗1次,每周治疗6天,休息1天,持续治疗3周。3.母婴分离模型大鼠行为学检测:(1)持续观察并记录母婴分离模型建立后各组大鼠的体重变化,记录并分析结果,统计并分析各组大鼠在造模后和治疗前后体重变化。(2)三箱社交试验(3-Chambered Social Test):评估母婴分离模型大鼠的社交行为能力。(3)Morris水迷宫(Morris water maze,MWM):检测母婴分离模型大鼠海马依赖性的空间学习与记忆能力的变化。(4)Fear conditioning条件性恐惧实验:检测母婴分离模型大鼠在海马依赖性的学习记忆能力的变化4.母婴分离模型大鼠的在体海马电生理记录(1)海马CA1网络振荡功率谱分析。(2)记录海马SC-CA1突触的场电位,给予高频串刺激(每串刺激包括100个脉冲,频率100Hz,串间隔30s,2串刺激)分析长时程增强(LTP)诱导,分析模型和两种干预措施对突触可塑性的影响。结果:1.体重指标出生后第3周(PND21)母婴分离结束后,各组体重变化无明显差异;第8周开始艾灸与电针治疗前,各组体重变化无统计学差异;第11周结束艾灸与电针治疗后,各组体重变化无统计学差异。2.行为学指标在三箱社交实验中,模型组与对照组相比,在刺激鼠放进后,社交笼的探索时间显著下降(p<0.05);电针组与模型组相比,在刺激鼠放进后,社交笼的探索时间无统计学意义(p>0.05);艾灸组与模型组相比,在刺激鼠放进后,社交笼的探索时间有所增加(p<0.05)。在水迷宫实验中,各组大鼠在定位航行训练阶段的逃离潜伏期随训练时间的增多而减少,且对照组、艾灸组和电针组子鼠的逃避潜伏期与模型组相比均有缩短(P<0.05),其中模型组在第5天的逃避潜伏期与对照组相比比较明显增加,差别具有统计学意义(p<0.05);艾灸组的逃避潜伏期在第5天时明显缩短,与模型组相比有统计学差异(p<0.05);而电针组在第5天的逃避潜伏期与模型组比较明显缩短,差别具有统计学意义(p<0.01)。在条件性恐惧实验中,模型组与对照组相比,模型组的僵立时间明显减少;电针组与模型组相比,电针组的僵立时间有所增加,差异具有统计学意义;艾灸组与模型组相比,艾灸组的僵立时间有所增加,差异具有统计学意义;各组大鼠在声音暗示性条件恐惧实验中僵立时间组间无明显差异。3.在体海马突触长时程增强(LTP)记录在体海马长时程增强LTP记录中,给予高频刺激(HFS)后,模型组的兴奋性突触后电位(f EPSP)斜率与对照组相比明显降低,差别具有统计学意义(p<0.05);艾灸组与模型组相比有所提高,差别具有统计学意义(p<0.05);电针组与模型组相比明显提高,差别具有统计学意义(p<0.01)。结论:1)生命早期母婴分离应激使子代大鼠成年后产生一定程度的社交行为障碍,同时伴有学习记忆等认知行为损伤;2)艾灸干预能更加有效改善母婴分离模型大鼠诱导的社交行为障碍,增强其社交行为能力,而电针不能显著改善社交行为障碍;3)艾灸与电针都可以改善母婴分离模型大鼠的海马依赖性空间学习记忆;4)电针干预可以在不同程度上改善母婴分离模型大鼠海马依赖性恐惧相关学习记忆,5)电针和艾灸都能够显著增加母婴分离模型大鼠受损的SC-CA1突触长时程增强现象,电针的改善程度更强。本研究证实了艾灸与电针治疗对生命早期母婴分离应激导致的大鼠行为学异常与大脑海马突触可塑性有显著改善作用,但两者干预对于不同行为学缺陷有不同的改善作用,因此我们的研究将会更好地推进艾灸、电针以及两者结合使用来共同治疗生命早期不良事件对个体产生社交障碍情志以及认知损伤。
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