目前有理论认为阿片依赖是一种慢性复发性脑病川,是慢性阿片使用后导致的一种行为及神经可塑性 方面的改变「’〕。神经可塑性指神经系统功能与结构的可塑性,宏观上表现为脑功能、行为表现 及精神活动改变,微观上表现为神经元突触、神经环路的微细胞结构与功能的变化<3j。突触是 神经元之间的连结,是神经信息传递的关键结构,是神经可塑性变化的敏感部位。突触可塑性(synaptieplastieity)是指突触在形态(突触形态的改变以及新的突触联系的形成和传递功能的建 立)和功能上(突触的反复活动引致突触传递效率的改变)的改变川。有研究发现慢性阿片使用可 导致腹侧被盖区多巴胺神经元树突减少、直径变短、胞体变小〔’〕,但慢性阿片使用是否导致或 导致何种突触结构可塑性改变,尚未见相关研究。为此,本研究采用透射电镜及图像分析技术测量 了慢性吗啡处理大鼠伏隔核(NAe)及海马(火1区(HIP(姚1)神经元突触界面结构参数 的改变,以求了解慢性吗啡处理所导致的突触结构可塑性改变。1材料与方法1.1实验动物及分 组雄性Sprague一Dawley(SD)大鼠10只(湖南省卫生防疫站实验动物中心提供 ),月龄2一3月,体重180一2209。在动物实验室适应3天后,随机分为对照组及吗啡组 ,每组5只,进人实验程序。实验室通风良好,室温24℃,光照周期SAm一SPm,大鼠进食 饮水自由。1.2慢性吗啡处理方式<“〕吗啡组大鼠每天两次腹腔注射盐酸吗啡(沈阳第一制药 厂生产,批号001005),起始剂量smg/kg/次,逐日递增smg/kg,直至第10 天时50mg八g砍。对照组大鼠按同期对照原则注射同体积的生理盐水。1.3灌注、定位与取 材
磷酸盐缓冲液(PBS)配制,pH7 .4>250ml先快后慢灌注固定。灌注后迅速取脑,参照边缘系统解剖图取伏隔核和海马CAI 区:并置于2.5%戊二醛的固定液中,待制备超薄电镜切片。1.4电镜样品制作程序经2.5 %戊二醛前固定后,取出标本并在0.lmd几PBS缓冲液清洗,1%四氧化饿后固定(2小时 ),0.lmol几PBS漂洗三次,丙酮逐级脱水(50、70、90、100%),每级15 分钟,EPon812环氧树脂包埋,LKB型修块机修块定位,LKB型超薄切片机切片,片厚 60nm,捞片于铜网上,醋酸铀、硝酸铅双重染色。1.5电镜观测指标在日立H一600透射 电镜下观察,放大巧000倍后随机摄片,传输人安装有高清晰度彩色病理图像分析软件HPIA S一1000(同济医科大学千屏音像工程公司研制)的电脑。测量的突触界面结构参数包括突触 界面曲率、突触活性区长度、突触后致密物厚度(PSD)及突触间隙宽度。突触界面结构参数测 量时,电镜照片多次放大到45000倍。多次放大后的单个突触形态见下图1。1.6突触界面结构参数测量方法由经验丰富的技师采用HPIAS一1000按盲法进行测量。突触界面曲率的测量参照Jones等的方法阁,即界面曲率以突触界面弧 长与弦长之比表示。活性区长度与突触后膜致密物厚度参考Guldner方法进行测量网。突触 间隙宽度用多点平均法测定。测量示意图见图Za及图Zb。图Za突触界面曲率测量示意图(引 自Jones)A正向弯曲型突触(即突触后膜向前膜嵌入)B平直型突触C负向弯曲型突触(即突触前膜向后膜嵌人)!一—一v一~一‘一!L图Zb突触活性区长度及突触后致密物厚度测量示意图(引自Guldner)PD=突触后致密 物厚度(PSD)L=突触活性区长度1.7统计学分析突触界面结构参数以均数士标准差表示。 用SPSS10,0统计软件处理,比较采用成组设计资料的t检验。2结果2.1两组大鼠伏隔 核神经元突触界面结构参数测量结果如表1所示,吗啡组大鼠伏隔核神经元突触活性区长度及PS D厚度显著小于对照组,突触界面曲率和突触间隙宽度与对照组之间的差异无显著忿7下表1两组 大鼠伏隔核突触结构参数的测量结果及比较(x士、)组别只数突触界面曲率pSD厚度(nm)突触间隙宽度(~)对照组吗啡组1.1553士0.0788活性区长度(~)319.30土13.40226.46士21.1058.7士4.9520.8士1.161 .1357士0.074343 .5士5 .44哥.2 1 .2士1 .68注:PSD:突触后致密物厚度;与对照组相比,‘P<0.05,“P<0.01;下表标 注同。2.2两组大鼠海马CAI区神经元突触界面结构参数测量结果如表2所示,吗啡组大鼠海 马CAI区神经元各突触界面结构参数与对照组之间的差异无显著性。但四种突触界面结构参数测 量值有减小趋势。表2两组大鼠海马CAI区突触结构参数的测量结果及比较(x士:)组别只数突触界面曲率PSD厚度(nm)突触间隙宽度(nm)对照组吗啡组1.1965士0.142171 .1土20 .020 .1士4 .031 .1481士0.1428活性区长度(nm)264 .58士58 .20251.26士112.8154.3士15.719.3士3.643讨论突触是神经信息 传递的关键部位,也是神经可塑性变化的敏感部位。突触界面结构参数是反映突触可塑性改变的敏 感指标。研究表明药物、行为训练、外界刺激及年龄等诸多因素都可引起突触结构参数改变<’。 l。突触结构参数的测量指标较多,目前常用的为突触界面曲率、突触活性区长度、突触间隙宽度 及突触后致密物厚度等。突触界面结构与突触功能状态及神经信息传递有重要联系<’。一川。突 触界面曲率增大、活性区长度增加、PSD增厚及突触间隙变窄可能是突触传递功能增强的结构基 础。反之突触传递效能是降低的。本研究显示,终止慢性吗啡处理六天后,吗啡组大鼠伏隔核神经 元突触活性区长度及PSD小于对照组,海马CAI神经元各突触参数值虽与对照组间差异无显著 性,但突触界面曲率、突触活性区长度、PSD厚度测量值有减小趋势(至于慢性吗啡处理后较短 的时间,如3小时或3天,测量时各参数值组间差异是否存在差异有待进一步研究)。根据上述突 触结构与突触功能状态及神经信息传递的重要联系,可以推论,慢性阿片使用后,在与阿片精神依 赖最密切相关的脑区伏隔核,突触传递效能是下降的,即产生了反映耐受及依赖的突触结构特征。 本研究提示慢性吗啡处理大鼠部分脑区神经元突触结构产生了可塑性改变,支持并为阿片依赖的神 经可塑性理论提供了科学依据。慢性吗啡处理大鼠伏隔核、海马CA1神经元突触可塑性研究@张瑞岭$新乡医学院第二附属医院!河南,新乡,453002
@郝伟$中南大学湘雅二院精神卫生研究所
@刘克菊$中南大学湘雅二院精神卫生研究所
@岳伟华$中南大学湘雅二院精神卫生研究所
@徐锡萍$中南大学湘雅医学院!湖南,长沙,410011吗啡;;伏隔核;;海马CA1区;; 突触可塑性目的:通过测量吗啡组及对照组大鼠伏隔核及海马CAl区神经元突触界面结构参数, 探讨慢性吗啡处理所导致的突触可塑性改变。方法:将10只雄性Sprague-Dawley大鼠随机等分为吗啡组(腹腔注射吗啡,起始剂量5mg/kg,2次/d,逐日递增5 mg,至第10天为50用相同方式注射同体积的生理盐水)。末次注射后6天灌注处死,取伏隔电 镜标本后在日立H-600透射电镜下测量神经元突触界面结构参数。结果:吗啡大鼠伏隔核神经 元突触活性区长度(226.46±21.10nm)及突触后致密物厚度著小于对照组(319 .30±13.40nm,58.7±4.95nm)(P<0.01),突触界面曲率及宽度与 对照组差异无显著性(P>0.05);两组大鼠海马CAl区神经元突触结构参数测量值之间差异均无显著性(P>0.05)。结论:慢性吗啡处理可导致伏隔核神经元突触的可塑性改变。<1>Leshner AI.Addiction is a brain disease,and it matters. Sci-ence,1997,278:45-47．
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