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目的帕金森病(Parkinson’s diseases,PD)是一种特发性的神经退行性疾病。其主要的病理特征为中脑黑质致密部(Substantia nigrapars compacta,SNpc)多巴胺能神经元退行性变和坏死。由此造成的的多巴胺缺乏将引起进行性自主运动功能障碍,如运动迟缓、僵直和静息性震颤等。此外,还可以出现非运动表现,如认知功能减退、神经心理改变(焦虑抑郁等)。目前所使用的治疗药物多巴胺制剂虽然能够提升脑内多巴胺的含量,缓解患者早期运动症状,但它对多巴胺能神经元并没有保护作用,不能有效延缓和阻断疾病的发展。有研究表明帕金森病的主要发病机制之一是氧化应激。氧化铈纳米粒子是一种强大的抗氧化应激物质,能在神经退行性疾病的治疗中发挥显著作用。因此,我们考虑利用氧化铈降低脑黑质区域的氧化应激水平,从而达到保护和修复损伤的多巴胺能神经元,延缓疾病的目的。而利用药物治疗帕金森病需要面临的首要问题是血脑屏障会阻碍大部分药物进入大脑,因此,需要采取一定手段开放血脑屏障。低强度聚焦超声(Low-intensity focused ultrasound,LIFUS)联合微泡(Microbubbles,MBs)已被证明是一种安全、有效、可逆地开放血脑屏障并进行药物递送的方式。基于此,本研究拟通过建立1-甲基-4-苯基-1,2,3,6四氢吡啶(1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine,MPTP)诱导的帕金病小鼠模型,采用LIFUS联合载氧化铈微泡为输送药物策略,初步探讨此治疗方式对帕金病模型小鼠的运动功能、空间认知能力及焦虑表现的改善情况。方法1.采用机械震荡法制备载氧化铈脂质微泡(Cerium oxide microbubbles,Ce O2-MBs),并检测其表征和理化性质。2.在探索不同辐照参数的LIFUS联合微泡开放小鼠血脑屏障的研究中,采用25只C57健康小鼠,雄性,体重约20g~25g,8-10周龄,随机分为5组(n=5),分别为A组(Control组)、B组(LIFUS组)、C组(LIFUS+MBs组),C组根据超声辐照参数的不同分为C1(1w 1min)组、C2(2w 1min)组、C3(3w 1min)组。Control组小鼠尾静脉注射生理盐水(100u L),其他4组小鼠尾静脉注射微泡(100u L);1分钟后根据不同分组情况采用不同刺激参数的LIFUS辐照小鼠大脑,Control组予以假辐射;最后尾静脉注射伊文氏蓝(Evans blue,EB)染料;待染料于体内循环2小时后,采用心脏灌注法取小鼠脑组织,肉眼观察对比小鼠大脑切片的蓝染情况,定性分析血脑屏障(Blood Brain Barrier,BBB)的开放情况,采用苏木素-伊红(Hematoxylin-Eosin,HE)染色方法评价脑组织损伤情况。3.在LIFUS联合载氧化铈微泡(Cerium oxide microbubbles,Ce O2-MBs)对帕金森病模型小鼠行为学影响的研究中,采用30只C57健康小鼠,雄性,体重约20g~25g,8-10周龄,随机分为5组(n=6),分别为:Control组、MPTP组、MPTP+LIFUS组、MPTP+LIFUS+MBs组、MPTP+LIFUS+Ce O2-MBs组。采用连续5天腹腔注射MPTP(30mg/kg)建立亚急性PD模型,Control组在建模期间采用等量生理盐水进行腹腔注射。接下来进行间隔1天、共10天的LIFUS联合微泡治疗。在实验前、建模后及超声辐照治疗结束后一周内,通过转棒实验、爬杆实验评估各组小鼠治疗前后的运动能力,通过Y迷宫检测小鼠的空间认知能力,通过旷场实验观察各组小鼠治疗前后的自主运动能力及焦虑情况。4.采用HE染色评估上述治疗方式对体内各脏器组织的病理损伤情况。结果1.自制的Ce O2-MBs、MBs的表征:肉眼观Ce O2-MBs、MBs均为均匀乳白色悬浊液。光镜下观察所制备的微泡成球形空泡,中央区透亮,大小均一,分布均匀,无聚集现象。Ce O2-MBs粒径约为(607.67±269.23)nm,分散指数:0.197,电位:(-8.22±0.33)m V。MBs粒径约为(478.57±161.67)nm,分散指数:0.106,电位:(-7.04±0.63)m V;紫外可见光分光光度计(酶联免疫检测仪)检测Ce O2-MBs的包封率约56.20%。微泡在4°C条件下放置8小时,随着静置时间的增加,肉眼观微泡出现分层现象,溶液颜色变澄清,电镜观察,部分微泡逐渐变大,微泡大小不均一,脂质层变薄,出现聚集现象。2.在探索不同辐照参数的LIFUS联合微泡开放小鼠血脑屏障的研究中:A组、B组小鼠接受超声辐照的脑实质范围内未见确切EB染料渗出,C组中C1(1w 1min)、C2(2w 1min)、C3(3w 1min)各亚组小鼠的脑组织辐照区均有不同程度的EB染料分布,并且随着超声刺激强度的增加,蓝染的程度及范围增加。HE染色可见A组、B组、C1组小鼠脑实质无红细胞渗出,C2组可见单个红细胞渗出、C3组可见片状红细胞渗出。3.在LIFUS联合Ce O2-MBs对帕金森病小鼠行为学影响的研究中:(1)疲劳转棒实验结果显示,与对照组相比,MPTP组小鼠在转棒仪上停留时间减少(P<0.01),LIFUS组、LIFUS+MBs组进行治疗后小鼠在棒时间有所延长(P>0.05)、LIFUS+Ce O2-MBs组在棒时间可延长更明显(P<0.05)。(2)爬杆实验表明,与MPTP组相比,LIFUS组、LIFUS+MBs组小鼠的爬杆时间有所减少(P>0.05),而LIFUS+Ce O2-MBs组减少更为显著(P<0.05)。(3)旷场实验结果显示,与对照组相比,MPTP组小鼠的周围区运动距离百分比明显增加(P<0.05),LIFUS组、LIFUS+MBs组、LIFUS+Ce O2-MBs组有所减低,且LIFUS+MBs组、LIFUS+Ce O2-MBs组数据有统计学意义(P<0.05)。(4)Y迷宫实验结果表明,与对照组相比,MPTP小鼠的自发交替率明显降低(P<0.05),LIFUS组、LIFUS+MBs组、LIFUS+Ce O2-MBs组有所增加,且LIFUS+MBs组、LIFUS+Ce O2-MBs组自发交替率改善有统计学意义(P<0.01)。4.LIFUS联合Ce O2-MBs对帕金森病模型小鼠治疗结束后,肉眼观察小鼠实验过程中无异常行为改变,各重要脏器病理切片结果无明显出血、水肿等改变。结论:1.成功制备单纯脂质微泡和载氧化铈微泡。2.低强度聚焦超声联合微泡能够有效、安全地打开血脑屏障,在本研究中最适超声辐照参数为:辐照能量为2W,辐照时间为1min,超声输出频率为650k HZ±10%,治疗头焦距为:12.5mm±15%,超声仪器工作模式为脉冲模式(工作时间为1s,间隔时间为2s)。3.低强度聚焦超声联合载氧化铈微泡的治疗方式能影响帕金森病模型小鼠的部分行为学,如运动能力、空间认识能力和焦虑情绪方面。