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研究目的:左旋多巴诱导的异动症运动障碍(levodopa-induced dyskinesia,LID)是帕金森(parkinson’s disease)病患者晚期致残性药物并发症。到目前为止,与LID产生相关的电生理机制还没有完全阐明。利用慢性在体多通道神经信号记录技术,我们在LID模型动物和PD模型动物的运动皮层(primary motor cortex,M1)和黑质网状部(substantia nigra pars reticulata,SNr)进行局部场电位记录和分析,并结合药物干预的方法,探讨LID相关的电生理机制,并进一步明确PD大鼠和LID大鼠内在电生理属性与运动障碍出现的相关性。实验方法:将27只雄性SD大鼠随机分成三组,其中空白对照组(sham组,n=7),帕金森组(PD组,n=10)和异动症组(LID组,n=10)。分别在清醒状态下对三组大鼠在急性应用左旋多巴前后进行M1和SNr进行局部场电位(local field potential,LFP)和分析,不自主运动行为学(AIMs)和反应时间△t记录。进一步运用五羟色胺(5-HT)自受体激动剂依托拉嗪(eltoprazine,Elto)进行慢性(13天)药物干预。在第14,16,18天记录静止期局部场电位,随后分别用左旋多巴,D2/D3受体激动剂喹吡罗(Qurinpirole)和D1受体激动剂SKF 38393进行药物诱发AIMs,分别记录各自的诱导时间,以及AIMs评分。研究结果:与给药前对比,PD组与LID组在急性左旋多巴注射后分别在M1和SNr记录到增强的4-10Hz功率谱密度和M1-SNr相干性,而增强的θ功率谱密度和相干性则在PD组和LID组间无差异;与PD组和sham组相比,LID组M1和SNr在静止期出现增强的4-10Hz功率谱密度,伴随着LID组在急性应用左旋多巴后诱发运动障碍的反应时间(response time,△t)显著缩短。在第14,16,18天,与PD/LID组对比,经三种多巴胺能激动剂分别诱导后,产生AIMs的反应时间显著短于PD/LID+Elto组,伴随着静止期的M1-SNr θ频段的功能连接的增高。研究结论:单次应用左旋多巴后增高的M1-SNr的θ功能连接与AIMs的出现密切相关而与其严重程度无关联,而这种θ频段信息流动方向为SNr→M1。在静止期,LID存在SNr→M1方向上的θ频段信息流动,同时伴随着LID大鼠显著降低的AIMs反应时间。这种静止期的信息流动可能介导了异动症个体对左旋多巴的敏感性。在在实验二,进一步证明上述结果,同时发现依托拉嗪可有效地阻断SNr→M1的θ信息流动。通过D2,D1受体激动剂的诱导进一步表明,SNr→M1的θ频段信息流动的产生无直接通路或者间接通路特异性,并且都能有效地介导了由多巴胺能药物引起AIMs的反应敏感性。结果也表明,依托拉嗪有可能参与到调控LID发生的病理生理机制,可能通过逆转或控制异动症突触可塑性适应不良改变的形成以及通过阻断SNr-M1功能连接进而削弱PD或LID个体对多巴胺能药物的敏感程度。