基本信息
- 项目名称：
- 氯胺酮对大鼠蓝斑核和内侧前额叶皮质Fos蛋白表达的影响
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 生命科学
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 本研究为应用基础研究。该研究采用整体动物行为学观测和脑组织水平的分子生物学蛋白定量技术相结合的方法，检测氯胺酮处理后运动行为、刻板行为的改变，以及蓝斑核和内侧前额叶皮质两脑区的关键蛋白Fos的表达改变。结果显示氯胺酮组大鼠出现热痛镇痛和运动亢进、刻板行为，伴有LC和mPFC的Fos蛋白表达增加。结论为氯胺酮可引起热痛镇痛效应和行为异常，伴有LC和mPFC的Fos蛋白表达增加。
- 详细介绍：
- 氯胺酮是一种临床常用的静脉麻醉药，也是被最为滥用的毒品之一（俗称K粉），但至今其作用机理及中枢定位仍未有定论。既往关于氯胺酮中枢作用部位的研究多集中在丘脑、大脑皮层和边缘系统等部位，在LC和mPFC等方面的研究较少，但大量研究证实LC和mPFC与疼痛的情绪成分调制有关。而又有研究发现氯胺酮的镇痛效应主要与阻滞痛觉的情绪成分有关，而对身体感觉成分的影响较小。考虑到LC是脑干核团的重要部分，而mPFC与情感、情绪变化和认知的关系极为密切，我们试图证实氯胺酮的复杂药理学效应是否与这两脑区存在着一定关系。c-fos基因是一种即早基因，它的表达产物—Fos蛋白是一种转录调节因子，可以作为神经元激活的标志，这一发现给氯胺酮的中枢作用部位的研究带来新的方法。 本实验目的为检测氯胺酮对大鼠蓝斑核（locus coeruleus，LC）和内侧前额叶皮质（medial prefrontal cortex，mPFC）处Fos蛋白表达的影响。实验分为两组：氯胺酮组和对照组，观测大鼠腹腔注射氯胺酮注射液（100mg/kg）120min内的行为学变化和第120min时的热痛阈值的变化，然后采用Western blotting方法检测第120min时LC和mPFC脑区Fos蛋白的表达水平。结果表明氯胺酮组大鼠出现热痛镇痛和运动亢进、刻板行为，伴有LC和mPFC的Fos蛋白表达增加。结论为氯胺酮可引起热痛镇痛效应和行为异常，伴有LC和mPFC的Fos蛋白表达增加。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 目的：检测氯胺酮对大鼠热痛阈值和行为学及蓝斑核（LC）和内侧前额叶皮质（mPFC）处Fos蛋白表达的影响。 基本思路：氯胺酮组腹腔注射氯胺酮注射液100mg/kg，对照组注射等量生理盐水。观测大鼠用药120min内的行为学变化和第120min时的热痛阈值；并采用Western blotting方法检测用药第120min时LC和mPFC脑区Fos蛋白的表达水平。
科学性、先进性及独特之处
- 我们在仔细查阅大量国内外文献基础上，经过认真预实验后立题。课题被立为潍坊医学院大学生科技创新基金重点项目（编号KX2009012）。该研究采用整体动物行为学观测和脑组织水平的分子生物学蛋白定量技术相结合的方法，通过检测氯胺酮处理后运动行为、刻板行为的改变，以及关键蛋白Fos的表达改变，在国内首次报道了氯胺酮与LC和mPFC两个脑区的Fos改变有关。该课题研究方法科学，数据真实，结论可靠。
应用价值和现实意义
- 我们研究表明：腹腔注射大剂量氯胺酮（100mg/kg）后第120min时大鼠的热痛阈值明显升高，伴有运动亢进、刻板行为，同时还发现LC和mPFC处Fos蛋白的表达明显增多。本研究有助于理解氯胺酮的特殊药理学效应，同时为氯胺酮作用的中枢定位研究提供一定的线索，为进一步研发特异性更好的全麻药物积累实验资料。
学术论文摘要
- 摘要 目的 检测氯胺酮对大鼠蓝斑核（locus coeruleus，LC）和内侧前额叶皮质（medial prefrontal cortex，mPFC）处Fos蛋白表达的影响。 方法 24只Wistar大鼠随机分为4组（n=6）：对照1组、2组（C1组、C2组），氯胺酮1组、2组（K1组、K2组），分别腹腔注射生理盐水，氯胺酮100mg/kg。C1组和K1组用于检测大鼠用药120min内的行为学变化和第120min时的热痛阈值；C2组和K2组用于通过Western blotting方法检测用药第120min时，LC和mPFC脑区Fos蛋白的表达水平。结果 K1组较C1组热痛阈值明显升高（P<0.05）和运动亢进、刻板行为（P<0.01）。K2组较C2组LC和mPFC处Fos蛋白表达均明显增多（P<0.05和P<0.01）。 结论 氯胺酮可引起热痛镇痛效应和行为异常，伴有LC和mPFC的Fos蛋白表达增加。
获奖情况
- 论文《氯胺酮对大鼠蓝斑核和内侧前额叶皮质Fos蛋白表达的影响》已投稿至《中国疼痛医学杂志》，复审中。
鉴定结果
- 该课题通过了潍坊医学院专家的鉴定，被立为潍坊医学院2009年大学生科技创新基金重点项目（编号KX2009012）
参考文献
- 1.诸葛启钏，主译．大鼠脑立体定位图谱．第3版，北京：人民卫生出版社，2005：(70-79，119~124). 2.张健，陈萍．氯胺酮中枢药理作用的定位研究．医学综述，2003，9(9)：576~577. 3.Lehner M, Taracha E, Skorzewska A, et al. Sensitivity to pain and c-fos expression in brain structures in rats. Neurosci Lett, 2004, 370(1): 74~79. 4.Blokland A, Lieben C, Deutz NE. Anxiogenic and depressive-like effects, but no cognitive deficits, after repeated moderate tryptophan depletion in the rat. J Psychopharmacol, 2002, 16(1): 39~49. 5.Watanabe M, Yoshikawa M, Takeyama K, et al. Subchronic administration of ketamine decreases the mRNA expression of serine racemase in rat brain. Tokai J Exp Clin Med, 2010, 35(4): 137~143. 6.Zaki J, Ochsner KN, Hanelin J, et al. Different circuits for different pain: patterns of functional connectivity reveal distinct networks for processing pain in self and others. Soc Neurosci, 2007, 2(3-4): 276~291.
同类课题研究水平概述
- 氯胺酮是一种临床常用的静脉麻醉药，具有镇痛效果好，对呼吸和循环功能抑制轻，亚麻醉量有强效镇痛效应等优点，但是它产生的精神副作用限制了其临床应用。氯胺酮因其复杂的作用机制使研究者们始终对它保持着浓厚的兴趣，虽然近年来随着分子生物学技术，电生理技术的广泛应用，使得氯胺酮的中枢作用机制与定位研究有了长足的进步，但是其中枢作用部位及作用机理仍未有定论。既往关于氯胺酮中枢作用部位的研究多集中在丘脑、大脑皮层和边缘系统等部位，较少涉及到LC和mPFC这两脑区。 大量研究证明这两脑区与疼痛调制关系密切。LC与情绪、行为及意识状态有关，在痛觉传递、调控和针刺镇痛过程中起着重要作用。mPFC与痛觉调制系统有着广泛的联系，能传导疼痛中不愉快的情绪成分，是内源性痛觉过敏调制系统的重要组成部分。同时有研究发现氯胺酮的镇痛效应主要与阻滞痛觉的情绪成分有关，而对身体感觉成分的影响较小。研究发现，c-fos基因的表达可以作为神经元激活的标志，其表达产物为Fos蛋白。近年来，这一发现常被用于神经系统的定位研究，也给氯胺酮的中枢作用部位的研究带来新的方法。 本研究选择LC和mPFC作为研究对象，采用Western blotting技术检测氯胺酮对大鼠LC和mPFC处神经元Fos蛋白的变化，并观测大鼠腹腔注射氯胺酮注射液120min内的行为学变化和第120min时的热痛阈值。本研究有助于理解氯胺酮的特殊药理学效应，同时为氯胺酮的中枢定位研究提供一定的线索。
