中枢神经药物对两种品系小鼠行为学作用的比较

叶夷露，张建亭，钟雅文，张纬萍，沈香娣，魏尔清，张 琦

(1.浙江医学高等专科学校药理教研室，浙江 杭州 310053;2.浙江大学医学院药理学系，浙江 杭州 310058)

目前在中枢神经系统药物作用的研究中，昆明种(Kunming，KM)小鼠和ICR(Institute of Cancer Research)小鼠是常用的小鼠品系［1-3］。但是，研究表明采用不同品系、不同性别的小鼠，对中枢神经药物的作用存在差异［4-5］。

被动回避试验和开场自发活动是研究中枢神经药物常用的两种行为学方法。被动回避试验是利用动物趋暗避明的习性，用于检测动物学习记忆功能和条件反射的主要方法，实验简单易行，动物的差异性较小，在中枢神经药物研究中起重要作用。但是不同品系、不同性别的小鼠对回避试验学习的反应性不同［6-7］。开场自发活动最初主要用于研究动物的焦虑情绪［8］，也常用于检测药物对中枢神经的兴奋和抑制作用［9-10］。研究发现，各种中枢神经药物对开场自发活动同样存在品系和性别的差异［11-12］。

本研究采用典型的中枢兴奋药和中枢抑制药，对两种常用品系小鼠(KM和ICR)的被动回避试验及开场自发活动的作用进行研究和比较，为今后中枢神经药物研究中动物品系的选择提供依据。

1 材料与方法

1.1 实验动物 健康雄性昆明种小鼠和雄性ICR小鼠，体重(25～30)g，由上海斯莱克实验动物有限公司提供(实验动物合格证:SCXK(沪)2007-0005)。所有的动物实验均遵照国家实验动物饲养和使用指南，动物饲养在温度控制的环境(22±2)℃下，12 h明暗循环，自由饮食和饮水。

1.2 药品与仪器 咖啡因和麻黄碱购自日本Wako化学制造公司，地西泮购自江苏济川试剂有限公司，水合氯醛购于上海五联化工厂;被动回避试验采用大小鼠通用型穿梭箱(美国Lafayette公司);小鼠的自发活动采用大小鼠通用型自发活动观察系统(JLBehv-LAG-4，上海吉量软件科技有限公司)。

1.3 动物分组与给药方案 实验共分3大组:生理盐水对照组(n=19)、中枢兴奋药组(咖啡因3、10、30 mg/kg)与麻黄碱组(3、10、30、100 mg/kg)和中枢抑制药组(水合氯醛10、30、100 mg/kg)与地西泮组(1、3、10 mg/kg)。其中咖啡因、地西泮和水合氯醛溶解于生理盐水中，麻黄碱溶解于20%二甲基亚砜(DMSO)中，于被动回避试验前30 min或开场自发活动前10 min腹腔注射给药1次。各组的动物样本数见表1。

1.4 被动回避试验 第1天进行适应性训练和筛选。给药后30 min，将小鼠头部背向穿梭箱门轻轻地放入穿梭箱的明箱中，适应120 s后穿梭箱门打开。小鼠通过门进入暗箱后，门即关闭，同时给予1 mA电刺激3 s。如小鼠超过300 s未进入暗箱，则被剔除。第2天进行正式试验，方法同前，小鼠从明箱进入暗箱后，门关闭，实验结束，并记录小鼠从明箱进入暗箱的潜伏时间，超过300 s按300 s计。

1.5 开场自发活动实验 实验前3 d，实验人员每天将小鼠放到手上抓玩5 min，消除小鼠的紧张恐惧感。实验当天将小鼠放到实验室，先让其适应环境2 h。给药10 min后，将4只小鼠同时从黑色观察箱的底部中央以头部朝前的位置放入，关上箱门，在安静环境下用DigBehv动物行为分析系统连续采集2 h。实验结束后，将自发活动箱打开，清除粪便，用乙醇擦洗小鼠爬行过的铁网，消除异味。最后采用DigBehv动物行为分析系统采集、存储和分析视频信号。将每个开场划分为中央区域(20 cm×20 cm)和周边区域。以自发活动总路程、中央区域路程占总路程的比值(中央路程比值)和中央区域停留时间(中央停留时间)来评价小鼠自发活动特点。所有实验均在上午10点到下午5点之间进行。

2 结果

2.1 中枢神经药物对两种品系小鼠被动回避试验的影响 中枢抑制药地西泮3、10 mg/kg和中枢兴奋药咖啡因3、10、30 mg/kg，可使ICR小鼠被动回避试验中进入暗箱的潜伏期延长;同样，地西泮10 mg/kg和咖啡因30 mg/kg对KM小鼠也具有延长潜伏期的作用。另外，水合氯醛10 mg/kg和麻黄碱3 mg/kg使ICR小鼠进入暗箱的潜伏时间缩短;水合氯醛10、30、100 mg/kg对KM小鼠的潜伏时间也缩短。4种中枢神经药物仅咖啡因3 mg/kg，对两种不同品系小鼠的潜伏时间有差异。见图1。

图1 中枢神经药物对两种品系小鼠被动回避试验的作用Fig.1 The effect of psychoactive drugs on passive avoidance test in two strains of mice

2.2 中枢神经药物对两种品系小鼠自发活动的影响

2.2.1 咖啡因对两种品系小鼠自发活动的影响 在0～2 h总路程上，咖啡因3、10、30 mg/kg显著增加KM小鼠的总路程，3、10 mg/kg增加ICR小鼠的总路程，两种品系之间无显著性差异(见表1)。在空间分布上，咖啡因30 mg/kg可增加KM小鼠和ICR小鼠的中央路程比值，两种品系之间无显著性差异。在中央停留时间上，咖啡因10、30 mg/kg可降低ICR小鼠中央停留时间，较KM小鼠显著缩短。

2.2.2 麻黄碱对两种品系小鼠自发活动的影响 麻黄碱30、100 mg/kg可显著增加0～2 h内ICR小鼠和KM小鼠的总路程，10 mg/kg使ICR小鼠的总路程也增加，并且较KM小鼠有显著性差异(见表1)。麻黄碱可使KM鼠中央路程比值减少，但无显著性差异。ICR小鼠较KM小鼠中央路程比值显著增大，中央区域停留时间显著延长(图2)。

2.2.3 地西泮对两种品系小鼠自发活动的影响 地西泮3 mg/kg使ICR小鼠在0～2 h的总路程增加，并较KM小鼠有显著性增加;地西泮3、10 mg/kg使ICR小鼠中央路程比值降低、中央区域停留时间缩短，较KM小鼠有显著性差异(表1、图2)。

图2 生理盐水、麻黄碱10 mg/kg和地西泮3 mg/kg对两种品系小鼠自发活动作用的典型轨迹图Fig.2 Typical locomotor tracks at 0.5 － 2 h intervals after administration of 0.9%NaCl(A，control)，ephedrine 10mg/kg(B)and diazepam 3 mg/kg(C)in two strains of mice

2.2.4 水合氯醛对两种品系小鼠自发活动的影响 水合氯醛100 mg/kg能增加KM小鼠在0～2 h内总路程，ICR小鼠较KM小鼠有显著减少。在中央路程比值和中央停留时间上，两种品系小鼠各剂量组较生理盐水组均无显著性差异(表1)。

表1 中枢神经药物对两种品系小鼠自发活动的影响Table 1 The effect of psychoactive drugs on locomotor activities in two strains of mice

3 讨论

本研究采用被动回避试验和开场自发活动实验，客观定量地评价了中枢神经药物对两种常用品系小鼠行为学活动的影响。

与以往研究结果一致［13-15］，中枢神经药物对被动回避试验的学习记忆在两种品系之间无显著差异，这为中枢神经药物在被动回避试验的研究提供更多小鼠品系的选择余地。但是我们发现中枢抑制药地西泮可增强学习记忆能力，而水合氯醛则降低降低学习记忆能力，这可能与药物的作用机制有关。杏仁核GABAA/BZ受体不仅是地西泮抗焦虑作用的位点，同时也和调节记忆储存有关［16］。而水合氯醛的镇静催眠作用主要和其代谢产物三氯乙醇有关。以往研究发现，中枢兴奋药咖啡因可增强学习记忆的保留功能，并无增强学习记忆的获取功能［17］，这和我们发现的咖啡因可延长被动回避试验中潜伏期的结果一致，可能与改善海马CA1区神经元前体细胞的增殖有关［18］。研究发现麻黄碱对新生大鼠低氧缺血性脑损伤有保护作用，可增强记忆功能［19］，而我们的实验并未发现其对成年小鼠的作用，这是否和动物的种类及年龄有关尚需进一步研究确定。

开场自发活动实验是神经药理学研究中最常用的行为学实验之一，常用于研究药物对动物行为活动的影响，可检测药物对中枢神经的兴奋和抑制作用。一般认为，中枢神经兴奋时总活动量增加，中枢神经抑制时总活动量减少［20-21］，但是我们发现无论是中枢兴奋药还是中枢抑制药使小鼠总路程均增加，品系和剂量对总路程均有影响。这在 Nakamura-Palacios［22］、Turski［23］等研究中也有报道。两种品系小鼠总路程变化不明显，仅在麻黄碱10 mg/kg、地西泮3 mg/kg和水合氯醛100 mg/kg时，两种品系小鼠的活动总路程有显著差异。除了活动总路程，活动的空间分布特点在自发活动中具有重要意义。中央路程比值增大、中央停留时间增加或进入中央区域的潜伏期缩短，均表明焦虑缓解［24］。如今，自发活动不仅用于焦虑样行为的研究，还广泛用于中枢兴奋和抑制的研究。我们发现，麻黄碱10～100mg/kg对ICR小鼠较KM小鼠的中央路程比值显著增加，中央区域停留时间延长，是否说明麻黄碱对ICR小鼠的兴奋作用更强或具有抗焦虑作用尚需进一步研究。我们还发现，地西泮对ICR小鼠较KM小鼠的中央路程比值显著降低，中央区域停留时间缩短。这表明地西泮的抗焦虑作用可在ICR小鼠上得到较好的体现。

总之，本研究以被动回避试验的潜伏时间、开场自发活动总路程、中央路程比值、中央区域停留时间为观察指标，较深入地比较了中枢神经药物对两种品系小鼠被动回避试验和开场自发活动的影响，为今后中枢神经药物研究中动物品系的选择提供了依据。

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