不同频率重复经颅磁刺激对慢性应激抑郁模型大鼠行为的影响*

张朝辉，赵 琳，任慧聪

1)新乡医学院第二附属医院临床心身二科 新乡453002 2)新乡医学院第二附属医院重点实验室 新乡453002

△女，1972年10月生，博士，教授，研究方向:神经症与应激，E-mail:Zzhui816@126．com

重复经颅磁刺激(repetitive transcranial magnetic stimulation，rTMS)是近年来发展起来的一项新型神经电生理技术［1］，被广泛应用于抑郁症的治疗。根据参数的不同，rTMS 可以激活、抑制或干扰不同皮层－皮层、皮层－皮层下网络神经细胞的活动，从而产生不同的神经生理效应［2］。高频刺激可以易化局部神经元活动，提高大脑皮质的可兴奋性［3］;低频刺激可以抑制局部神经元活动，降低大脑皮质的可兴奋性［4］。该实验在既往研究的基础上，建立大鼠慢性应激抑郁模型，分别采用10 和1 Hz 的rTMS 干预模型大鼠，观察不同频率的rTMS 对模型大鼠抑郁行为的影响。

1 材料与方法

1．1 材料 实验动物:50只SPF 级成年雄性SD 大鼠由河南省实验动物中心提供［许可证号:SCXK(豫)2010－0002］，体重为200～220 g，适应性饲养2周后用于实验。设备与仪器:旷场反应箱(100 cm×100 cm ×40 cm)(深圳市沃瑞德生命科技有限公司)，Smart Version 2．5．16 轨迹图像分析软件(美国Smart Software 股份有限公司)，CCY－Ⅰ型磁刺激仪及环形动物线圈(武汉依瑞德公司)，CS－2 大(小)鼠穿梭避暗二用箱(张家港市青松医学仪器有限公司)。

1．2 实验动物分组与处理

1．2．1 分组方法 实验分为两部分。Ⅰ:造模前对大鼠进行首次行为学测定并进行行为学评分，从中筛选出评分均一的大鼠45只。选取8只大鼠为正常对照组，每笼4只，正常饲养，不做任何处理;余37只大鼠用于造模，单笼孤养，接受孤养联合慢性不可预见性温和应激(chronic unpredictable mild stress，CUMS)造模。造模结束后进行第2次行为学测定，对造模组大鼠的抑郁程度进行评估，剔除造模不成功的大鼠。Ⅱ:将造模成功的32只大鼠按随机数字表分为4组:模型组(不给予任何处理)，高频组(给予10 Hz rTMS)，低频组(给予1 Hz rTMS)，伪刺激组(模拟rTMS 环境但不进行rTMS)。在rTMS干预期间，这4组大鼠继续给予孤养联合CUMS 处理以维持抑郁行为，避免抑郁行为减退。rTMS 干预结束后，全部大鼠进行第3次行为学测定。

1．2．2 造模方法 按Willner［5］方法改进后采用孤养联合CUMS 造模。造模组大鼠给予21 d 的CUMS，每个周期7 d，共3个周期，具体CUMS 方法包括:禁食水24 h、夹尾2 min、行为限制120 min、昼夜颠倒24 h、潮湿垫料24 h、4℃冰水游泳5 min 及电击足底2 min，共7种应激方法，将这7种应激方法随机分配到每个周期中，每日采用1种应激方法，同种应激不能连续使用，使大鼠无法预料刺激的发生。

1．2．3 rTMS 干预方法 高频组和低频组大鼠在造模成功后24 h 内采用CCY－Ⅰ型磁刺激仪及环形动物线圈行rTMS 干预。给予磁刺激时固定大鼠头部，线圈平面与大鼠大脑半球相切。高频和低频干预均为3个疗程:5 d 为1个疗程，每2个疗程间隔2 d;具体刺激参数见表1。伪刺激组给予相同的处理，但线圈不通电，无脉冲发出。

表1 高频及低频组rTMS 干预参数表

1．3 大鼠行为学测评方法 体重测量:分别于造模前、造模后以及rTMS 干预后测量各组大鼠体重。体重减分率=(处理后体重－处理前体重)/处理前体重×100%。

蔗糖水消耗实验:大鼠分别于造模前、造模后以及rTMS 干预后禁水24 h，给予10 g/L 蔗糖水溶液，测定大鼠在1 h 内的饮水量，1 h 内的饮水量(mL)与体重(g)的比值即蔗糖水消耗量。

旷场实验:实验装置由旷场反应箱和数据自动采集处理系统两部分组成。分别于造模前、造模后以及rTMS 干预后测定各组大鼠5 min 内的行为表现，主要包括水平运动评分和垂直运动评分，水平运动评分以大鼠5 min 内的水平运动距离(cm)表示，垂直运动评分以大鼠5 min 内的垂直直立次数表示。实验在安静的环境内由两名观察者独立进行，最终数据取两人所测的平均值。每次实验结束后彻底清洁旷场反应箱，以免上次动物余留的信息(如动物的大小便、气味)影响下次测试结果。

1．4 统计学处理 采用SPSS 20．0 处理数据。采用两独立样本的t 检验比较造模后正常对照组和造模组大鼠的体重减分率、蔗糖水消耗量以及旷场实验的水平运动评分和垂直运动评分，采用单因素方差分析比较干预后5组大鼠的体重减分率、蔗糖水消耗量以及旷场实验的水平运动评分和垂直运动评分，两两比较采用LSD－t 检验，检验水准α=0．05。

2 结果

2．1 造模对抑郁模型大鼠行为变化的影响 造模组大鼠的体重减分率、蔗糖水消耗量、水平运动评分和垂直运动评分均低于正常对照组。见表2。

表2 造模后正常对照组和造模组大鼠各行为学指标比较

2．2 不同刺激频率对抑郁模型大鼠行为变化的影响 见表3。由表3 可知，干预后高频组和低频组大鼠体重减分率、蔗糖水消耗量、旷场实验的水平运动评分以及垂直运动评分均高于模型组和伪刺激组;高频组与低频组相比，差异无统计学意义。

表3 5组大鼠各行为学指标比较

3 讨论

该研究采用国内外较为认可的CUMS 联合孤养的方法建立慢性应激抑郁大鼠模型。造模组大鼠的体重减分率、蔗糖水消耗量以及旷场实验的水平运动评分及垂直运动评分均低于正常对照组，说明造模后大鼠的体重增加较正常大鼠缓慢，蔗糖水消耗量较正常大鼠减少，运动能力较正常大鼠降低，提示成功建立了慢性应激抑郁大鼠模型。

抑郁症是目前为止疾病负担最重的一类精神疾病［6］，它以显著而持久的情绪低落或兴趣丧失为主要特征，并伴有躯体症状、认知障碍、睡眠饮食障碍等，严重影响患者的生活质量。rTMS 是近年来发展起来的一项新型神经电生理技术［1］，被广泛应用于抑郁症的治疗。rTMS 的作用原理是通过特殊的仪器产生变化的磁场，穿透颅骨并作用于脑组织，从而诱发感应电流，改变神经细胞的兴奋性，引起各种生理反应［7］。然而rTMS 的效果依赖于频率:低频rTMS(1 Hz 或更小频率)抑制大脑皮层的兴奋性，而高频(5～20 Hz)则产生相反的效果［8－9］。研究［10］表明，给予脑缺血大鼠高频rTMS 预处理后，在大脑可产生抗凋亡作用从而改善症状。国内外文献［11－12］报道高频rTMS 可用于治疗抑郁症，其抗抑郁作用已得到普遍认同。该研究结果显示，经过10 Hz 的rTMS 干预后，与模型组和伪刺激组相比，高频组大鼠的体重减分率增高，提示高频组大鼠体重增长速度较快;高频组大鼠的蔗糖水消耗量增加，提示高频组大鼠的快感缺失症状有一定的改善，对快感的感受以及兴趣均有了显著的提高;高频组大鼠的水平运动评分以及垂直运动评分均有升高，提示高频组大鼠的探索能力以及运动能力有了显著提升;以上行为学的变化均表明高频rTMS 可以改善慢性应激抑郁模型大鼠的抑郁样行为。低频rTMS 对抑郁症的治疗作用目前也有众多研究支持。陈运平等［13］的动物模型实验显示，低频rTMS 能够改变慢性应激抑郁模型大鼠的抑郁样行为，这与Sachdev 等［14］的研究相一致。该研究结果显示，经过1 Hz 的rTMS 干预后，模型大鼠各指标的变化趋势与高频刺激大鼠的相似，提示低频rTMS 对慢性应激抑郁模型大鼠的抑郁样行为也有一定的改善作用。高频组和低频组相比，慢性应激抑郁模型大鼠的抑郁行为的改善并无明显差异。

综上所述，rTMS 干预可以改善慢性应激抑郁模型大鼠的抑郁样行为;高频rTMS 和低频rTMS 对大鼠抑郁行为的改善作用基本相同。但rTMS 改善抑郁样行为的机制仍不十分清楚，有待今后进一步研究。

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