抗精神病药对慢性铝暴露痴呆模型大鼠学习记忆功能的影响☆

曹红梅　杨小波　屈秋民

抗精神病药对慢性铝暴露痴呆模型大鼠学习记忆功能的影响☆

曹红梅*杨小波**屈秋民*

目的 观察抗精神病药（antipsychotics，AP）对于慢性铝暴露痴呆模型大鼠学习记忆功能的影响，以及典型AP和非典型AP影响的区别。方法 30只慢性铝暴露痴呆模型大鼠，随机分为3组，每组10只。利培酮组给予利培酮0.20 mg/（kg·d）灌胃，氯丙嗪组给予氯丙嗪10 mg/（kg·d）灌胃，对照组给予生理盐水灌胃。8周后3组大鼠进行Morris水迷宫测试，评价学习和记忆功能。结果 干预后，氯丙嗪组大鼠定向航行实验平均潜伏期[（24.8±1.6）s]长于利培酮组[（18.0±2.7）s]和对照组[（17.1±2.6）s]，差异有统计学意义（P＜0.01），利培酮组与对照组之间无统计学差异（P＞0.05）。定向航行实验中3组使用搜索策略类型所占比例无统计学差异（P＞0.05）。空间搜索实验中，氯丙嗪组大鼠在站台放置象限内停留时间[（34.7±8.4）s]短于利培酮组[（44.6±5.5）s]和对照组[（47.9±6.2）s]，差异有统计学意义（P＜0.01），利培酮组与对照组之间无统计学差异（P＞0.05）。氯丙嗪组大鼠穿越站台次数（6.0±2.2）少于利培酮组（8.6±2.8）和对照组（8.7±2.8），差异有统计学意义（P＜0.05），利培酮组与对照组之间无统计学差异（P＞0.05）。结论 该模型中经典和非经典AP均不能改善痴呆模型大鼠的学习记忆功能，经典AP对大鼠的学习记忆功能造成负面影响，而非经典AP则没有明显负面影响。

痴呆 抗精神病药 认知

阿尔茨海默病（Alzheimer’s disease，AD）是老年痴呆的主要原因，患者在认知功能损害的同时常出现痴呆伴发的行为和精神症状（behavioral and psychological symptoms of dementia，BPSD），并且几乎所有老年痴呆患者在病程中都会出现BPSD[1-2]。使用抗精神病药（antipsychotics，AP）控制BPSD症状的做法是否增加痴呆患者死亡率目前存在争议[3-5]。但目前缺乏有效改善BPSD症状的治疗方法，AP依然在广泛使用[6]。目前对AP治疗BPSD研究主要关注AP能否改善痴呆患者BPSD症状以及是否增加患者死亡率，而AP对患者认知功能影响的研究却被忽视。本研究拟通过对慢性铝暴露痴呆模型大鼠应用AP，观察AP对其学习、记忆等认知功能的影响，以及以氯丙嗪为代表的典型AP和以利培酮为代表的非典型AP造成的影响有无区别，以期为BPSD患者使用AP提供依据。

1　材料与方法

1.1慢性铝暴露痴呆模型大鼠的建立 90只12月龄雌性SD大鼠（西安交通大学医学部实验动物中心）按100 mg/（kg·d）AlCl3给予AlCl3溶液灌胃[7]。10只同月龄雌性SD大鼠普通饮食，作为正常对照。100 d后所有大鼠进行Morris水迷宫测试，其中穿越站台次数较正常对照平均穿越站台次数减少20%以上，且平均潜伏期较正常对照平均潜伏期延长20%以上者为学习记忆功能下降的痴呆模型大鼠[8]。从建模成功的大鼠中随机选取30只进行干预研究。

1.2分组与干预 30只痴呆模型大鼠，随机分为3组，每组10只。利培酮组给予利培酮0.20 mg/（kg·d）灌胃，氯丙嗪组给予氯丙嗪10 mg/（kg·d）灌胃，对照组每日给予生理盐水灌胃。干预8周后3组大鼠再次进行Morris水迷宫测试。

1.3Morris水迷宫测试 Morris水迷宫（北京隆冠科技有限公司）为一直径1.20 m，高0.55 m的圆形水池，内壁黑色。池水深0.45 m，水温24±1℃。房间内光照恒定，保证水池内无反射光。将Morris水迷宫分为东、南、西、北4个象限，大鼠从任意象限入水，2 min内爬上站台并停留3 s以上为大鼠找到站台，放回笼中，大鼠从入水至找到站台的时间为潜伏期。若2 min内未找到站台，将大鼠直接放在站台上停留5 s，再放回笼中，潜伏期计为120 s。在大鼠搜索站台过程中，摄像采集系统（北京隆冠科技有限公司）记录大鼠的运动轨迹，应用Morris动物行为实验软件（中国科学院心理研究所）根据大鼠的运动轨迹判定大鼠搜索站台的策略类型。策略类型分为直线式、趋向式和随机式3种，趋向式和直线式代表大鼠空间记忆能力好，随机式代表空间记忆能力差。前4天半每个上午和下午各实验2次，共进行18次，称为定向航行实验，记录第18次实验的潜伏期及搜索策略为定向航行实验结果。第5天下午将站台撤去，摄像采集系统记录大鼠寻找站台时在原放置站台象限的停留时间和穿越原放置站台位置的次数，称为空间搜索实验[8-9]。Morris水迷宫测试中潜伏期、搜索策略类型、在站台象限停留时间以及穿越站台次数反映大鼠学习记忆能力。

1.4统计学方法 数据采用SPSS 19.0进行统计分析。干预前后定向航行实验平均潜伏期与空间搜索实验中站台象限停留时间和穿越站台次数的比较采用重复测量资料方差分析，组内干预前、后比较采用配对样本t检验，干预前和干预后组间比较采用单因素方差分析，组间两两比较采用LSD-t检验。定向航行实验搜索策略的比较3×2表采用χ2检验Monte Carlo确切概率法，2×2表采用χ2检验Fisher确切概率法。检验水准α为0.05，双侧检验。

2　结果

2.1AP干预前后定向航行实验潜伏期 重复测量方差分析示，对于潜伏期，时间主效应（F=259.42，P＜0.01）和分组主效应（F=9.43，P＜0.01）具有统计学意义，时间与分组的交互效应存在统计学意义（F=170.27，P＜0.01）。组内比较，氯丙嗪组在干预前后潜伏期存在统计学差异（t=-8.04，P＜0.01），而利培酮组（t=-1.14，P=0.27）和对照组（t=0.52，P= 0.96）的变化无统计学意义。干预前3组间潜伏期无统计学差异（F=0.10，P=0.91），干预后3组间存在统计学差异（F=30.96，P＜0.01），其中氯丙嗪组潜伏期长于利培酮组（P＜0.01）和对照组（P＜0.01），利培酮组与对照组比较无统计学差异（P= 0.41）。见表1。

2.2AP干预前后定向航行实验搜索策略 组内比较，利培酮组在干预前后各搜索策略类型分布无统计学差异（P=1.00），氯丙嗪组（P=0.35）和对照组（P=1.00）亦无统计学差异。干预前3组间搜索策略差异无统计学意义（P=1.00），干预后3组间差异亦无统计学意义（P=0.52）。见表2。

2.3AP干预前后空间搜索实验站台象限停留时间 站台象限停留时间经重复测量方差分析示，时间主效应（F=8.16，P=0.01）和分组主效应（F= 6.24，P=0.01）有统计学意义，时间与分组的交互效应存在统计学意义（F=7.13，P＜0.01）。组内比较，氯丙嗪组在干预前后站台象限停留时间有统计学差异（t=2.49，P=0.02），利培酮组（t=0.22，P=0.83）和对照组（t=0.04，P=0.97）干预前后变化无统计学意义。干预前3组间站台象限停留时间无统计学差异（F=2.62，P=0.09），干预后3组间差异有统计学意义（F=10.19，P＜0.01），其中氯丙嗪组站台象限停留时间短于利培酮组（P＜0.01）和对照组（P＜0.01），利培酮组与对照组无统计学差异（P= 0.29）。见表3。

2.4AP干预前后空间搜索实验穿越站台次数 穿越站台次数经重复测量方差分析示，时间主效应有统计学意义（F=22.87，P＜0.01），分组主效应无统计学意义（F=0.67，P=0.52），时间与分组的交互效应有统计学意义（F=25.82，P＜0.01）。组内比较，氯丙嗪组干预前后穿越站台次数有统计学差异（t=2.21，P=0.04），利培酮组（t=0.08，P=0.94）和对照组（t=-0.15，P=0.88）变化无统计学意义。干预前3组间穿越站台次数无统计学差异（F=0.01，P=0.99），干预后3组间有统计学差异（F=3.47，P= 0.04），其中氯丙嗪组少于利培酮组（P=0.03）和对照组（P=0.03），利培酮组与对照组无统计学差异（P=0.93），见表3。

3　讨论

表1　AP干预前后痴呆模型大鼠定向航行实验潜伏期[（±s），单位：s]

表1　AP干预前后痴呆模型大鼠定向航行实验潜伏期[（±s），单位：s]

1）与干预前比较，经配对t检验，P＜0.01；2）与利培酮组比较，经LSD-t检验，P＜0.01；3）与对照组比较，经LSD-t检验，P＜0.01

干预后1 8 . 0 ± 2 . 7 2 4 . 8 ± 1 . 61)2)3)1 7 . 1 ± 2 . 6组别利培酮组氯丙嗪组对照组n 1 0 1 0 1 0干预前1 6 . 8 ± 2 . 1 1 7 . 1 ± 2 . 5 1 7 . 2 ± 1 . 5

表2　AP干预前后痴呆模型大鼠定向航行实验搜索策略（单位：次）

慢性铝暴露痴呆模型大鼠的脑组织可出现类似AD的病理改变[10]，该模型与运用基因工程或微创手术等方法制作的痴呆模型同样有效[11-12]，但更加经济简便。该大鼠模型仅有痴呆表现，并无精神病性症状，但本研究的主要目的是观察AP对痴呆大鼠学习、记忆等认知功能的影响，不涉及AP对于痴呆伴发精神病性症状的影响，故本研究采用此方法建模。流行病学调查表明[13]，女性痴呆发病率明显高于男性，为提高造模成功率，本研究采用雌性大鼠。

表3　AP干预前后痴呆模型大鼠空间搜索实验空间记忆功能（±s）

表3　AP干预前后痴呆模型大鼠空间搜索实验空间记忆功能（±s）

1）与干预前比较，经配对t检验，P＜0.05；2）与利培酮组比较，经LSD-t检验，P＜0.01；3）与对照组比较，经LSD-t检验，P＜0.01；4）与利培酮组比较，经LSD-t检验，P＜0.05；5）与对照组比较，经LSD-t检验，P＜0.05

n 组别利培酮组氯丙嗪组对照组穿越站台次数8 . 6 ± 2 . 8 6 . 0 ± 2 . 21)4)5)8 . 7 ± 2 . 8 1 0 1 0 1 0干预前站台象限停留时间（s）4 5 . 1 ± 5 . 8 4 2 . 1 ± 4 . 2 4 8 . 0 ± 7 . 2穿越站台次数8 . 7 ± 3 . 1 8 . 7 ± 3 . 2 8 . 5 ± 3 . 2干预后站台象限停留时间（s）4 4 . 6 ± 5 . 5 3 4 . 7 ± 8 . 41)2)3)4 7 . 9 ± 6 . 2

典型AP阻断多巴胺受体没有选择性，使用者容易出现锥体外系症状、过度镇静、高泌乳素血症、迟发性运动障碍和恶性综合征等副反应。非典型AP选择性阻断D2受体（dopamine receptor type 2，D2），同时阻断5-HT2A受体（5-hydroxytrypta⁃mine receptor type 2A，5-HT2A），使以上副反应出现风险较小，安全性相对较高[14]。氯丙嗪是第一个广泛用于临床的典型AP，其可靠的疗效使之成为评价新研发AP的“金标准”[15]。利培酮是继氯氮平之后第二个上市的非典型AP，氯氮平由于代谢副作用和撤药困难，在临床中应用受限，利培酮则一度成为临床应用最广泛的非典型AP[16]。也正是利培酮相对于典型AP的安全性，使其成为目前治疗BPSD患者选择最多的非典型AP[6]。故本研究选用氯丙嗪和利培酮分别作为典型和非典型AP的代表。本研究中大鼠干预给药剂量按照动物实验中常用的“动物与人体公斤体重剂量折算表”计算得出，分别相当于60 kg体重成人给予利培酮2 mg/d或氯丙嗪100 mg/d，是临床治疗BPSD的最常用剂量[16]。

本研究结果显示，无论以氯丙嗪为代表的典型AP还是以利培酮为代表的非典型AP，均不能改善痴呆模型大鼠的学习记忆功能。非典型AP对痴呆模型大鼠的认知功能没有明显负面影响，而典型AP由于较强的镇静作用和锥体外系副作用，相对于非经典AP对大鼠的认知功能造成损害。AP是否增加痴呆患者死亡率尚存在争议[3-5]，AP的应用能否改善BPSD患者的精神和行为症状也存在争议[17-18]，而对于AP对痴呆患者认知功能影响的研究相对较少，相关的动物实验近年鲜有报道。有2项临床研究显示，针对痴呆患者BPSD使用AP治疗，会损害患者认知功能，而治疗效果仅略优于物理性约束[19-20]，这与本研究结果契合。一项meta分析比较6种非经典AP治疗痴呆患者精神症状的有效性和安全性，结果显示，仅阿立哌唑和利培酮能改善患者精神症状，所有AP都会降低患者的认知功能[21]。本研究非典型AP对痴呆模型大鼠认知功能影响不明显的结果与其不同，分析原因，可能与该meta分析中研究应用AP的剂量偏大，而本研究应用的是中小剂量有关。本研究的动物行为学实验结果结合已有研究结果提示，临床上对于BPSD患者使用AP应当持谨慎态度，应当避免使用副作用较大的典型AP。

本研究尚存在一定不足：临床治疗BPSD，通常是在抗痴呆药物的基础上合并使用AP[22]，但本研究并未进行合并用药的观察；本研究采用的痴呆大鼠模型并无类似BPSD症状，给予抗精神病药物对其行为、认知的影响可能不同于临床状态；另外，本研究只使用动物行为学方法进行评价，证据略显单一。进一步研究拟加入对AP合并抗痴呆药物进行观察，使用组织形态学及功能影像学的方法进行效果评价，使研究结果更加客观，更有说服力。

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（责任编辑：肖雅妮）

The effects of antipsychotics use on learning and memory function in a rat model of chronic aluminum chlo⁃ride exposure dementia.

CAO Hongmei,YANG Xiaobo,QU Quqiumin.Department of Psychiatry,The First Affiliated Hospital of Xi’an Jiaotong University,Xi’an 710061,China.Tel：029-85324134.

Objective To examine the effects of antipsychotics on the learning and memory function in chronic aluminum chloride exposure dementia model rats and to explore the difference between typical and atypical antipsychot⁃ics.Methods Thirty chronic aluminum chloride exposure dementia model rats were randomly and equally divided into three groups.The three group rats were intragastrically fed with risperidone 0.20 mg/(kg·d),10 mg/(kg·d)and normal sa⁃line,respectively.All rats were tested by Morris water maze 8 weeks later to examine their learning and memory function. Results Compared to the risperidone group[(18.0±2.7)s]and control group[(17.1±2.6)s],the chlorpromazine group rats had significantly longer incubation period in directional navigation experiment[(24.8±1.6)s](P＜0.01).There was no sig⁃nificant difference in directional navigation between control group and risperidone group(P＞0.05).There was no signifi⁃cant difference in strategy to find the hidden platform among these three groups(P＞0.05).Compared to risperidone group [(44.6±5.5)s]and control group[(47.9±6.2)s],the residence time in the quadrant of platform placement of chlorpromazine group rats[(34.7±8.4)s]was significantly shorter(P＜0.01).There was no difference in the residence time between controlgroup and risperidone group(P＞0.05).Compared to risperidone group(8.6±2.8)and control group(8.7±2.8),the times of passing through the platform of chlorpromazine group(6.0±2.2)significantly decreased(P＜0.05).There was no significant difference in the times of passing through the platform between control group and risperidone group(P＞0.05).Conclu⁃sions Neither typical nor atypical antipsychotics can improve learning and memory function of the chronic aluminum chloride exposure dementia model rats.Typical antipsychotic has negative effects on learning and memory function of de⁃mentia model rats whereas atypical antipsychotics has not.

Dementia Antipsychotics Cognition

R749.1

A

10.3969/j.issn.1002-0152.2016.09.001

☆陕西省自然科学基金（编号：2013JM4014）

*西安交通大学第一附属医院神经内科（西安 710061）

**西安交通大学第一附属医院精神科

（E-mail：wavelets@163.com）

2016-05-12）