一.研究动机

六-羥基多巴胺(6-hydroxydopamine, 6-OHDA)為兒茶酚胺(catecholamine)神經元的專一性神經毒素,長久以來被使用做為產生巴金森氏症動物模式。然而,其如何造成動物中腦黑質神經元退化的機制,雖然經過了多年的探討,但到目前為止尚未完全清楚。近年來有些學者認為神經毒素能誘發細胞凋亡(apoptosis),是與立即早期反應基因c-fos及/或與神經性一氧化氮(NO)關係非常密切。本研究於是選擇了能破壞多巴胺神經元,造成動物產生類巴金森氏症之藥物6-OHDA,來探討大白鼠中腦黑質細胞退化及紋狀體可塑性的可能機制。

(一) 運用立體定位及免疫組織化學和組織化學技術,研究6-OHDA

對紋狀體及黑質區多巴胺造成的傷害及其可塑性,與c-fos及NO是否相關。

(二) 進一步研究神經毒素產生毒害黑質細胞造成細胞凋亡及紋狀

體可塑性的分子機制。

(三)找尋預防神經退化及神經細胞死亡的藥物或其它可行辦法。

三﹑研究設備器材

(一)實驗器材

1.大白鼠(Sprague-Dawley)體重200至250公克(國家實驗動物中心,台北市南港)

2.電動剃毛刀、電動鑽

3.立體定位儀(David-Koff, USA)

4.手術器材︰手術刀、鑷子、探針(以濃度百分之七十酒精浸泡消毒)、棉棒、消毒紗布、外科手術釘、外科手術剪

5.微量注射器、微量吸管

6.動物旋轉儀

7.冷凍切片機(Reichert-Jung 2880, Germany)

8.蓋玻片、載玻片、滴管、玻璃管、毛筆

9.光學顯微鏡及攝影設備(Optiphot-II, Nikon, Japan)

(二)實驗藥品

1. 麻醉藥(chloral hydrate)

2. 神經毒素(6-hydroxyldopamine, 6-OHDA)

3. 生理食鹽水(normal saline)

4. 甲基安非他命

5. 4﹪福馬林固定液

6. 30﹪蔗糖溶液

7. 包埋劑(O.C.T)

8. 0.1M磷酸鹽緩衝生理食鹽水溶液(phosphate buffer saline.

PBS)

9. 30﹪山羊血清(normal goat serum)

10. 0.04% triton X-100

11. 酪胺酸水解酵素(tyrosine hydroxylase, TH)

12. c-fos

13. reduced nicotinamide Adenine Dinucleotide Phosphate

(NADPH,Sigma, St. Louis, MO., USA)

14. Nitro Blue Tetrazolium(NBT, Sigma, St. Louis, MO., USA)

15. 次級抗體(biotinylated goat anti-rabbit IgG, Vector Lab., CA,

USA)

16. 明膠(gelatin)

17. 0.5﹪甲基綠(methyl green)

18. 二甲苯(Xylene)

19. 70%、95﹪、100﹪酒精

20. 封片膠(Permount, Fisher Co., PA., USA)

21. avidin-biotin-peroxidase complex ABC (Vector Lab

USA)

, CA,

四﹑研究過程及方式

(一)實驗動物

大白鼠(Sprague-Dawley)體重200至250公克,飼養於室溫之動物室中。

(二)動物手術

實驗動物於手術前停止餵食物及水2小時,先將動物秤重並計算所需麻醉藥量(400毫克/100公克),由腹腔注入麻醉藥後,將大白鼠放入籠內約5~10分鐘;待其深度麻醉後,即可用剃刀將其頭部上方的毛剃除。將老鼠置放於立體定位儀,首先以耳棒穿入外耳道,並將上下頷分開以固定夾將頭部水平固定。以優碘消毒其頭部後,再以70%酒精清洗乾淨,以手術刀劃開頭皮,並將皮下組織及肌肉清除,以十字縫為參考點,將針尖在十字縫的位置向右移動1.2毫米,並向後移動4.5毫米,其下便為內側前腦束上方(medial forebrain bundle, MFB)之所在,即為入針的位置。以電鑽接上小鑽頭將頭骨鑽開。需以探針看是否已將頭骨鑽開;否則易鑽破硬腦膜及腦組織。將微量注射器以硬腦膜為參考點向下插至7.8毫米的MFB處,以每分鐘1微升的速度注入4微升可破壞兒茶酚胺的神經毒素6-OHDA,注射完後等5分鐘,才將注射器向上旋出,以減輕腦內壓力過大將所注入毒物壓擠出。注射後,將動物頭皮縫合,並打上耳號,擦上優碘即完成手術步驟。對照組微量注射器內的藥品改以溶解藥物含0.02%維他命C磷酸鹽緩衝液代替。

(三)測試動物注入6-OHDA後的運動行為反應

手術後的大白鼠送回動物室飼養3 天及2週後,測試手術是否成功。由老鼠的腹腔注入安非他命(5毫克/100公克),令其在動物旋轉儀中旋轉。由電腦紀錄轉圈數,判斷手術位置是否正確。

(四)犧牲動物

準備約200毫升的生理食鹽水及500毫升含4%福馬林的固定液(甲醛溶解在0.1莫耳,酸鹼度7.4磷酸鹽緩衝液),分開置放於通風煙櫥中。由大白鼠的腹腔注入過量麻醉劑,待老鼠深度麻醉後,在通風煙櫥內將大白鼠固定在木板上,夾起胸骨箭突處的毛皮並以剪刀剪開皮膚,夾起箭突,將胸骨剪斷,以手術剪沿著箭突兩側外緣肋軟處剪開,避免傷及內胸動脈。再以大型蚊狀手術鑷,夾住箭突,向外翻後,以小手術剪,剪開心包膜,露出心臟,用平滑手術鑷夾住心臟後,再以預先備妥內裝有生理鹽水的鈍型針頭插入左心室,深入到主動脈處,以小蚊狀鑷夾住針頭後,打開灌流幫浦,並將右心耳剪開,讓血液流出。待200毫升的生理食鹽水灌流完畢,將灌流幫浦接到福馬林固定液處並灌流。

(五)切片

所使用的是冷凍切片機;鼠腦由30%的蔗糖溶液取出後,先用刀片在左大腦上方輕劃一刀做記號。將鼠腦豎立在標本座的底座上;腦的周圍淋上包埋劑(O.C.T.,製作冷凍切片標本固定及保護)並放入攝氏零下二十度的切片機中,待其腦組織凝固至適當溫度,即可將標本座置放在切片機上,調整刀座及防卷片,進行冷凍切片(-20℃),切片厚度為30微米,並以毛筆將切片收集並保存於磷酸鹽緩衝生理鹽水溶液(0.1M, pH7.4, phosphate buffer saline《PBS》)中。切及黑質及紋狀體時,將切片厚度調至16微米,並直接以載玻片黏取,存於零下四度冰箱中,預做DAPI染色的準備。

(六)免疫組織化學(Immunohistochemistry)及組織化學反應

(histochemistry)

1. 免疫組織化學反應

實驗所用的免疫組織化學技術,採用自由懸浮法(Hsu, et al., 1981)。將保存於PBS中的切片先以PBS清洗2次(各約5分鐘);

吸去PBS後,加入30% normal goat serum及0.04% triton X-100的PBS中(1%-GS-PBS-T)30分鐘;吸出後加入酥胺酸水解酵素 (TH, 1:1000)或 c-fos(1:5000-7000) 的初級抗體。置於室溫中輕微振盪,培養24小時。吸去初級抗體,以0.1M PBS洗2次;吸去PBS,加入次級抗體(biotinylated goat anti-rabbit IgG)於室溫中反應45分鐘後,吸去次級抗體,並以0.1M PBS洗2次;吸去PBS,加入avidin-biotin-peroxidase complex(ABC)試劑,於室溫下作用45分鐘,以0.1M PBS清洗1次,再加入Tris緩衝液(pH7.6),後以0.05%

3.3‘-diaminobenzidine(DAB)作為過氧酵素的基質,及含0.03%的過氧化氫作呈色反應(約10分鐘),標本經反應後會略呈棕紅色,至適當呈色反應後,吸出DAB反應液,加入蒸餾水清洗1~2次,再以0.1M PBS清洗2次。

2. 組織化學反應

煙鹼醯胺腺嘌呤二核咁磷酸去雙磷酸酵素

將經TH 或 c-fos免疫組織化學反應後的腦組織切片(進行雙重染色),或未經染色的附近一組腦組織切片進行NOS 組織化學反應。將組織切片加入預先配妥每10 毫升 0.1M 磷酸鹽緩衝液(PBS, pH 7.4) 含10 毫克 reduced nicotinamide adenine dinucleotide phosphate (NADPH) 及1.0毫克nitro blue tetrazolium 混合溶液,在攝氏37度下的水浴中反應30至60 分鐘。反應結束後,以0.1 M PBS清洗2至3次。

(七)鋪片與封片

鋪片的載玻片要事先即以明膠(gelatin)處理;處理過程如下:先將載玻片(75㎜×25㎜)浸入含有清潔劑的水中一小時,再用自來水沖洗一天後,放入經過濾後的明膠中,使其沾附於載玻片後,即可放入60℃的烤箱中,待其乾燥後,取出重覆浸入明膠再經烘乾後,再取出、冷卻後儲存備用。染好色的標本撈出置於裝有PBS的塑膠

盤內,依前後、左右順序將標本鋪於載玻片上。鋪好的載玻片置於烘片機以低溫烘乾,待其乾燥後即可行脫水、透明及封片步驟。

封片前還要進行對比染色及脫水與透明手續,先將載玻片浸入蒸餾水中2~3分鐘後,將多餘的鹽份清除,放入0.5%的甲基綠(methyl green)內約30秒到1分鐘,在以蒸餾水洗去多餘染色劑;並將標本進行退染步驟,把載玻片浸入含冰醋酸的70%酒精內,得適當退染。 因最後要用不與水互溶的二甲苯(xylene)進行透明作用;將退染後標本漸進放入70%(一次)、95%(二次)、100%(二次)的酒精中,每次2~3分鐘,進行脫水作用。最後放入二甲苯中(二次)使標本透明無水;即可以手術鑷夾起載玻片 ,置放於紙巾上。以滴了封片膠的蓋玻片緩緩蓋上標本,並擠出其中的小氣泡即可晾乾。待玻片晾乾後,即可以光學顯微鏡觀察,記錄並照相。

(八)統計分析

本實驗每隻動物以30微米厚度切片,切片保存於pH=7.4、0.1M PBS的試管中。試管總共30管,切片依序放入,每隔六管分成一組,共分為五組,選取三組分別進行TH、c-fos及NOS染色。在40倍物鏡視野下選取同一隻動物(各五片,相隔200微米)位於相似區域的紋狀體及黑質,計算其範圍內所有具陽性反應的細胞數總和。本實驗觀察計算所得神經細胞數目,以Student’s t-test 比較實驗側與對照側之差異。

五﹑研究結果

神經毒素6-OHDA注入MFB一小時後,將動物犧牲進行TH和c-fos組織免疫化學反應及NOS組織化學反應。結果發現c-fos在紋狀體及皮質區(由其梨狀皮質區)明顯地增加,而TH及NOS在紋狀體及黑質區其實驗側與對照側並無明顯差異。

神經毒素6-OHDA注入MFB三天後,施以皮下注射安非他命(5毫克/100克重)無法誘發大白鼠定向旋轉行為。大白鼠立即犧牲,發現實驗側紋狀體c-fos反應增強,而實驗側與對照側黑質區皆未發現含c-fos及NOS細胞。而TH在實驗側紋狀體反應明顯減弱,在黑質區的TH反應與對照側不俱明顯差異。

神經毒素6-OHDA注入MFB二星期以上後,施以皮下注射安非他命(5毫克/100克重)旋轉紀錄發現大白鼠逆時針定向旋轉,每分鐘達六次以上。大白鼠立即犧牲,發現實驗側紋狀體c-fos反應增強,而實驗側與對照側黑質區皆未發現含c-fos及NOS細胞。實驗側的紋狀體及黑質區TH反應都明顯降低。

表:黑質、紋狀體經6-OHDA注入MFB後動物旋轉次數、 TH、

c-fos及NOS神經元數目統計表

附註:計算黑質和紋狀體區TH、c-fos免疫組織化學反應及NOS

組織化學反應神經細胞體數目(平均值+標準誤), 在40倍物鏡視野下選取同一隻動物(各五片標本,相隔200微米)位於相似區域的神經組織,計算其範圍具陽性反應神經胞體總合,以Student’s T-test比較實驗側與對照側之差異(*為p值<0.05);「※※※」表示未觀察;「+」表示紋狀體中TH神經末梢的反應濃度。

六﹑討論及應用

神經毒素6-OHDA注入MFB三天後,TH在實驗側紋狀體反應明顯減弱,施以皮下注射安非他命(5毫克/100克重)無法誘發大白鼠定向旋轉行為,這乃由於實驗側紋狀體中多巴胺第一型受器(D1receptor)對於早期多巴胺神經末梢退化超敏感化(super sensitization)所致。在黑質區的TH反應與對照側尚不俱明顯差異;二星期以上後,施以皮下注射安非他命(5毫克/100克重)旋轉紀錄發現大白鼠逆時針定向旋轉,平均每小時達560次以上,且實驗側的紋狀體及黑質區TH反應都明顯降低,以上所得結果與本研究實驗室及國內外其他學者實驗結果相吻合。黑質區中的c-fos 與NOS無論在實驗組(實驗側與對照側)及對照組,各個時期均無改便,這結果顯示c-fos與NO與由6-OHDA誘發黑質區多巴胺神經元退化,可能沒有直接關係。實驗組c-fos在紋狀體不論神經毒素6-OHDA注入後之時間長短皆增加,這其中表示有三種意義,在第一小時為立即反應基因(immediate early gene)的表現;在第三天為立即反應基因與慢速反應基因(late response gene)同時存在;二十一天以後為慢速反應基因繼續表現。至於造成實驗組對照側c-fos也有表現的原因,可能是由於在注入6-OHDA時經由擴散到對側的內側前腦束使然。神經毒素6-OHDA誘發實驗組實驗側紋狀體中c-fos持續顯著的表現,這可能與紋狀體中其它神經傳遞物增加表現有密切關係。

七﹑結論

(一) 本研究結果發現NO與c-fos似乎和6-OHDA造成黑質神經

細胞退化無直接關聯。

(二) c-fos在黑質紋狀體系統損傷後,長時期持續增強表現,很可

能擔負紋狀體可塑性重要角色。

八﹑參考文獻及其他

1. 馬國興著,〔巴金森氏症蘭嶼豬模式之建立〕,國防醫學院碩士論

文,民國八十六年六月。

2. Barzilai, A., Kennedy, T. E., Sweatt, J. D. and Kandel E. R. and E. R.

Kandel, 5-HT modulates protein synthesis and the expression of specific proteins during long-term facilitation in Aplysis sensory neurons. Neuron 2:1577-1586, 1989.

3. Hantraye, P., E. Brouillet, R. Ferrante, S. Palfi, R. Dolan, R. T.

Matthews and M. F. Beal, Inhibition of neuronal nitric oxide synthase prevents MPTP-induced parkinsonism in baboons. Nature Med., 2:1017-1021, 1996.

4. Scallet, A. C., X. Ye, and S. F. Ali, NOS and c-fos in rat and mouse

brain regions: Possible relation to ibogain-induced Purkinje cell loss. Ann. NY. Acad. Sci., 801:227-238, 1996.

5. Snyer, S. H., No NO prevents parkinsonism, Nature Med., 2:965-966,

1996.

6. Wang, Y., S. D. Wang, S. Z. Lin and J. C. Liu, Restoration of

dopamine overflow and clearance from 6-hydroxydoapmine lesioned rat striatum and fetal mesencephalic grafts. J. Pharmacol. Exp. Ther., 261:403-411, 1994.

7. Ungerstedt, U., 6-hydroxydopamine induced degeneration of central

monoamine neurons. Eur. J. Pharmacol., 5:107-110, 1968.

8. Zhou, F. C. and Y. S. Chiang, Excitochemical induced trophic

bridging directs axonal growth of transplanted neurons to distal target. Cell Transplant. 4:103-112, 1995.

六-羥基多巴胺(6-hydroxydopamine, 6-OHDA)為兒茶酚胺(catecholamine)神經元的專一性神經毒素,長久以來被使用做為產生巴金森氏症動物模式。然而,其如何造成動物中腦黑質神經元退化的機制,雖然經過了多年的探討,但到目前為止尚未完全清楚。近年來有些學者認為神經毒素能誘發細胞凋亡(apoptosis),是與立即早期反應基因c-fos及/或與神經性一氧化氮(NO)關係非常密切。本研究於是選擇了能破壞多巴胺神經元,造成動物產生類巴金森氏症之藥物6-OHDA,來探討大白鼠中腦黑質細胞退化及紋狀體可塑性的可能機制。

(一) 運用立體定位及免疫組織化學和組織化學技術,研究6-OHDA

對紋狀體及黑質區多巴胺造成的傷害及其可塑性,與c-fos及NO是否相關。

(二) 進一步研究神經毒素產生毒害黑質細胞造成細胞凋亡及紋狀

體可塑性的分子機制。

(三)找尋預防神經退化及神經細胞死亡的藥物或其它可行辦法。

三﹑研究設備器材

(一)實驗器材

1.大白鼠(Sprague-Dawley)體重200至250公克(國家實驗動物中心,台北市南港)

2.電動剃毛刀、電動鑽

3.立體定位儀(David-Koff, USA)

4.手術器材︰手術刀、鑷子、探針(以濃度百分之七十酒精浸泡消毒)、棉棒、消毒紗布、外科手術釘、外科手術剪

5.微量注射器、微量吸管

6.動物旋轉儀

7.冷凍切片機(Reichert-Jung 2880, Germany)

8.蓋玻片、載玻片、滴管、玻璃管、毛筆

9.光學顯微鏡及攝影設備(Optiphot-II, Nikon, Japan)

(二)實驗藥品

1. 麻醉藥(chloral hydrate)

2. 神經毒素(6-hydroxyldopamine, 6-OHDA)

3. 生理食鹽水(normal saline)

4. 甲基安非他命

5. 4﹪福馬林固定液

6. 30﹪蔗糖溶液

7. 包埋劑(O.C.T)

8. 0.1M磷酸鹽緩衝生理食鹽水溶液(phosphate buffer saline.

PBS)

9. 30﹪山羊血清(normal goat serum)

10. 0.04% triton X-100

11. 酪胺酸水解酵素(tyrosine hydroxylase, TH)

12. c-fos

13. reduced nicotinamide Adenine Dinucleotide Phosphate

(NADPH,Sigma, St. Louis, MO., USA)

14. Nitro Blue Tetrazolium(NBT, Sigma, St. Louis, MO., USA)

15. 次級抗體(biotinylated goat anti-rabbit IgG, Vector Lab., CA,

USA)

16. 明膠(gelatin)

17. 0.5﹪甲基綠(methyl green)

18. 二甲苯(Xylene)

19. 70%、95﹪、100﹪酒精

20. 封片膠(Permount, Fisher Co., PA., USA)

21. avidin-biotin-peroxidase complex ABC (Vector Lab

USA)

, CA,

四﹑研究過程及方式

(一)實驗動物

大白鼠(Sprague-Dawley)體重200至250公克,飼養於室溫之動物室中。

(二)動物手術

實驗動物於手術前停止餵食物及水2小時,先將動物秤重並計算所需麻醉藥量(400毫克/100公克),由腹腔注入麻醉藥後,將大白鼠放入籠內約5~10分鐘;待其深度麻醉後,即可用剃刀將其頭部上方的毛剃除。將老鼠置放於立體定位儀,首先以耳棒穿入外耳道,並將上下頷分開以固定夾將頭部水平固定。以優碘消毒其頭部後,再以70%酒精清洗乾淨,以手術刀劃開頭皮,並將皮下組織及肌肉清除,以十字縫為參考點,將針尖在十字縫的位置向右移動1.2毫米,並向後移動4.5毫米,其下便為內側前腦束上方(medial forebrain bundle, MFB)之所在,即為入針的位置。以電鑽接上小鑽頭將頭骨鑽開。需以探針看是否已將頭骨鑽開;否則易鑽破硬腦膜及腦組織。將微量注射器以硬腦膜為參考點向下插至7.8毫米的MFB處,以每分鐘1微升的速度注入4微升可破壞兒茶酚胺的神經毒素6-OHDA,注射完後等5分鐘,才將注射器向上旋出,以減輕腦內壓力過大將所注入毒物壓擠出。注射後,將動物頭皮縫合,並打上耳號,擦上優碘即完成手術步驟。對照組微量注射器內的藥品改以溶解藥物含0.02%維他命C磷酸鹽緩衝液代替。

(三)測試動物注入6-OHDA後的運動行為反應

手術後的大白鼠送回動物室飼養3 天及2週後,測試手術是否成功。由老鼠的腹腔注入安非他命(5毫克/100公克),令其在動物旋轉儀中旋轉。由電腦紀錄轉圈數,判斷手術位置是否正確。

(四)犧牲動物

準備約200毫升的生理食鹽水及500毫升含4%福馬林的固定液(甲醛溶解在0.1莫耳,酸鹼度7.4磷酸鹽緩衝液),分開置放於通風煙櫥中。由大白鼠的腹腔注入過量麻醉劑,待老鼠深度麻醉後,在通風煙櫥內將大白鼠固定在木板上,夾起胸骨箭突處的毛皮並以剪刀剪開皮膚,夾起箭突,將胸骨剪斷,以手術剪沿著箭突兩側外緣肋軟處剪開,避免傷及內胸動脈。再以大型蚊狀手術鑷,夾住箭突,向外翻後,以小手術剪,剪開心包膜,露出心臟,用平滑手術鑷夾住心臟後,再以預先備妥內裝有生理鹽水的鈍型針頭插入左心室,深入到主動脈處,以小蚊狀鑷夾住針頭後,打開灌流幫浦,並將右心耳剪開,讓血液流出。待200毫升的生理食鹽水灌流完畢,將灌流幫浦接到福馬林固定液處並灌流。

(五)切片

所使用的是冷凍切片機;鼠腦由30%的蔗糖溶液取出後,先用刀片在左大腦上方輕劃一刀做記號。將鼠腦豎立在標本座的底座上;腦的周圍淋上包埋劑(O.C.T.,製作冷凍切片標本固定及保護)並放入攝氏零下二十度的切片機中,待其腦組織凝固至適當溫度,即可將標本座置放在切片機上,調整刀座及防卷片,進行冷凍切片(-20℃),切片厚度為30微米,並以毛筆將切片收集並保存於磷酸鹽緩衝生理鹽水溶液(0.1M, pH7.4, phosphate buffer saline《PBS》)中。切及黑質及紋狀體時,將切片厚度調至16微米,並直接以載玻片黏取,存於零下四度冰箱中,預做DAPI染色的準備。

(六)免疫組織化學(Immunohistochemistry)及組織化學反應

(histochemistry)

1. 免疫組織化學反應

實驗所用的免疫組織化學技術,採用自由懸浮法(Hsu, et al., 1981)。將保存於PBS中的切片先以PBS清洗2次(各約5分鐘);

吸去PBS後,加入30% normal goat serum及0.04% triton X-100的PBS中(1%-GS-PBS-T)30分鐘;吸出後加入酥胺酸水解酵素 (TH, 1:1000)或 c-fos(1:5000-7000) 的初級抗體。置於室溫中輕微振盪,培養24小時。吸去初級抗體,以0.1M PBS洗2次;吸去PBS,加入次級抗體(biotinylated goat anti-rabbit IgG)於室溫中反應45分鐘後,吸去次級抗體,並以0.1M PBS洗2次;吸去PBS,加入avidin-biotin-peroxidase complex(ABC)試劑,於室溫下作用45分鐘,以0.1M PBS清洗1次,再加入Tris緩衝液(pH7.6),後以0.05%

3.3‘-diaminobenzidine(DAB)作為過氧酵素的基質,及含0.03%的過氧化氫作呈色反應(約10分鐘),標本經反應後會略呈棕紅色,至適當呈色反應後,吸出DAB反應液,加入蒸餾水清洗1~2次,再以0.1M PBS清洗2次。

2. 組織化學反應

煙鹼醯胺腺嘌呤二核咁磷酸去雙磷酸酵素

將經TH 或 c-fos免疫組織化學反應後的腦組織切片(進行雙重染色),或未經染色的附近一組腦組織切片進行NOS 組織化學反應。將組織切片加入預先配妥每10 毫升 0.1M 磷酸鹽緩衝液(PBS, pH 7.4) 含10 毫克 reduced nicotinamide adenine dinucleotide phosphate (NADPH) 及1.0毫克nitro blue tetrazolium 混合溶液,在攝氏37度下的水浴中反應30至60 分鐘。反應結束後,以0.1 M PBS清洗2至3次。

(七)鋪片與封片

鋪片的載玻片要事先即以明膠(gelatin)處理;處理過程如下:先將載玻片(75㎜×25㎜)浸入含有清潔劑的水中一小時,再用自來水沖洗一天後,放入經過濾後的明膠中,使其沾附於載玻片後,即可放入60℃的烤箱中,待其乾燥後,取出重覆浸入明膠再經烘乾後,再取出、冷卻後儲存備用。染好色的標本撈出置於裝有PBS的塑膠

盤內,依前後、左右順序將標本鋪於載玻片上。鋪好的載玻片置於烘片機以低溫烘乾,待其乾燥後即可行脫水、透明及封片步驟。

封片前還要進行對比染色及脫水與透明手續,先將載玻片浸入蒸餾水中2~3分鐘後,將多餘的鹽份清除,放入0.5%的甲基綠(methyl green)內約30秒到1分鐘,在以蒸餾水洗去多餘染色劑;並將標本進行退染步驟,把載玻片浸入含冰醋酸的70%酒精內,得適當退染。 因最後要用不與水互溶的二甲苯(xylene)進行透明作用;將退染後標本漸進放入70%(一次)、95%(二次)、100%(二次)的酒精中,每次2~3分鐘,進行脫水作用。最後放入二甲苯中(二次)使標本透明無水;即可以手術鑷夾起載玻片 ,置放於紙巾上。以滴了封片膠的蓋玻片緩緩蓋上標本,並擠出其中的小氣泡即可晾乾。待玻片晾乾後,即可以光學顯微鏡觀察,記錄並照相。

(八)統計分析

本實驗每隻動物以30微米厚度切片,切片保存於pH=7.4、0.1M PBS的試管中。試管總共30管,切片依序放入,每隔六管分成一組,共分為五組,選取三組分別進行TH、c-fos及NOS染色。在40倍物鏡視野下選取同一隻動物(各五片,相隔200微米)位於相似區域的紋狀體及黑質,計算其範圍內所有具陽性反應的細胞數總和。本實驗觀察計算所得神經細胞數目,以Student’s t-test 比較實驗側與對照側之差異。

五﹑研究結果

神經毒素6-OHDA注入MFB一小時後,將動物犧牲進行TH和c-fos組織免疫化學反應及NOS組織化學反應。結果發現c-fos在紋狀體及皮質區(由其梨狀皮質區)明顯地增加,而TH及NOS在紋狀體及黑質區其實驗側與對照側並無明顯差異。

神經毒素6-OHDA注入MFB三天後,施以皮下注射安非他命(5毫克/100克重)無法誘發大白鼠定向旋轉行為。大白鼠立即犧牲,發現實驗側紋狀體c-fos反應增強,而實驗側與對照側黑質區皆未發現含c-fos及NOS細胞。而TH在實驗側紋狀體反應明顯減弱,在黑質區的TH反應與對照側不俱明顯差異。

神經毒素6-OHDA注入MFB二星期以上後,施以皮下注射安非他命(5毫克/100克重)旋轉紀錄發現大白鼠逆時針定向旋轉,每分鐘達六次以上。大白鼠立即犧牲,發現實驗側紋狀體c-fos反應增強,而實驗側與對照側黑質區皆未發現含c-fos及NOS細胞。實驗側的紋狀體及黑質區TH反應都明顯降低。

表:黑質、紋狀體經6-OHDA注入MFB後動物旋轉次數、 TH、

c-fos及NOS神經元數目統計表

附註:計算黑質和紋狀體區TH、c-fos免疫組織化學反應及NOS

組織化學反應神經細胞體數目(平均值+標準誤), 在40倍物鏡視野下選取同一隻動物(各五片標本,相隔200微米)位於相似區域的神經組織,計算其範圍具陽性反應神經胞體總合,以Student’s T-test比較實驗側與對照側之差異(*為p值<0.05);「※※※」表示未觀察;「+」表示紋狀體中TH神經末梢的反應濃度。

六﹑討論及應用

神經毒素6-OHDA注入MFB三天後,TH在實驗側紋狀體反應明顯減弱,施以皮下注射安非他命(5毫克/100克重)無法誘發大白鼠定向旋轉行為,這乃由於實驗側紋狀體中多巴胺第一型受器(D1receptor)對於早期多巴胺神經末梢退化超敏感化(super sensitization)所致。在黑質區的TH反應與對照側尚不俱明顯差異;二星期以上後,施以皮下注射安非他命(5毫克/100克重)旋轉紀錄發現大白鼠逆時針定向旋轉,平均每小時達560次以上,且實驗側的紋狀體及黑質區TH反應都明顯降低,以上所得結果與本研究實驗室及國內外其他學者實驗結果相吻合。黑質區中的c-fos 與NOS無論在實驗組(實驗側與對照側)及對照組,各個時期均無改便,這結果顯示c-fos與NO與由6-OHDA誘發黑質區多巴胺神經元退化,可能沒有直接關係。實驗組c-fos在紋狀體不論神經毒素6-OHDA注入後之時間長短皆增加,這其中表示有三種意義,在第一小時為立即反應基因(immediate early gene)的表現;在第三天為立即反應基因與慢速反應基因(late response gene)同時存在;二十一天以後為慢速反應基因繼續表現。至於造成實驗組對照側c-fos也有表現的原因,可能是由於在注入6-OHDA時經由擴散到對側的內側前腦束使然。神經毒素6-OHDA誘發實驗組實驗側紋狀體中c-fos持續顯著的表現,這可能與紋狀體中其它神經傳遞物增加表現有密切關係。

七﹑結論

(一) 本研究結果發現NO與c-fos似乎和6-OHDA造成黑質神經

細胞退化無直接關聯。

(二) c-fos在黑質紋狀體系統損傷後,長時期持續增強表現,很可

能擔負紋狀體可塑性重要角色。

八﹑參考文獻及其他

1. 馬國興著,〔巴金森氏症蘭嶼豬模式之建立〕,國防醫學院碩士論

文,民國八十六年六月。

2. Barzilai, A., Kennedy, T. E., Sweatt, J. D. and Kandel E. R. and E. R.

Kandel, 5-HT modulates protein synthesis and the expression of specific proteins during long-term facilitation in Aplysis sensory neurons. Neuron 2:1577-1586, 1989.

3. Hantraye, P., E. Brouillet, R. Ferrante, S. Palfi, R. Dolan, R. T.

Matthews and M. F. Beal, Inhibition of neuronal nitric oxide synthase prevents MPTP-induced parkinsonism in baboons. Nature Med., 2:1017-1021, 1996.

4. Scallet, A. C., X. Ye, and S. F. Ali, NOS and c-fos in rat and mouse

brain regions: Possible relation to ibogain-induced Purkinje cell loss. Ann. NY. Acad. Sci., 801:227-238, 1996.

5. Snyer, S. H., No NO prevents parkinsonism, Nature Med., 2:965-966,

1996.

6. Wang, Y., S. D. Wang, S. Z. Lin and J. C. Liu, Restoration of

dopamine overflow and clearance from 6-hydroxydoapmine lesioned rat striatum and fetal mesencephalic grafts. J. Pharmacol. Exp. Ther., 261:403-411, 1994.

7. Ungerstedt, U., 6-hydroxydopamine induced degeneration of central

monoamine neurons. Eur. J. Pharmacol., 5:107-110, 1968.

8. Zhou, F. C. and Y. S. Chiang, Excitochemical induced trophic

bridging directs axonal growth of transplanted neurons to distal target. Cell Transplant. 4:103-112, 1995.


相关文章

  • 国外对体育教育中参与动机的研究
  • [摘 要]通过对国外体育教育中对参与动机的研究分类.参与动机的影响因素以及参与动机与其他相关概念的关系的研究介绍,可以为我国体育教育中提高参与者的参与动机提供新的思路. [关键词]体育教育:参与动机:国外研究 一.国外体育教育中参与动机的研 ...查看


  • 中国减速电动机行业市场前景分析预测报告(目录)
  • 中国减速电动机行业 市场前景分析预测报告 核心内容提要 市场需求 本报告从以下几个角度对减速电动机行业的市场需求进行分析研究: 1.用户消费规模及同比增速:通过对过去连续五年中国市场减速电动机行业用户消费规模及同比增速的分析,判断减速电动机 ...查看


  • 百度百科用户参与行为与参与动机关系的实证研究
  • 第27卷 第8期2009年8月 文章编号:1003-2053(2009)08-1213-07 科 学 学 研 究StudiesinScienceofScienceVol.27No.8 Aug.2009 百度百科用户参与行为与参与动机关系的实 ...查看


  • 中国青少年心理健康素质·动力系统研究
  • 摘要 选取44063名青少年为调查对象,采用<青少年心理健康素质调查表・动力系统分量表>考察我国青少年动力系统的发展特点.结果表明:(1)从整体上看,我国青少年的动力系统发展状况良好:(2)我国青少年的动力系统年级变化趋势表现出 ...查看


  • 科研成果论文
  • 论文题目: 元胞自动机的理论研究 学 院: 金山学院 专业年级: 电子信息工程2010级 学 号: 100201046 姓 名: 潘江龙 指导教师.职称: 程丽.副教授 2012年 12 月26日 元胞自动机的理论研究 摘 要:元胞自动机本 ...查看


  • 汽车热管理综述
  • 汽车热管理现状发展综述 自从汽车产生以来,排放以及燃油经济性有关先进科学技术陆续应用到了内燃机上,汽车性能得到了明显的改善.在内燃机燃烧系统.气体热交换系统以及发动机控制系统的发展与改进方面,我们都花费了大量的精力.为了提高发动机的性能,但 ...查看


  • 创业动机研究 概念结构 影响因素和理论模型
  • 心理科学进展 2012, Vol. 20, No. 5, 698–704 Advances in Psychological Science DOI: 10.3724/SP.J.1042.2012.00698 创业动机研究:概念结构.影响因 ...查看


  • 中国柴油发动机市场现状及行业发展趋势分析
  • 2016年柴油发动机市场现状及2017年行业发展趋势 一.发动机泵类行业概况 相关报告:中商产业研究院发布的<2017-2022年中国汽车发动机行业市场研究预测报告> 发动机是汽车及机械装备的动力系统,包括内燃机.电力发动机.涡 ...查看


  • 4冯竹青-2014-物质奖励对内在动机的侵蚀效应
  • 心理科学进展 2014, Vol. 22, No. 4, 685–692 Advances in Psychological Science DOI: 10.3724/SP.J.1042.2014.00685 物质奖励对内在动机的侵蚀效应* ...查看


  • 常用元胞自动机
  • 常用元胞自动机 在元胞自动机是由空间上各项同性的一系列元胞所组成,是在有限元胞自动机基础上发 展起来的,用于模拟和分析几何空间内的各种现象. 典型的元胞自动机 在元胞自动机的发展过程中,科学家们构造了各种各样的元胞自动机模型.其中,以下几个 ...查看


热门内容