安非他命對野生型及MAOB剔除小鼠的嗅球細胞內訊息傳遞分子活化與神經傳導物質合成酉每表現的影響

Abstract

安非他命是一種強效的精神刺激劑，被認為是兒茶酚胺(catecholamine)傳導系統的間接促效劑（agonist）。安非他命用於老鼠可使其活動量增加或引起刻板行為，長期注射則可使動物對安非他命產生依賴感或引發行為的敏感化。所以，經長期安非他命注射的動物，可被用來作為研究藥物成癮或精神分裂症的動物模式。目前，已知安非他命會造成中樞神經系統紋狀體等腦區的多巴胺(dopamine)、血清張力素與正腎上腺素的過度釋放，以及導致cAMP反應結合蛋白(CREB)的磷酸化。但是，安非他命對小鼠腦的嗅球中胞內訊息傳遞分子活化，與神經傳導物質合成酉每 的影響則尚不清楚。另外，多巴胺、血清張力素與正腎上腺素等都是單胺類，在神經末梢會被單胺氧化酉每(Monoamine oxides，MAO)所代謝。在安非他命的作用機制中，單胺氧化酉每 (MAO)所扮演的角色，仍有待研究。因此，本研究主要探討經安非他命處理後野生型(WT)和單胺氧化酉每 B型剔除(MAOB-KO)小鼠，嗅球的酪氨酸羥化酉每 (tyrosine hydroxylase，TH)，麩胺酸脫羧(glutamic acid decarboxylase，GAD)，CREB，pCREB，pMEK的變化情形。 我們使用成年野生型(WT)SV129雄性小鼠和單胺氧化酉每 B型剔除(MAOB-KO)的雄性小鼠，經腹腔注射5mg/kg的安非他命或等容積的生理食鹽水，每日兩次(早上九點與下午五點)，連續三天。第四天，小鼠在早上九點接受一劑注射後，於下午一點開始灌流固定(Bruin’s)。後固定十六小時後以石蠟包埋腦組織，製成腦部冠狀石蠟切片，使用免疫化學染色方法觀察上述蛋白質。免疫染色後再以影像分析系統定量，將具正反應的染色總面積除以定量範圍面積所得密度代表染色的程度。再以 two or three way ANOVA統計方法分析。 染色結果可見TH免疫反應出現在嗅球各層纖維構造及小球層(layer of glomeruli)細胞體。定量發現在注射安非他命(藥物組)的WT小鼠小球層的TH染色比生理食鹽水組(對照組)強，約上升了163%，而MAOB-KO小鼠約上升了384%。在其他層次TH染色則沒有顯著的影響。GAD染色結果出現在嗅球各層的神經末梢處，定量發現在藥物組的WT小鼠嗅球各層的GAD染色比對照組約減少了80. 53%-99.02%，而MAOB-KO小鼠約下降了23. 74%-78.82%。CREB、pCREB與pMEK免疫反應主要出現在嗅球各層細胞核中。定量發現WT小鼠的藥物組各層CREB比對照組約減少了52.03%-86.01%，而MAOB-KO小鼠約下降了12. 91%-87.26%。WT小鼠的藥物組pCREB比對照組約減少了71.57.%-97.83%，而MAOB-KO小鼠約下降了34.35 %-97.32%。WT小鼠的藥物組嗅球各層pMEK比對照組約增加了165.42% -920.47%。pMEK在藥物組MAOB-KO小鼠的小球層與外叢狀層(external plexiform layer)則約增加了24.94%- 146.41%，但在僧帽細胞層(Mitral cell layer)與顆粒細胞層(Granule cell layer)下降了54.05%-78.91%。統計結果發現，在小球層，安非他命對TH、GAD、CREB表現的影響似乎不受到動物種類的影響，雖然對照組中WT小鼠比MAOB-KO小鼠含有較多的TH及GAD。在僧帽細胞層，GAD與CREB也出現類似情形。在顆粒細胞層，CREB與pCREB情形同上二層，但GAD與pMEK對安非他命反應均受動物種類影響，且在對照組WT的pMEK比MAOB-KO少。 對於WT與MAOB-KO小鼠，安非他命可能會使小球層細胞多巴胺枯竭，使得細胞內TH向上調升。至於胞外過多的多巴胺可能會影響小球層、顆粒細胞層突觸後神經元的多巴胺D2受體(receptor)使得cAMP下降，導致pCREB下降。但WT各層和MAOB-KO小球層與外叢狀層pMEK增加，則可能透過不同的機制。GAD在藥物組WT與MAOB-KO小鼠各層的下降，可能與pCREB下降有關。再者，WT與MAOB-KO對照組在TH、GAD、CREB、pCREB與pMEK表現的差異，可能是由於MAOB存在與否所造成。這些資料顯示嗅球功能亦會受到安非他命的影響，MAOB在此影響當中也扮演了一個重要的角色。