單獨給予魚藤酮之動物其黑質TH細胞多呈現圓形且顏色為淡褐 色,而注射雌二醇、DPN、PPT之組別,較少圓形細胞且顏色多呈深 褐色,控制組則無圓形之細胞形態且為深褐色(十三、十四)。
實驗三
以西方墨點法偵測甲型及乙型動情素接受體致效劑對 氧化壓力相關蛋白質之影響
雌鼠連續兩週魚藤酮處理後黑質中的Cu-Zn/SOD蛋白質表現量均明 顯少於控制組(P < 0.05),雌二醇、PPT或DPN皆不影響Cu-Zn/SOD蛋白 質之表現,而各組間Mn/SOD、TH、Bcl2表現量皆無統計上的差異(圖十 五、十六、十七、十八)。
第四章、討論
魚藤酮為呼吸鏈中複合體 I 之抑制劑,文獻指出以皮下植入微量滲 透幫浦方式給予大鼠魚藤酮後有80%會作用於周邊器官如:胃肌變薄、
胃酸缺乏、肝細胞壞死,小於20%作用於腦中之黑質與紋狀體中造成神 經元退化(Lapointe et al., 2004)。
子宮部位只有甲型動情素接受體存在,本實驗室先前的實驗中給予 去除卵巢大鼠甲型動情素接受體致效劑PPT 後,其子宮重量顯著多於控 制組,乙型動情素接受體致效劑DPN 處理之動物子宮重並未增加(葉, 2004),由此可知 PPT、DPN 為專一性極高的動情素接受體致效劑。
紋狀體可區分為紋狀體腹外側(ventrolater striatum)、腹內側 (ventromedial striatum)、背外側(dorsolateral striatum)、背內側
(dorsomedial striatum)四區域(Morissette & Di Paolo, 1993)。
口腔的活動主要受紋狀體腹外側區所調控(Kelley et al
, 1988),當紋狀體腹外側之多巴胺耗損,導致大腦前葉之多巴胺耗盡,
而造成食物攝取與飼料效能(動物累積之總體重變化除以總進食克數)
降低(Salamone et al., 1990)。本實驗中經魚藤酮處理後之大鼠體重有 顯著下降,推測可能魚藤酮在胃部造成損害以及於紋狀體腹外側區受損 導致攝食降低有關。
紋狀體背外側主要與後肢活動的控制有關(Jicha & Salamone , 1991)。分別在大白鼠紋狀體腹外側、背外側、腹內側區直接注射 6-OHDA 後,紋狀體腹外側區缺失會導致食物攝取明顯降低而咀嚼明顯 增加,但水平移動與垂直移動並無受影響,紋狀體背外側受損則會造成 垂直移動顯著減少(Jicha & Salamone, 1991)。本實驗發現無論是單 獨給予魚藤酮或同時接受魚藤酮與動情素致效劑之去除卵巢大白鼠,其 水平活動量均有降低,但魚藤酮 + 甲型動情素接受體致效劑組行為表 現量多於魚藤酮之組別。在垂直移動方面給予魚藤酮 + 甲型動情素接 受體致效劑組之大鼠的移動次數與控制組相似,此二組垂直移動量均多 於其他給予魚藤酮處理的大鼠。在抓握測試試驗中給予魚藤酮 + 甲型 動情素接受體致效劑組之大鼠其行為表現均優於其他各組。由垂直移動 與水平移動結果推測大鼠接受魚藤酮處理後在紋狀體背外側區應已受 損,由體重改變結果推測紋狀體腹外側區也應已受損。
文獻指出紋狀體部位有甲型動情素接受體存在(Khan et al.,
2005),但在黑質部位則只有乙型接受體(Shughrue & Lane, 1997 b)。
動情素亦可藉由甲型接受體作用增加小鼠活動量與滾輪奔跑活動次數
(Ogawa et al., 2003)。亦有文獻指出甲型動情素接受體在中風所引發 的腦損傷中扮演了神經保護的角色(Dubal et al, 2001),且在腦損傷後 甲型動情素接受體有增加的現象(Dubal et al, 1999)。因此由以上行為
測試得知:甲型動情接受體可能扮演保護黑質-紋狀系統之角色。
Ferrante 等人(Ferrante et al., 1997)的實驗指出以靜脈方式給予魚 藤酮7~9 天後,紋狀體及蒼白球會明顯受損,但於黑質部位並未受影 響。在Greenamyre 等持續以靜脈方式給予魚藤酮 2 天~3 個月,發現紋 狀體背外側為首先受損之區域,隨後會遍佈紋狀體其他區域,並且漸進 逆行性的影響黑質中的多巴胺神經元(Greenamyre et al, 1999)。在本 次實驗中黑質部位TH 神經元數目與 TH 含量無顯著差異,推測可能連 續14 天的魚藤酮處理對黑質部位尚無法造成影響。儘管在定量上黑質 的TH 神經元未受到魚藤酮處理而減少,但仔細觀察 TH 免疫染色結果,
顯示控制組細胞型狀皆呈梭狀,顏色為深褐色,而單獨接受魚藤酮組許 多TH 細胞形態較圓且有脹大情形,顏色亦較淡。魚藤酮+動情素接受 體致效劑處理之組別只有部份TH 神經元呈圓狀及脹大,顏色卻為深褐 色。雖然我們未計算圓形脹大細胞的比例,但由此判斷魚藤酮的確可改 變黑質多巴胺神經元的生理功能,造成部分神經元脹大而趨向死亡,而 PPT 或 DPN 則可部份阻止魚藤酮的效果。由此推測黑質中部分多巴胺 神經元可能對魚藤酮較敏感,這些細胞受損後對大白鼠的行為表現產生 影響,但它們所佔的比例可能不足以改變整個系統中多巴胺神經元的數 目,此外雌二醇與動情素接受體致效劑對黑質中之多巴胺神經元應具有 保護影響,提高劑量或延長給藥時間才會出現顯著的差異。
以皮下方式給予小鼠高劑量魚藤酮(15 mg/kg)在 24 小時內會造 成紋狀體中多巴胺代謝產物:3, 4-二羥苯酰乙酸及高香草酸大量增加,
但多巴胺量則無改變;而在給予5 或 10 mg/kg 的魚藤酮 7 天後紋狀體 中之3, 4-二羥苯酰乙酸、高香草酸亦明顯減少,但多巴胺量仍無變化。
另外當給予10 mg/kg 的魚藤酮 14 天後紋狀體多巴胺、3, 4-二羥苯酰乙 酸、高香草酸量均無改變,而以1.5 mg/kg 的魚藤酮 21 天處理後只有高 香草酸會減少情形(Thiffault et al., 2000)。由此可知大鼠接受高劑量魚 藤酮處理24 小時內會造成紋狀體多巴胺代謝產物大量增加,但多巴胺 本身並無顯著改變。以低劑量方式給予魚藤酮在短期內無法對黑質-紋 狀體的多巴胺含量和代謝有明顯影響。本實驗中以微量滲透幫浦的方式 緩慢給予3 mg/kg/day 的魚藤酮是屬於較低劑量的範圍,推測對於多巴 胺代謝應無影響。
切除卵巢後的大鼠腹腔注射雌二醇可迅速增加紋狀體中多巴胺的 合成(Pasqualini et al., 1995),直接將雌二醇注射到紋狀體中可增加新 的多巴胺生成,但不改變多巴胺釋放與3, 4-二羥苯酰乙酸含量
(Pasqualini et al., 1996)。至於雌二醇是經由甲型或乙型接受體達到這 些效果,目前仍未明瞭,因此給予PPT 或 DPN 是否可以改變基底神經 節中多巴胺的生成和代謝,仍需進一步研究證實。
動情素可藉由 cAMP- PKA -CREB pathway 增加抗細胞凋亡蛋白質
-Bcl2的表現進而提升神經細胞的存活率(Ji et al., 1996;Kienlen Campard et al., 1997;Kew et al., 1996;Rydel & Greene, 1988)。Bcl2
為一種為抗凋亡蛋白,可阻斷細胞的死亡。Dubal 等人指出大腦缺血時 雌二醇可藉由乙型動情素接受體的作用而增加Bcl2的表現進而達到神 經保護的機制(Dubal et al., 1999),我們此次實驗中各組黑質 Bcl2的表 現均無顯著之影響,這個結果與黑質TH 免疫染色和西方點墨的結果相 吻合,推測14 天之魚藤酮處理在黑質部位並未造成顯著影響,而動情 素接受體致效劑亦未產生作用,至於紋狀體中Bcl2之表現量則需再做進 一步研究。但由行為的結果推論乙型動情素接受體對於非長期(2 週)
魚藤酮的破壞作用應無太大的保護效果。
Cu/Zn-SOD、Mn-SOD、麬胱胺肽過氧化酶之訊息核醣核酸遍佈基 底神經節中,在黑質的緻密區Cu/Zn-SOD 與 Mn-SOD 訊息核醣核酸的 表現量明顯多於基底神經節其它區域(Kunikowska & Jenner, 2002)。
由此可知正常黑質中含有的高量的抗氧化酵素以防止多巴胺神經元多 巴胺在代謝過程中產生的氧化壓力傷害。
魚藤酮為粒線體複合 I 抑制劑並會造成氧化壓力增加,氧化壓力 會降低內生性抗氧化劑的效能而使巴金森病人更易受自由基的傷害
(Jollow & McMillan, 2001)。雌性大鼠以6-OHDA 處理後在紋狀體、
蒼白球、及黑質致密區的Cu/Zn-SOD mRNA 表現量明顯減少
(Kunikowska & Jenner, 2001)。而在巴金森氏症病人的研究指出 Mn-SOD 蛋白質表現量增加即表示粒線體功能異常(Abraham et al., 2005)。但本實驗魚藤酮處理過之動物黑質中 Cu/Zn-SOD 蛋白質表現 量顯著減少,Mn-SOD 蛋白質量並無顯著差異。推測大白鼠經 14 天魚 藤酮處理後在黑質部位首先會消耗細胞質中之Cu/Zn-SOD,而粒線體 Mn-SOD 可能須再延長給藥時間才有顯著影響。許多研究指出雌二醇 並無法調節成熟雌性大白鼠腦中Cu/Zn-SOD 的含量(Ozgonul et al., 2003),本實驗結果亦顯示經魚藤酮處理之雌性大白鼠黑質中
Cu/Zn-SOD 含量不受動情素接受體致效劑之影響。
動情素對澱粉狀蛋白 β 胜 肽(Amyloid β-peptide)在 HT-22 細胞 造成的毒性亦具有神經保護的效果,而GSH 可增強動情素的作用(Green et al., 1998)。當 ROS 增加時,細胞內的 GSH 會減少,使細胞走向凋 亡。GSH 的表現量會受 Bcl2調節,當 Bcl2減少時則GSH 量會增加,反 之亦然(Hockenbery et al., 1993;McCullough et al., 2001)。巴金森氏 症病人黑質部位中的麬胱胺肽(glutathione, GSH)會降低(Pearce et al., 1997)。但是否與 Bcl2有關仍不清楚;而魚藤酮處理是否影響大白鼠黑 質部位中GSH 的含量則需再做探討。本實驗未發現黑質 Bcl2含量會因 藥物處理而改變,可能與魚藤酮作用的時間不夠長有關。
成熟大鼠之紋狀體與黑質部位均有神經生長因子如(brain–derived
neurotrophic factor;BDNF)和神經滋養因子 3(neurontrophin-3,NT3)
表現(Miranda et al., 1994);而動情素可調節胚胎時期中腦 BDNF 的表 現(Ivanova et al., 2001),動情素是否藉由甲型動情素接受體調節神經 滋養因子表現仍須再進一步證明。
第五章、結論
經兩週魚藤酮處理之雌性大白鼠黑質中 TH 雖不受動情素接受體致 效劑影響,但在垂直移動及抓握試驗中觀察到同時接受甲型動情素接受 體致效劑處理的組別表現均優於其他給予魚藤酮處理之動物,水平移動 亦有部分改善,因此推測魚藤酮處理後在大白鼠之紋狀體已受損,而甲
經兩週魚藤酮處理之雌性大白鼠黑質中 TH 雖不受動情素接受體致 效劑影響,但在垂直移動及抓握試驗中觀察到同時接受甲型動情素接受 體致效劑處理的組別表現均優於其他給予魚藤酮處理之動物,水平移動 亦有部分改善,因此推測魚藤酮處理後在大白鼠之紋狀體已受損,而甲