chronische toediening van een 5-HT1A-receptoragonist verlicht depressie en depressie-geïnduceerde Hypoalgesie

2.3. Chirurgische Procedure voor olfactorische Bulbectomie

dieren werden verdoofd met natriumpentobarbital (0,5 mg/kg, i.p.) en gefixeerd op een stereotaxisch apparaat (Stoelting, USA). Een middellijn sagittale incisie werd gemaakt om de schedel bloot te leggen. Twee 2 mm diameter gaten werden 8 mm rostral aan de bregma en 2 mm lateraal aan de middellijn afzonderlijk geboord. De bilaterale olfactorische bollen werden met behulp van een vacuümpomp uit de gaten gezogen en de holte werd gevuld met gelschuim (Coltene Whaledent, Zwitserland) om het bloeden onder controle te houden. Speciale aandacht werd besteed aan het voorkomen van beschadiging van de frontale cortex. Penicillinepoeder werd op de wond gesprenkeld voor de sluiting. Ratten met schijnbediening werden op dezelfde manier behandeld, behalve dat er geen hersenweefsel werd verwijderd. Het lichaamsgewicht van elke rat werd de dag ervoor en dagelijks gedurende 14 dagen na de operatie gemeten. Aan het einde van het experiment werden de dieren ontleed om te controleren of alle olfactorische bollen waren verwijderd. Zo niet, dan worden de gegevens uiteindelijk afgewezen.

2.4. Gedragstests

2.4.1. Open-veld Test

de open-veld test werd uitgevoerd in een ijzeren ronde zwarte basis (180 cm in diameter) en toegepast om het bewegingsgedrag van ratten te analyseren. De muur rond de basis bestond uit een 50 cm hoge ijzeren plaat. De verlichting werd verzorgd door een 40-W lamp. Elk dier werd gedurende 5 minuten in het open veld getest. De afgelegde afstand tijdens de test werd vastgelegd door een computergebaseerd System Etho Vision (Noldus Information Technology, Wageningen, Nederland). In het interval tussen beide tests werd het apparaat gereinigd met ethanol en water om olfactorische aanwijzingen te verwijderen.

2.4.2. Pijndrempeltest

het apparaat en de test voor thermisch opgewekte pijn waren hetzelfde als beschreven door Wang et al. . Kortom, ratten werden geplaatst in een plexiglas kamer op een glazen vloer, waaronder de stralingswarmte apparaat (100 W projector lamp) was geplaatst. Een lichtstraal door een gat (4 mm in diameter) van het apparaat was gericht op het plantaire oppervlak van de linker achterpoot. PWL werd gedefinieerd als de tijdsduur tussen het begin van het licht en de pootlift. De intensiteit van het licht werd aangepast, zodat de basislijn PWL rond 7 s was, met een cut-off tijd van 22 s om weefselschade te voorkomen. In totaal werden vier onderzoeken uitgevoerd voor elke rat met een interval van ten minste 5 minuten. De laatste drie proeven werden gemiddeld om een gemiddelde latentie te krijgen als de drempel van de thermisch opgewekte pijn.

2.5. Geneesmiddelen

de 5-HT1A-receptoragonist 8-OH-DPAT werd gekocht bij Sigma-Aldrich (St.Louis, Missouri) en opgelost in een zoutoplossing (0,9% NaCl) vlak voor het aanbrengen. Afzonderlijke subgroepen van dieren met bulbectomie en niet-bulbectomie werden behandeld met intraperitoneale injecties met ofwel 8-OH-DPAT (3 mg/kg) ofwel een zoutoplossing (3 mg/kg). In experiment 1, één dag nadat het depressiemodel werd vastgesteld, werd het open veld getest met een zoutoplossing of 8-OH-DPAT die 30 minuten eerder werd geïnjecteerd. Drie dagen na de depressie model vastgesteld, paw terugtrekking latency werd getest met zoutoplossing of 8-OH-DPAT geïnjecteerd 30 min voor. In experiment 2 werd, nadat het depressiemodel was vastgesteld, een opeenvolgende 14-daagse injectie van zoutoplossing of 8-OH-DPAT eenmaal daags uitgevoerd volgens groepen. De open-field en radiant heat paw terugtrekking latency werden getest op de 15e dag.

2.6. Statistische analyse

GraphPad prism 5.0 werd gebruikt om gegevens te analyseren en grafieken te genereren. Gegevens met betrekking tot 2 factoren werden geanalyseerd met een tweerichtingsanalyse van variantie (ANOVA) gevolgd door een Bonferroni post hoc test. Student ‘ s t-test werd gebruikt voor het vergelijken van middelen van twee groepen. De gegevens werden gepresenteerd als means ± SEM. De statistische significantie werd vastgesteld op .

3. Resultaten

3.1. Gedragsuitkomsten van het Ob-Depressiemodel

zoals getoond in Figuur 2 (a), verschilde het baseline-lichaamsgewicht van dieren niet tussen OB-en sham-groepen. Tijdens de volgende twee weken van observatie werd een significante afname van de gewichtstoename waargenomen bij de OB-ratten in vergelijking met de controleratten (tweerichtingsanova, groepseffect: (1, 1106) = 53.08, ; Bonferroni posttesten, elke dag) (Figuur 2 (a)). Na een operatie vertoonden de OB-ratten een significant hoger niveau van bewegingsgedrag in het open veld dan dat van de controlegratten (ANOVA in twee richtingen versus cm ) (figuur 2(b)). Deze resultaten wijzen erop dat de Ob ratten depressief-achtig gedrag hebben tentoongesteld en het diermodel voor depressie is met succes vastgesteld.

(a)

b)

(c)

(a)
(b)
(c)

Figuur 2

Gedragsmatige uitkomsten van de OB model voor depressie en depressie-geïnduceerde hypoalgesia. (lichaamsgewicht. In de POSTOPERATIEPERIODE van 14 dagen werd in de OB-groep in vergelijking met de controlegroep een significante afname van het lichaamsgewicht waargenomen (). b) proef in de Open lucht. Bij de OB-ratten werd een Significant hoger niveau van bewegingsactiviteit gevonden dan bij de controleratten (). c) thermische pijngrenstest. De onttrekkingslatentie van de poot voor schadelijke stralingshittestimuli was significant verlengd bij de OB-ratten (). De gegevens worden weergegeven als gemiddelde ± SEM.***.

bovendien vertoonden dieren in de OB-groep langere PWL ‘ s in vergelijking met de controlegroep (ANOVA in twee richtingen versus s ) (Figuur 2(c)), wat suggereert dat de depressieve-achtige ratten hogere pijndrempels hadden dan de normale ratten. Dat wil zeggen, de met OB behandelde ratten ontwikkelden hypoalgesie tot schadelijke thermische stimuli.

3.2. Effecten van Acute toediening van 5-HT1A-receptoragonist

zoals weergegeven in Figuur 3, verhoogde acute 8-OH-DPAT-behandeling significant de afgelegde afstand in open veld in de controlegroep (ANOVA in twee richtingen versus cm), maar had geen effect op de OB-ratten (Figuur 3(a)). Bovendien vertoonden de met placebo behandelde ratten significant langere PWL ‘ s na acute 8-OH-DPAT-behandeling (ANOVA in twee richtingen versus s ) en vertoonden de OB-ratten geen significant verschil (Figuur 3(b)). Deze resultaten suggereren dat acute toediening van 8-OH-DPAT de bewegingsactiviteit verhoogt en per se een antinociceptief effect heeft op de normale ratten, maar geen invloed heeft op de depressieve-achtige ratten.

(a)

b)

(a)
b)

Figuur 3

Effecten van acute toediening van 8-OH-DPAT. Acute behandeling met 8-OH-DPAT verhoogde significant de bewegingsactiviteit () (a) en pijndrempels () (b) bij de met placebo behandelde ratten, maar heeft geen effect op de OB-ratten. De gegevens worden weergegeven als gemiddelde±SEM.*, **.

3.3. Effecten van chronische toediening van 5-HT1A-receptoragonist

zoals blijkt uit Figuur 4 had chronische behandeling met 8-OH-DPAT geen effect op de met placebo behandelde ratten, terwijl de bewegingsactiviteit bij de OB-ratten significant werd verminderd (ANOVA in twee richtingen versus cm), in tegenstelling tot de waarneming van acute toediening (Figuur 4(A)). Thermische pijndrempeltest toonde significant verlengde PWL ‘ s aan bij de met placebo behandelde ratten na chronische 8-OH-DPAT-behandeling (ANOVA in twee richtingen versus s,), in overeenstemming met die waargenomen bij acute toediening. Na chronische behandeling met 8-OH-DPAT waren de PWL ‘ s bij de OB-ratten echter significant verminderd (ANOVA in twee richtingen, s versus s, ) en hersteld tot het normale niveau (OB/8-OH-DPAT versus Sham/saline: ANOVA in twee richtingen, versus s, ) (Figuur 4(b)). Deze resultaten suggereren dat chronische 8-OH-dpat behandeling verlicht de depressie-achtige gedrag en OB-geïnduceerde hypoalgesia bij ratten.

(a)

b)

(a)
b)

Figuur 4

Effecten van chronische toediening van 8-OH-DPAT. a) bewegingsactiviteit in het open veld. Chronische behandeling met 8-OH-DPAT had geen effect op de schijnratten, maar verminderde wel significant de bewegingsactiviteit bij de OB-ratten (). (b) stralingswarmte pijngrens. Pijndrempels bij de schijnratten werden verhoogd na de behandeling; daarentegen werden die bij de OB-ratten verlaagd en weer op het normale niveau gebracht (). De gegevens worden weergegeven als gemiddelde ± SEM. *.05, ***.

4. Discussie

in deze studie onderzochten we de effecten van acute en chronische toediening van 5-HT1A receptor agonist, 8-OH-DPAT, op het open veld gedrag en thermisch opgewekte pijndrempels bij de met sham en OB behandelde ratten. Uit de resultaten bleek dat (1) acute toediening van 8-OH-DPAT de bewegingsactiviteit en pijndrempels bij de schijnratten verhoogde, maar geen effect had op de OB-ratten.; (2) daarentegen verminderde chronische toediening van 8-OH-DPAT de bewegingsactiviteit en pijndrempels bij de OB-ratten en herstelde deze tot het normale niveau. Verhoogde pijndrempels werden ook waargenomen bij de schijnratten na chronische toediening. Deze bevindingen toonden aan dat de 5-HT1A receptor betrokken was bij het bemiddelen van zowel het depressieve-achtige gedrag als de geassocieerde hypoalgesie bij ratten.

serotonerge dysfunctie is betrokken bij de onderliggende pathofysiologie van depressie en chronische pijn . Eerdere studies hebben aangetoond dat acute en chronische toediening van 5-HT1A-receptoragonist verschillende antinociceptieve en antidepressieve effecten lijkt te hebben . In dit onderzoek hebben we de effecten van acute of chronische toediening getest. Het is duidelijk dat bij OB-ratten alleen chronische toediening van 8-OH-DPAT antidepressief effect vertoonde, vertegenwoordigd als verminderde activiteit in de open-veldtest en verminderde pijndrempel voor de schadelijke thermische stimulatie. We vonden geen antidepressief effect van acute injectie van 8-OH-DPAT op de OB ratten. Deze resultaten zijn consistent met de vorige studies dat OB model is gevoelig bijna uitsluitend voor chronische, maar niet acute, antidepressieve behandeling. Er is ook bewijs dat de 5-HT1A-receptordichtheden bij de OB-ratten sterk zijn gedaald in vergelijking met de sham-operated ratten . Het is dus zeer waarschijnlijk dat een enkele dosis 8-OH-DPAT niet voldoende is om een therapeutisch effect op de depressieve-achtige ratten te veroorzaken.

in dit onderzoek had zowel acute als chronische toediening van 8-OH-DPAT antinociceptieve effecten op de schijnratten, hetgeen consistent is met eerdere studies dat systemische toediening van 8-OH-DPAT analgesie veroorzaakte in de warmhoudplaattest en de staartpijntest . Een recente studie bij knockoutmuizen heeft aangetoond dat 5-HT1A-receptoren een endogene remmende controle van door warmte opgewekte nociceptie bemiddelen . 5-HT1A-receptoren bevinden zich zowel presynaptisch in de raphe-kernen als postsynaptisch in discrete hersengebieden, waaronder de cortex, amydale en de hippocampus . Er zijn aanwijzingen dat zowel pre-als post-synaptische 5-HT1A-receptoren betrokken zijn bij de pijnstillende werking van 8-OH-DPAT .

daarnaast zagen we een verminderde hypoalgesie tot het normale niveau na chronische toediening van 8-OH-DPAT bij OB ratten. Serotonerge drugs worden algemeen gebruikt als kalmeringsmiddelen in klinische praktijk. Het is aangetoond dat antidepressiva depressie en pijnsymptomen enigszins onafhankelijk verbeteren bij depressieve patiënten. Bijvoorbeeld, ongeveer 50% van de verbetering in pijnintensiteit veroorzaakt door duloxetine was onafhankelijk van de verbetering in depressie . In onze studie, de symptomen van depressie en hypoalgesie leek uniform worden beïnvloed door olfactorische bulbectomie; dus, de verminderde hypoalgesie kan worden toegeschreven aan het indirecte resultaat van 8-OH-DPAT-geïnduceerde antidepressieve effect. Er is aangetoond dat deficiëntie in serotonerge functie het primaire pathogeen is van depressieve aandoeningen . Er is gemeld dat chronische toediening van 5-HT1A-agonist desensibilisatie van presynaptische 5-HT1A-receptoren in de raphe-kernen induceerde en daardoor de 5-HT-afgifte versterkte . Bovendien is een overactiviteit van hypothalamo-hypofyse-bijnier (HPA) – as gevonden bij depressieve patiënten . Het is aangetoond dat activering van de 5-HT1A receptoren de hPa-activiteit normaliseert en zo een therapeutisch effect heeft .

een ander mogelijk mechanisme dat ten grondslag ligt aan de herstelde pijngevoeligheid bij OB ratten na behandeling met 8-OH-DPAT kan te wijten zijn aan de remming van de opioïdeactiviteit. Het is aangetoond dat Stress-opgewekte afgifte van opioïden pijn Remt bij depressieve patiënten . Eerdere studies hebben aangetoond dat 5-HT1A receptor agonist opioïd-gemedieerde analgesie en tolerantie kan verminderen . Het is ook gevonden dat 8-OH-DPAT endogene opioïdenafgifte zou kunnen remmen die door elektrische stimulatie in plakjes van het ruggenmerg van de rat wordt opgeroepen . Daardoor kan chronische toediening van 8-OH-DPAT de door depressie geïnduceerde hypoalgesie herstellen door de endogene afgifte van opioïden te verminderen.

bij schijnratten vonden we dat acute toediening 8-OH-DPAT de bewegingsactiviteit verhoogde. De toename van de afstand toegestaan met andere rapporten dat acute toediening van 5-HT1A agonisten serotoninesyndroom veroorzaakt vertegenwoordigd door hyperactief gedrag, platte lichaamshouding, en voorpoot treden . Er is gemeld dat een lage dosis van 8-OH-DPAT (0,01–0,05 mg/kg) bij voorkeur autoreceptoren van 5-HT1A stimuleert, terwijl een hoge dosis (d.w.z. ≥0,2 mg/kg) postsynaptische receptoren kan activeren, die de afgifte van 5-HT verhogen en hyperactiviteit veroorzaken. De relatief hoge dosis die in deze studie wordt gebruikt, kan dus verantwoordelijk zijn voor de hyperactiviteit van ratten. Zoals eerdere studies hebben aangetoond dat herhaalde doses van 8-OH-DPAT het serotoninesyndroom door desensibilisatie van postsynaptische 5-HT1A-receptoren kon verminderen , bevestigde onze studie de eerdere bevindingen door aan te tonen dat chronische toediening van 8-OH-DPAT niet leidde tot hyperactief gedrag in het open veld bij schijnratten.

samengevat toonden onze resultaten aan dat 5-HT1A receptor betrokken was bij het ob-geïnduceerde depressieve-achtige gedrag en hypoalgesie bij ratten. Toch heeft ons onderzoek een aantal beperkingen. (1) in deze studie werd slechts één relatief hoge dosis 8-OH-DPAT (3 mg/kg) aangenomen. Zoals hierboven vermeld, kunnen verschillende doses van 8-OH-DPAT differentiële effecten hebben. Aldus, moeten meer experimenten met verschillende dosissen in toekomstige studies worden gedaan. (2) in deze studie werd alleen gebruik gemaakt van een model voor stralende warmte-opgewekte pijn. Gezien het feit dat depressie kan leiden tot verlichting opgeroepen pijn en verergerde spontane pijn , meer pijn modellen moeten worden opgenomen om de rol van 5-HT1A receptor in de depressie-gerelateerde gedrag onthullen.

5. Conclusie

concluderend toonde onze studie aan dat chronische toediening van 5-HT1A receptor agonist 8-OH-DPAT depressie en depressie-geïnduceerde hypoalgesie verlichtte, wat suggereerde dat 5-HT1A receptor een sleutelrol kan spelen bij depressie-geïnduceerde hypoalgesie. Toekomstige studies moeten worden ontworpen om nauwkeuriger mechanisme te onderzoeken om betere strategieën voor de behandeling van depressie en chronische pijn op te bouwen.

belangenconflict

De auteurs verklaren dat er geen belangenconflict is met betrekking tot de publicatie van dit artikel.

Licentie

Dit werk werd gefinancierd door een NNSF Subsidie (31271092) en een Chinese Academie van Wetenschappen Kennis Innovatie Project Subsidie (KSCX2-EW-Q-18) J. Y. W., en door NNSF Subsidies (30970959, 61033011, en 31171067), de Chinese Academie van Wetenschappen Kennis Innovatie Project Subsidies (YZ200944, KSCX2-YW-R-254, en KSCX2-EW-J-8), en een Subsidie van de NIH Fogarty International Center (R03 TW008038) tot en met F. L. Dit onderzoek werd ook ondersteund door de Toets Laboratorium van de Geestelijke Gezondheidszorg aan het Instituut voor Psychologie, de Chinese Academie van Wetenschappen, China. De auteurs verklaren geen concurrerende financiële belangen.