抽动秽语综合征动物实验模型研究进展

王梦雨 郑 毅 崔永华

Tourette综合征(Tourette syndrome，TS)是一种以多种运动抽动和一种或多种发声抽动为特征的神经精神障碍，常伴有注意缺陷多动障碍(ADHD)和强迫性障碍(OCD)等。TS多起病于儿童时期，男性较女性多见，患病率为0.05% ～3%，近年来仍有明显增高趋势［1-3］。其病因尚不明确。由于TS反复发作，给病患及其家庭带来沉重的心理和经济负担，严重影响了患儿的生活质量，所以迫切需要复制出模拟人类TS的动物模型，在此基础上阐明TS的病因与发病机制，从而寻求有效的治疗方法。

动物模型是借用生物医学、生物工程手段，在动物身上造成或模拟所期望的疾病状态，由此对该动物模型进行相关生理、病理机制及治疗等方面的研究，为人类疾病做有价值的研究结果，进而应用于临床。常用的TS动物模型包括多巴胺、5－羟色胺、兴奋性氨基酸、一氧化氮失调模型以及自身免疫模型、分离综合征模型、转基因模型等;目前尚无完全模拟人类TS的动物模型。现对国内外常见的TS动物模型进行介绍，指出每种TS动物模型的优缺点，为今后TS动物模型的合理选择和应用提供理论依据。

1 多巴胺失调模型

1.1 苯丙胺(AMP)模型 AMP作为中枢神经系统兴奋剂，是一种拟交感活性物质，作用于突触厚膜Ca2+通道，可抑制神经递质重吸收，并增加单胺类递质的分泌，使突触间隙DA大量堆积，对突触后神经细胞受体或肌细胞受体产生强烈兴奋性刺激作用，也可以直接兴奋α和β受体。中低剂量的AMP可以使动物的活动行为增加，高剂量AMP可诱导动物的刻板行为并在一定范围内呈量效关系［4］。AMP模型鼠表现为暂时的自主活动增多，好斗，易激惹，模拟了TS患儿不随意活动增加的行为学特点。造模方法:多采用雄性小鼠，3mg/kg或6mg/kg，单次腹腔注射。Swerdlow等采用不同品系大鼠，分别用 AMP:0、0.75，1.5，4.5 mg/kg，皮下注射，造模后大鼠因品系和造模剂量不同，其嗅探、咬等行为表现出程度差异［5］AMP模型鼠暂时性活动增多，易激惹，其纹状体DA、去甲肾上腺素(NE)、5－羟色胺(5－TH)及5－羟吲哚乙酸(5－HIAA)含量较正常对照组明显升高，高香草酸(HVA)、二羟苯乙酸(DOPAC)含量减少［6］。

1.2 阿扑吗啡(APO)模型 阿扑吗啡(APO)是最早发现的外源性DA受体激动剂之一，能诱导大鼠出现旋转行为。有文献报道其作用机制为APO是多巴胺D1和D2受体激动剂，主要通过增强黑质－纹状体DA系统功能诱导动物出现舔、嗅、咬等刻板动作，影响动物边缘系统使其出现特殊的攀爬行为［7］。造模方法:雄性小鼠，2 mg/kg，单次颈部皮下注射;或小鼠，雌雄各半，1 mg/kg，单次皮下注射;或雄性大鼠，2 mg/kg，单次腹腔注射。APO模型鼠纹状体 DA、5－TH升高，HVA、DOPAC减少，多巴胺D2受体(DRD2)mRNA、5－羟色胺2A受体(5－HR2AR)蛋白、5－HR2AR、mRNA及色氨酸羟化酶2(TPH2)蛋白表达升高［8］。

2 5－羟色胺(5－TH)失调模型

2，5 －二甲氧4一碘苯－2一氨基丙烷(DOI)模型DOI是一种选择性的5－羟色胺2A/2C激动剂，能诱导小鼠出现持续头部抽动，大鼠出现头部抽动、耸肩及口腔运动、理毛、舔舐前爪等刻板行为，其中头部抽动明显且容易分辨，可作为该模型诱导成功的观察指标［9］。造模方法:多采用长程给药造模，1mg/kg，腹腔注射，连续14天或20天。模型鼠纹状体DA、HVAl2，5－HT、5－HIAA 含量下降，NE含量升高。脑组织Glu含量增加，GABA含量降低。而部分学者研究结果显示，模型鼠纹状体DA、HVA、HT含量增加。因此，由于造模动物品系、造模剂量不同，DOI模型鼠脑组织及外周血单胺类递质含量的变化存在差异。

3 神经毒素诱导模型

3.1 亚氨基二丙腈(IDPN)模型 该模型是1982年由Diamond等［10］创立的。IDPN是一种中枢神经毒素，其作用机制主要认为是破坏了锥体外系的多巴胺系统，产生了较持久的降低DA浓度的效应，使动物在生长发育过程中出现DAR超敏感，导致动物出现抽动行为。造模方法:将 IDPN溶于0.9%生理盐水，浓度为30mg/ml，每只大鼠腹腔注射150 mg/(kg·d)，每日1次，连续7天。模型效果:大鼠腹腔注射IDPN后产生头、颈部不自主摇摆、眨眼、张口行为及躯体异常旋转;旷场实验中跨格次数显著增加，表明动物空间认知力无改变但中枢兴奋性有所增加;攀网实验中模型大鼠易于惊恐，躯体僵化，抓握铁丝不利，攀网时间较对照组明显缩短［11］。IDPN诱发的动物模型具有退行性神经组织病变的特征，该模型操作方法简单易用，动物来源广泛而经济，复制成功率高且不可逆。有报道称该动物模型不需任何特殊处理可以一直稳定保持3个月，因此被众多实验研究人员广泛应用。神经生化学方面，模型鼠脑及血浆中发生改变，尤其单胺类递质含量呈现出多样性变化，脑组织DA含量降低5－HT含量增加，Ⅱ型多巴胺受体(D2R)亲和力升高，血浆 DA、NE、DOPAC、HVA、5－HIAA、谷氨酸(Glu)、天冬氨酸含量增加。部分研究结果显示，纹状体等脑区 DA、DOPAC、HVA、5－HT、5－HIAA、NE 含量无明显变化。

3.2 6－OHDA诱导的TS模型 6－OHDA是儿茶酚胺的羟基化衍生物，其结构与儿茶酚胺类似，是一种有效导致多巴胺神经元变性的神经毒剂。造模方法是将6－OHDA进行脑池注射，其原理是损害脑内的多巴胺系统，产生快速和持久的降低多巴胺浓度的效应，导致动物出现皮层下的多巴胺超敏现象，使动物表现抽动障碍样的过度活动和注意缺陷。但此模型由于损伤部位在黑质，很容易由于操作误差导致模型损伤失误而无法与帕金森模型进行鉴别。

4 兴奋性氨基酸失调TS模型

氨基酸失调动物模型兴奋性氨基酸大量释放可以使细胞过度去极化，从而引起神经元过度兴奋。谷氨酸是一种兴奋性氨基酸，通过N－甲基－D门冬氨酸(NMDA)受体参与对纹状体刻板行为的调节，并影响纹状体DA释放，导致神经元过度兴奋，使动物模型出现类似抽动秽语综合征的抽动动作。造模方法:将谷氨酸直接注入成年大鼠纹状体，诱导大鼠出现旋转行为［12］。其机制可能与谷氨酸含量增加产生对神经细胞的毒性作用有关。

5 自身免疫TS模型

链球菌感染相关的儿童自身免疫神经精神疾病(PANDAS)，尤其是TS等运动障碍性疾病近年来日益增多，部分学者认为TS可能与纹状体、额叶多巴胺能活动调节障碍，尤其纹状体腹侧突触前多巴胺能活动异常亢进有关［13］;或者与血清免疫球蛋白识别纹状体神经元表位，导致正常神经信号被干扰有关［14］。造模方法:将PANDAS患者血清和链球菌M5蛋白抗体注射入大鼠纹状体，引起大鼠舔、摇头等重复刻板动作，不同抗体滴度的TD患者平均抗链球菌溶血素O(抗O)滴度与抽动障碍的严重程度呈正相关［15-16］。K L Hoffman等用GABHs免疫小鼠后，小鼠的活动性增高，其血浆对自身小脑、苍白球、丘脑的免疫活性增高［17］。

6 基因工程TS模型

通过生物工程技术人为改变动物遗传性状而获得的模型，为基因工程动物模型，作为重要的疾病研究、药物研发及探索人类基因功能的工具，在生物医学及其相关领域广泛应用。

6.1 转基因TS模型 作用机制为通过编码胞内霍乱毒素，激活刺激性G蛋白，增加皮质边缘叶D1神经元内的环一磷酸腺苷水平，导致回路中传出神经元释放过量的Glu，从而诱发模型小鼠重复正常行为，持续出现头部震动、旋转、跳跃等异常动作［6］。

6.2 基因突变TS模型

6.2.1 DAT－KD小鼠模型［18］通过插入四环素调节系统到DAT基因($1c6a3)第2外显子的5来翻译区域，下调DAT表达而获得，为低DAT表达TS模型。模型鼠在本能的固定行为模式基础上自发产生过多的刻板行为以及活动亢进、过度追求某种刺激等异常行为，类似于TS样抽动。

6.2.2 基因缺失小鼠模型［19］该模型为 Snap，PCLB，Jagl等基因缺失突变所致。其中SNAP一25缺乏的突变小鼠表现为自发性过度活动，用于探讨TS样过度运动行为的神经生化学机制。

6.2.3 突变仓鼠模型［20］该模型以面部扭曲，肢体过伸等张力障碍姿势为主要表现，同时该模型模拟了多数TS患儿成年后抽动自然缓解的病史特点。纹状体GABA能中间神经元受抑，脚内核神经元活力降低，基底节输出减少可能参与该模型运动异常的发生。因Dtsz突变仓鼠模型部分模拟了人类严重TS的表现，成为近年来探讨TS发病及治疗颇具前景的动物模型。

另外报道还有分离综合征TS模型，即单独笼养影响神经元可塑性，导致皮质、海马区谷氨酸和5－TH等神经递质功能异常，表现出频繁的头部或肢体抽动、旋转、攀爬、发声，抓咬等行为。该模型部分模拟了人类行为学及神经生化学表现，同时提示环境、心理等因素共同参与TS的发生。由于大脑感觉运动门控缺陷，导致前脉冲抑制(PPI)下降，虽不能直接模拟人类的抽动表现，但其模拟了人类TS的感觉冲动先兆而具有一定应用价值。

综上所述，目前建立TS模型的方法很多，但由于TS的发病机制和病变过程复杂，目前尚无能够全力再现、模拟TS的病理、生化、行为等方面全部特征的动物模型。各模型均是部分模拟人类TS的行为学、生理学、神经生化学特征及其病理表现［21-23］;每种拟TS模型也都存在自身局限性:以DA代谢紊乱为基础建立的AMP和APO模型，能够部分模拟抽动秽语综合征病人的神经生化或行为学改变，二者可以作为药物初步筛选的平台［24］，但两种模型持续时间短暂，故在实验研究中受到一定的限制;5－TH失调DOI动物模型操作简单易用，复制成功率高且不可逆，停止给药后抽动可持续存在，为抽动障碍病因学和治疗等方面的研究提供新的途径，但由于模型建立的基础是药物激动剂与拮抗剂之间的相互作用，因此其应用仍较为局限;神经毒素IDPN诱导TS模型操作方法简单易用，动物来源广泛而经济，复制成功率高且不可逆，稳定而持久，更适于TD治疗和发病机制的研究。兴奋性氨基酸失调的模型，如谷氨酸诱导模型直接作用于靶器官，相对于常用的腹腔注射造模更具有针对性。分离综合征模型表现出抽动、咬抓等攻击行为，提示环境、心理等因素共同参与TS的发病，具有无创性和模拟多因素致病的特点。PPI模型模拟了抽动发作前的感觉冲动预兆，可用于研究TS的发病机制预测药物疗效。D1CT－7转基因模型造模机制明确、表现多样，可较好地满足研究者的不同需要，主要用于研究TS的发病机制，但因价格、技术要求较高，普及应用受到一定限制，较少用于药物的筛选。目前国内TD模型以IDPN、DOI等化学因素诱发的动物模型为主，主要研究TD防治药物的作用机制，国外TD模型为自身免疫模型。

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