利用斑马鱼模型评价抗焦虑功效

【评价原理】

    斑马鱼拥有与人类相似的神经组织器官,下丘脑、丘脑、基底神经节、边缘系统等都是与焦虑相关的脑区。1-(3-氯苯基)哌嗪盐酸盐(mCPP)是一种非特异性5 -羟色胺(5-HT)能激动剂,5-HT广泛存在于上述脑区。研究表明mCPP可通过影响5-HT通路而诱导焦虑。氨基丁酸(GABA)是哺乳动物中枢神经系统中广泛分布的一种抑制性神经递质,脑中GABA水平的下降会产生抑郁、紧张、焦虑、失眠等情绪问题。谷氨酸脱羧酶(GAD)是谷氨酸向GABA转化的限速酶。单胺氧化酶(MAO)是一种具有多个结合部位的单一分子酶,对底物的特异性不高,可使多种胺类氧化脱氨,从而影响多种神经递质的代谢,斑马鱼体内只有一种Mao序列,具有人MAO-A和人MAO-B的性质,且与人MAO-A更相似。在大多数物种中,MAO-A降解5-HT。研究表明斑马鱼的运动活动和趋向性是反映焦虑的两个重要指标。GAD2基因与焦虑和情感障碍关系密切。5-HT通过5-羟色胺受体2A(htr2aa)增加焦虑样行为。GABA-A受体在焦虑发生中起重要作用。研究表明MAO-A/B双敲除小鼠的5-HT分解降低,焦虑增加。

    因此,我们可以通过检测斑马鱼的行为来判断斑马鱼是否产生焦虑。同时还可以通过检测焦虑相关基因(如gabra1、gad2、htr2aa基因)相对表达量以及MAO含量来评价斑马鱼是否产生焦虑。

【实验方案】

    我们将受测试斑马鱼分成三组,分别是正常对照组、模型对照组和服用焦虑改善剂组。其中正常对照组未经任何处理,模型对照组与服用焦虑改善剂组都摄入了等量的mCPP(mCPP通过溶解到养鱼用水中的方式摄入到斑马鱼体内)。服用焦虑改善剂组在摄入mCPP的同时摄入司来吉兰之类的焦虑改善剂。

    服用一段时间焦虑改善剂后,我们(1)分析斑马鱼的总运动距离;(2)用q-PCR检测焦虑相关基因表达;(3)用试剂盒检测单胺氧化酶(MAO)活性。

【结果展示】

(1)行为学:

图1. 斑马鱼总运动距离。(与模型对照组比较,***p < 0.001)

    可以看到,服用焦虑改善剂组的运动距离与正常对照组比较相似,运动距离没有明显的增加。

(2)gabra1、gad2、htr2aa基因相对表达量:

图2. 斑马鱼gabra1基因相对表达量。(与模型对照组比较,*p < 0.05)

可以看到,服用焦虑改善剂组斑马鱼gabra1基因相对表达量与正常对照组比较相似,较模型对照组明显增加。

图3. 斑马鱼gad2基因相对表达量。(与模型对照组比较,*p < 0.05)

    可以看到,服用焦虑改善剂组斑马鱼gad2基因相对表达量与正常对照组比较相似,较模型对照组明显增加。

图4. 斑马鱼htr2aa基因相对表达量。(与模型对照组比较,**p < 0.05)

    可以看到,服用焦虑改善剂组斑马鱼htr2aa基因相对表达量与正常对照组比较相似,较模型对照组明显降低。

(3)单胺氧化酶(MAO)活性:

图5. 斑马鱼单胺氧化酶活性量。(与模型对照组比较,*p < 0.05)

    可以看到,服用焦虑改善剂组斑马鱼单胺氧化酶活性与正常对照组比较相似,较模型对照组明显降低。

【评价结论】

    1.经过每组30尾斑马鱼的对比实验,服用焦虑改善剂组斑马鱼总运动距离、gabra1、gad2和htr2aa基因相对表达量及MAO活性与正常对照组相似。

    2.本实验证实了司来吉兰有明显抗焦虑功效。