在一种用于预测性恶心的长间隔啮齿动物模型中，学习过程的免疫调节受到时间因素的影响

《Behavioural Brain Research》：Timing-dependent immune modulation of learning in a long-interval rodent model of anticipatory nausea

预期恶心可通过锂氯与情境关联的长期间隔条件反射模型诱导，脂多糖（LPS）预处理有效抑制该反应，而后期处理无效，提示LPS可能通过调节记忆形成而非非关联机制发挥作用。

　　

因德拉·R·比什诺伊（Indra R. Bishnoi）|范格尔·M·马蒂奇（Vangel M. Matic）|莉莉·王（Lily Wang）|凯特琳·T·拉维昌德兰（Caitlin T. Ravichandran）|格蕾丝·莱克（Grace Lake）|马丁·卡瓦利尔斯（Martin Kavaliers）|克劳斯-彼得·奥斯恩科普（Klaus-Peter Ossenkopp）

加拿大伦敦西部大学神经科学研究生项目

摘要

预期性恶心是一种经典条件反射，是对与恶心刺激相关线索的反应。在啮齿动物中，可以通过将新的线索与氯化锂（LiCl）的毒性效应配对来模拟预期性恶心，这样在单独暴露于该环境时就会产生预期性恶心反应（例如张口）。先前的研究表明，脂多糖（LPS）可以减轻由LiCl引起的预期性恶心。然而，这些研究使用的是较短的试验间隔（ITIs），这限制了我们对LPS如何通过关联或非关联机制减轻LiCl引起的预期性恶心的理解。我们开发了一个长间隔（7天ITI）的啮齿动物模型，以提高预期性恶心研究的转化相关性，并开始了解LPS效应的机制。成年雄性Long Evans大鼠被腹腔注射（i.p.）127 mg/kg的LiCl或安慰剂（NaCl），并在7天的间隔内进行4次条件作用试验，每次试验后都暴露于特定的环境中。在条件作用试验之后立即给予LPS或NaCl（200 μg/kg，i.p.），或者在条件作用试验之前90分钟给予LPS。这些试验之后是4次无药物测试/消退试验。在长ITI下，LiCl引起了显著的 conditioned gaping（条件性张口）反应。预先给予LPS显著减轻了条件性张口反应。而在条件作用之后给予LPS时，我们没有观察到这种效果。使用长ITI使我们能够评估LPS对预期性恶心的时间依赖性效应。这些发现推进了当前关于预期性恶心的模型，并为研究免疫调节与恶心相关行为的新方向提供了依据。

引言

预期性恶心是对与恶心刺激相关线索的经典条件反射，是化疗最令人不适的副作用之一[1]。在化疗引起的预期性恶心中，来自医院或诊所环境的感觉线索（如视觉、味觉、听觉等）与化疗的恶心效应建立了联系。一旦建立这种联系，即使在没有化疗的情况下，回到该环境也会引发恶心感，随后可能伴随呕吐[2]。 大约25-60%的癌症患者会出现化疗引起的预期性恶心[3]、[4]。目前，传统的治疗方法（如5-HT3拮抗剂如昂丹司琼[5]）无法充分控制预期性恶心。苯二氮卓类药物（如劳拉西泮和阿普唑仑）虽然能提供更好的预防和治疗效果，但会有依赖等明显副作用[6]、[7]。因此，通常建议结合药物和行为技术（如潜在抑制或系统脱敏）作为治疗选择[8]、[9]。然而，这些治疗方法并不总是有效[3]、[4]。此外，它们可能无法及时使用（例如，在化疗开始之前）。鉴于预期性恶心学习的强度，仅仅3到4次暴露于恶心刺激（如化疗）及其相关线索（如临床环境）就会显著降低几种治疗方法的效果[10]、[11]、[12]、[13]。因此，需要研究替代方法来治疗预期性恶心。 选择性免疫激活作为一种新的可靠方法被提出，可以减轻预期性恶心[14]、[15]、[16]、[17]、[18]、[19]、[20]、[21]。在啮齿动物中，可以通过将恶心刺激（如类似于顺铂等化疗药物的毒素，如氯化锂（LiCl）与新的环境配对，然后在没有LiCl的情况下测量该环境中的条件性厌恶/预期性恶心反应来模拟预期性恶心[22]、[23]。我们最近使用内毒素脂多糖（LPS）的研究表明，无论是在条件作用之前还是之后（条件作用前90分钟和之后立即）给予LPS，都能减轻由LiCl引起的预期性恶心[16]。虽然LPS可能在条件作用后特别能减轻预期性恶心，但这些结果基于标准/短的试验间隔（ITIs），通常为72小时。使用短ITIs时，很难区分LPS减轻预期性恶心的具体机制，因为LPS在试验之间可能存在持续影响[24]、[25]。 LPS有多种效应，包括学习和记忆障碍、不适和运动障碍[26]。因此，在短ITI下，目前尚不清楚LPS是损害了预期性恶心的学习与记忆（关联机制），还是改变了感知或表达LiCl引起的预期性恶心相关行为的能力（非关联机制）。如果关联机制干扰了记忆的获取或巩固，那么在条件作用之前或之后立即给予LPS应该能减轻预期性恶心。相反，如果关联线索竞争机制（例如替罪羊效应）以及改变行为表达的非关联机制，则需要在条件作用期间LPS的效应存在，因此只能在条件作用之前给予LPS才能减轻预期性恶心。在短ITI模型中，这些事件的时间重叠使得区分这些潜在机制变得困难。 延长条件作用间隔有助于区分关联和非关联过程。根据关联和非关联的预测，在长ITI下预先给予LPS应该能减轻预期性恶心反应。这是因为在条件作用之前90分钟给予LPS可以改变记忆获取，但其非关联效应（如不适）也可能在条件作用期间出现[24]、[25]、[26]。因此，考虑条件作用之后的LPS效应更为有意义。如果LPS干扰了预期性恶心的学习，而不是需要在条件作用期间激活的非关联机制，那么在长ITI下同时给予LPS应该在条件作用之前和之后都能减轻预期性恶心。如果需要在条件作用期间激活其他机制，那么仅在条件作用之前给予LPS就应该能减轻预期性恶心。通过长ITI明确LPS改变预期性恶心的机制，可以帮助我们（i）确认啮齿动物中预期性恶心的可靠性，（ii）发现新的减轻预期性恶心的方法。

动物

使用了40只成年雄性Long Evans大鼠（体重226-250克；到达时出生后50-55天；来自Charles River）。接受相同处理的大鼠被配对饲养在聚丙烯笼子（45 × 22 × 20厘米）中，环境温度为21±1°C，光照周期为12:12（07:00-19:00）。所有操作都在光照阶段（09:00-15:00）进行。大鼠可以自由摄取大鼠饲料（ProLab RMH3000）和自来水。

体重变化百分比

单因素方差分析显示，组别对体重变化百分比有显著影响（F(4, 35) = 95.825, p <.001, η2? =.916）。事后比较表明，NaCl-LPS、LiCl-LPS和LPS-LiCl组的体重减轻百分比显著高于NaCl-NaCl和LiCl-NaCl组（p <.001）。计划对比显示，LiCl处理（LiCl-NaCl、LiCl-LPS、LPS-LiCl）并没有显著改变相对于NaCl对照组的体重变化百分比（NaCl-NaCl、NaCl-LPS；t(35) =

讨论

在本研究中，我们探讨了是否可以使用长ITIs来学习LiCl引起的预期性恶心，以及LPS是否能在这些条件下调节LiCl引起的预期性恶心。结果表明，LiCl引起了强烈的条件性张口反应，表明即使条件作用间隔为7天，预期性恶心也可以被学习和表达。当在条件作用之前给予LPS时，预期性恶心行为得到了减轻，而在条件作用之后给予LPS时则没有。

结论

本研究表明，LiCl可以使用长ITIs来诱导预期性恶心。此外，当在条件作用之前90分钟给予LPS时，可以显著减轻张口行为，但在条件作用之后立即给予LPS时没有发现显著差异。因此，这种改进的预期性恶心啮齿动物模型可以作为一种有用的工具，用于深入研究预期性恶心减轻的机制。

资金支持

本研究得到了加拿大自然科学与工程研究委员会（NSERC）发现基金的支持，资助对象为M. Kavaliers和K.-P. Ossenkopp。I. R. Bishnoi获得了NSERC加拿大研究生奖学金-博士项目资助。V. M. Matic获得了NSERC加拿大研究生奖学金-硕士项目资助。

CRediT作者贡献声明

克劳斯-彼得·奥斯恩科普（Klaus-Peter Ossenkopp）：撰写、审稿与编辑、验证、监督、资源管理、方法论、资金获取、概念化。 马丁·卡瓦利尔斯（Martin Kavaliers）：撰写、审稿与编辑、验证、监督、资源管理、方法论、资金获取、概念化。 格蕾丝·莱克（Grace Lake）：数据管理。 凯特琳·拉维昌德兰（Ravichandran Caitlin）：撰写、审稿与编辑、软件使用、数据分析。 莉莉·王（Lily Wang）：撰写、审稿与编辑、数据管理。 范格尔·M·马蒂奇（Vangel M. Matic）：

利益冲突

作者声明没有利益冲突。