关于患有抽动障碍的大鼠的药物治疗效果及病理机制的探讨

《Journal of Neuroimmunology》：Effect of pharmacological intervention and pathogenesis discussion about rats with tic disorders

本研究通过建立动物模型，探讨抽动障碍（TD）与中枢神经系统炎症的关系。结果显示，患病组动物行为异常及炎症因子（IL-6、IL-8、TNF-α）和受体（TLR4）表达显著升高，而药物干预有效降低这些指标。结论表明TD严重程度与中枢神经炎症相关，其机制可能与TLR4激活微胶质细胞释放神经毒性因子有关。

　　

刘小芳|江小红|陈子佳|薛晓娜|王素梅|林丽萍

北京中医药大学东方医院神经内科，中国北京100078

摘要

为了研究抽动障碍（TD）的发病机制，特别是其与中枢神经系统炎症之间的关系，我们进行了动物实验。我们建立了大鼠的TD模型，并比较了患病组与健康对照组大鼠在纹状体中的行为以及免疫细胞因子和受体的差异。在接受有效的药物治疗（中药健皮止动汤（JPZDD）和西药硫利达嗪）后，我们观察了纹状体中行为和免疫细胞因子及受体表达的变化，并分析了中枢神经系统炎症与TD之间的关联。研究结果如下：（1）模型建立成功：与正常大鼠相比，TD患病大鼠表现出自发性活动增加、刻板动作增多以及纹状体中炎症细胞因子和受体表达升高。（2）药物治疗有效：硫利达嗪和JPZDD降低了TD大鼠的自发性活动、刻板动作以及炎症细胞因子和受体的表达。（3）自发性活动和刻板动作的评分与中枢神经系统炎症呈正相关。患病组大鼠纹状体中的Toll样受体4（TLR4）、白细胞介素-6（IL-6）、白细胞介素-8（IL-8）和肿瘤坏死因子-α（TNF-α）的表达显著高于正常组大鼠。有效的药物治疗降低了纹状体中炎症细胞因子和受体的表达，使其表达水平接近正常组。基于这些结果，我们得出结论：TD与中枢神经系统炎症有关，且TD的严重程度与中枢神经系统炎症的严重程度正相关。我们推测TD的发病机制可能涉及TLR4的升高，这会触发大脑中小胶质细胞的过度激活，导致IL-6、IL-8和TNF-α的过量释放，进而损害神经元并引发患者的抽动症状。

引言

抽动障碍（TD）是一种通常在儿童或青少年期出现的神经精神疾病，其特征是不自主的运动和/或发声抽动，这些抽动突然、快速、重复且无节奏。运动抽动可能包括简单的动作，如眨眼、面部扭曲，或更复杂的全身动作。发声抽动可以从清嗓子或哼唱等简单声音到重复短语甚至说脏话等复杂行为（Shaheen等人，2021年）。TD的常见发病年龄在5至10岁之间，患者中男女比例约为4:1（Rong等人，2021年）。TD的症状难以控制，会给患者带来主观不适。异常的动作或声音常常会引起他人的特别注意和异样目光，进一步影响患者的心理健康。只有少数TD患者可以自行缓解，因此早期治疗对于减轻TD对身心健康的影响至关重要。然而，TD的潜在发病机制尚不清楚，导致缺乏针对性的治疗方法。

明确了解发病机制有助于指导治疗，而有效的治疗结果可以为疾病的潜在机制提供见解。为了研究其潜在的发病机制，我们进行了动物实验。首先，如果药物治疗能有效缓解大鼠的TD症状，就可以证明该药物的有效性。其次，治疗组与未治疗组大鼠之间的差异（在正常大鼠中不存在）可能与TD的病因有关。因此，我们进行了这项动物实验以探索TD的发病机制。

在选择药物时，我们选择了中药健皮止动汤（JPZDD）和西药硫利达嗪。JPZDD是北京中医药大学东方医院用于治疗儿童TD的经验性方剂，已证明具有临床疗效。相比之下，硫利达嗪是中医儿科临床治疗TD的常用药物，也证实了其临床疗效。这两种不同药物在控制TD症状方面的有效性表明，它们可能通过直接或间接的方式抑制TD的发病机制，可能是通过减轻中枢神经系统炎症的损害作用。我们将中枢神经系统炎症、神经元损伤和TD发病机制联系起来的假设基于临床经验和现有研究结果。我们的研究团队在治疗TD方面有丰富的经验，经常观察到儿童在链球菌感染后出现TD症状。值得注意的是，控制感染通常可以改善TD症状。此外，多项研究建立了感染与TD之间的关联，表明感染引起的大脑炎症变化可能导致功能性或结构性异常，最终引发TD的发作（Daniela等人，2010年；Claudia等人，2011年；Davide等人，2009年）。

我们假设中枢神经系统炎症的病因是免疫因子（如感染）激活了M1型小胶质细胞。小胶质细胞是中枢神经系统的先天免疫细胞，可被感染激活并随后分泌大量炎症细胞因子和受体。研究表明，小胶质细胞活性和功能的受损与儿童严重的神经发育障碍和TD症状有关（Han等人，2021年；Jones等人，2019年；Lennington等人，2016年）。激活的小胶质细胞会释放神经毒性炎症细胞因子，包括白细胞介素-6（IL-6）、白细胞介素-8（IL-8）和肿瘤坏死因子-α（TNF-α），这些因子可通过受体依赖的凋亡途径加重多巴胺能神经元的损伤，从而导致TD症状的发生和发展（Huys等人，2012年）。例如，链球菌感染引起的免疫刺激可上调Toll样受体4（TLR4），进而激活M1型小胶质细胞（Chen等人，2022年；Kaur等人，2021年；Sloan和Barres，2014年）。因此，在本研究中，我们重点关注了指示M1型小胶质细胞激活的先天免疫感受器TLR4，以及激活后分泌的神经毒性炎症细胞因子IL-6、IL-8和TNF-α。

基于上述假设，我们进行了动物实验以研究TD的发病机制。具体来说，我们用具有临床疗效的药物治疗TD大鼠，并未观察到治疗组大鼠与未治疗组大鼠及正常大鼠之间存在差异。

材料与方法

本研究使用了40只健康的雄性Sprague–Dawley大鼠，年龄为6周，体重200±10克。这些大鼠由北京伟通利华实验动物技术有限公司提供（动物许可证编号：SCXK（北京）2012-0001）。大鼠适应环境5天后，被饲养在温度控制在24±3℃、湿度为40%至60%的标准环境中。实验持续40天，包括5天的适应期、7天的模型建立期和28天的观察期。

药物降低了TD大鼠的过度自发性活动

我们在模型建立前、建立后以及治疗期间观察了大鼠的自发性活动（图2）。结果表明，与健康对照组相比，模型建立后大鼠的自发性活动显著增加（P<0.0001）。药物治疗有效降低了自发性活动，使其恢复到与健康对照组相似的水平。未经药物治疗时，自发性活动仍然较高。

药物减少了TD大鼠的刻板动作

我们

讨论

在这项实验中，我们观察到几个重要发现：

患病组大鼠的自发性活动和刻板动作评分高于健康对照组，成功再现了TD的症状，表明模型建立成功。硫利达嗪或JPZDD的治疗有效降低了TD症状，使其恢复到与正常大鼠相似的水平，证明了药物干预的有效性。

患病组表现出

患者发表同意书

不适用。

作者贡献声明

刘小芳：撰写 – 审稿与编辑，撰写 – 原稿撰写，项目管理，概念构思。江小红：项目管理。陈子佳：项目管理。薛晓娜：项目管理。王素梅：概念构思。林丽萍：撰写 – 审稿与编辑，撰写 – 原稿撰写，项目管理。

伦理声明

所有实验室动物操作均遵循北京中医药大学动物保护与使用委员会的指导原则。实验方案已获得北京中医药大学动物实验伦理委员会的批准。

资助

第一笔资助来自国家自然科学基金（编号：82004422），第二笔资助来自国家自然科学基金（编号：82205191）。

未引用的参考文献

Cheng等人，2016

Fan等人，2017

Halder等人，2023

He等人，2021

Lan等人，2023

Li等人，2022

Li等人，2023

Liu等人，2022

Martino和作者，2021

Tian等人，2023

Wang等人，2022

You等人，2022

Yu等人，2015

Yu等人，2018

Zhang等人，2023

利益冲突声明

作者声明本研究未涉及任何商业或财务关系，不存在潜在的利益冲突。

致谢

不适用。