VMH OT对慢性不可预知温和应激模型大鼠摄食和胃动力的影响及潜在机制研究

VMH OT对慢性不可预知温和应激模型大鼠摄食和胃动力的影响及潜在机制研究

臧发欣1,2，柳洋1,3，赵海军2

  （1 青岛大学 基础医学院 山东 青岛266000；2 沂南县人民医院 山东 临沂 276000；3青岛市第九人民医院 山东 青岛 266000）

摘要

目的: 通过构建慢性不可预知温和应激（CUMS）大鼠模型，探讨腹内侧区（VMH）催产素（Oxytocin，OT）信号通路对大鼠摄食、胃功能的影响及潜在机制。

方法: 通过随机选择应激因素（禁食、禁水、潮湿垫料、4℃或45℃下强迫游泳、昼夜颠倒环境、或倾斜鼠笼，构建慢性不可预知温和应激大鼠模型。将VMH埋置注射管的正常或模型大鼠随机分为4组（n=7）。①生理盐水（NS）组；②OT组；③OT受体拮抗剂Atosiban组；④OT + Atosiban组。分别观察应激大鼠VMH注射药物后对摄食量、胃运动及胃排空的影响。

结果：与正常大鼠相比，CUMS模型大鼠摄食量明显减少（P<0.05），胃运动（P<0.05）及胃排空率（P<0.05）也明显降低；与相应NS组相比，VMH微量注射OT，正常或CUMS模型大鼠摄食量（P<0.05），胃运动（P<0.05）及胃排空率（P<0.05）均明显增加，但OT对CUMS模型大鼠促摄食效应更为显著（P<0.05）；VMH微量注射OT拮抗剂Atosiban，可显著减弱正常或CUMS模型大鼠OT促摄食（P<0.05）和胃动力效应（P<0.05）。

结论: VMH OT可改善应激导致的大鼠摄食、胃运动及胃排空下降，该效应可能与OT信号通路激活有关。

关键词：OT；中脑腹侧被盖区；摄食；胃运动；胃排空

Effects of VMH OT on food intake and gastric motility in rats with chronic unpredictable stress and its potential mechanism

Abstract

Objective: To explore the effect of oxytocin (OT) signal pathway in ventral medial area (VMH) on food intake and gastric function and its potential mechanism in chronic unpredictable mild stress (CUMS) rats.

Methods: The CUMS rat model was established by randomly selecting stress factors (fasting, water prohibition, wet bedding, forced swimming at 4℃ or 45℃, reversing the environment day and night, or tilting the rat cage). Normal or model rats were randomly pided into 4 groups. ①NS group; ②OT group;③Atosiban group;④OT + Atosiban group. To observe the effects of VMH injection on the food intake, gastric motility and gastric emptying.

Results: Compared with the normal rats, the food intake, gastric motility and gastric emptying rate of CUMS model rats decreased significantly, but increased after microinjection of VMH compared with the corresponding NS group, and the effect of OT on promoting food intake in CUMS rats was more significant. Microinjection of OT antagonist Atosiban into VMH could significantly attenuate the effects of OT on food intake and gastric motility both in normal and CUMS rats.

Conclusions: VMH OT can improve the decrease of food intake, gastric motility induced by stress in rats, which may be related to the activation of OT signal pathway.

Key words: OT; VMH; Feeding; Gastric Motility; Gastric Emptying

引言

应激的反馈调节系统分为中枢应激系统和外周应激系统，受多种反馈及相关肽类的调控。流行病学研究显示，急性或慢性应激状态与成瘾、代谢疾病、体重指数增加以及抑郁等精神疾病有关。有研究显示，应激可对饮食模式和摄食偏好产生潜在的负面影响，但对抑郁患者和正常人的摄食可能影响不同[1]。以上研究表明，应激、心理性创伤或逆境刺激均有可能增加抑郁等精神疾病风险，引起不规律的饮食模式，并改变对食物偏好[2]。目前针对心理性应激的调控及预防研究发现，OT与应激及抑郁症状密切相关。

本研究拟通过构建慢性不可预知性应激模型大鼠，观察VMH微量注射OT对大鼠摄食、胃运动及胃排空的影响及潜在机制，目的是补充和完善OT对能量平衡调控理论，为临床治疗能量代谢相关疾病提供新的研究思路。

材料与方法

1 实验动物

雄性SD大鼠，8周龄体质量220-250 g，购于青岛市药物检验所，饲养于室温（25±1℃）、12 h昼夜循环光照，自由饮水进食。

2 构建慢性不可预知温和应激（CUMS）模型大鼠

随机选择应激因素：大鼠24 h禁食，或禁水24 h，或24 h应用潮湿垫料，或4 ℃或45℃下强迫大鼠游泳5 min，或大鼠处于昼夜颠倒环境（8:00-20:00黑暗，20:00-8:00光照），或鼠笼倾斜45°度角24 h。每天上午8:00~9:00大鼠随机给予上述之一刺激，每种刺激每周仅给予1次。分别于1、3、5、7周应激刺激结束后测量大鼠体重。49天后，若CUMS模型组大鼠的体重较正常大鼠降低超过30%则视为建模成功。

3 实验方法

3.1 VMH核团置管

大鼠腹腔注射10%水合氯醛（0.3 ml/100 g）麻醉，后俯卧位固定于脑立体定位仪，于头部正中做一切口，充分暴露颅骨。以前囟为原点，在颅骨表面定位VMH，以牙科钻钻透颅骨，将不锈钢套管（直径1.5 mm）推入VMH，502胶及牙托粉固定套管于颅骨。缝合大鼠头皮，术后连续3天腹腔注射8万单位青霉素预防感染，一周后进行后续实验。

3.2 VMH微量注射OT对应激模型大鼠摄食的影响

正常及CUMS模型大鼠VMH置管后随机分为4组（n=7）。①NS组：VMH微量注射0.5 μl NS；②OT组：VMH微量注射0.5 μl 0.3 μg/L OT；③Atosiban组：VMH微量注射0.5 μl 0.2 μg/L Atosiban；④OT + Atosiban组：VMH微量注射0.5 μl（0.3 μg/L OT + 0.2 μg/L Atosiban）混合液。各组注射药物后，立即给大鼠定量标准饲料，连续监测2小时摄食量。摄食量=已知食物量—（剩余食物量+溢出残渣量）。

3.3 VMH微量注射OT对应激模型大鼠胃运动的影响

将VMH核团置管的正常或CUMS模型大鼠随机分为4组（n=7），动物分组见3.2。核团注射OT等药物后，观察大鼠在体胃运动变化，以胃运动指数（MI%）对大鼠胃运动进行量化。MI（%）=（给药后曲线下面积）/（给药前曲线下面积）×100%。

3.4 VMH微量注射OT对应激模型大鼠胃排空的影响

随机选取正常和CUMS模型大鼠各28只，禁食18 h，按照上述分组（见3.2）经VMH置管给药，给药后大鼠经口灌胃1.5 mL酚红，20 min后经颈椎脱臼法处死大鼠，迅速剖开大鼠腹壁，结扎胃幽门及贲门，将胃完整取出。采用分光光度法测量胃排空率（%）。

胃排空率（%）=（1–样本A560/标准品A560）x 100%

3 统计学分析

应用SPSS 18.0和PPMS 1.5软件分析数据，所有数据均以（±SD）表示，两组间采用t检验或Mann-Whitney U检验，两组以上实验数据采用Kruskal-Wallis检验。P＜0.05为差异有统计学意义。

结果

1 VMH微量注射OT对CUMS模型大鼠摄食的影响

与正常大鼠相比，CUMS模型大鼠摄食量显著减少（9.27±2.53 vs. 4.34±1.21，P<0.05）；与相应NS组相比，VMH微量注射OT，正常（9.27±2.53 vs. 15.27±3.17，P<0.05）或CUMS模型大鼠（4.34±1.21 vs. 9.26±1.94，P<0.05）摄食量明显增加，且OT对CUMS模型大鼠促摄食效应更为显著（15.27±3.17 vs. 9.26±1.94，P<0.05）；VMH微量注射OT拮抗剂Atosiban，可显著减弱正常（15.27±3.17 vs. 8.93±2.43，P<0.05）或CUMS模型大鼠（9.26±1.94 vs. 4.63±1.07，P<0.05）OT促摄食效应，但单独VMH注射Atosiban，大鼠摄食量没有显著改变（P>0.05）。

2 VMH微量注射OT对CUMS模型大鼠胃运动及胃排空的影响

与正常大鼠相比，CUMS模型大鼠胃运动（89.23±19.73 vs. 60.19±16.21，P<0.05）及胃排空率（81.23±11.64 vs. 50.11±9.63，P<0.05）显著降低；与相应NS组相比，CUMS模型大鼠VMH微量注射OT，可显著促进大鼠胃运动（60.19±16.21 vs. 81.43±14.93，P<0.05）及胃排空率（50.11±9.63 vs. 73.2614.38，P<0.05）；Atosiban的微量注射可显著减弱OT促大鼠胃运动（P<0.05）及胃排空（P<0.05）效应。

讨论

本研究发现，CUMS模型大鼠的摄食量、胃运动及胃排空显著降低；VMH微量注射OT可显著促进正常和CUMS模型大鼠的摄食、胃运动及胃排空，且OT促CUMS模型大鼠摄食效应明显强于正常大鼠；OT这些促效应可被OT受体阻断剂Atosiban阻断。提示，OT促摄食或促胃动力效应可能通过激活OT受体信号通路而实现。

OT因可促进子宫收缩，促进生产，故命名之。OT不仅参与生产进程，还参与多种生理、神经和行为功能调控。在中枢，OT主要表达于啮齿动物的室旁核，下丘脑视上核，纹状体末端和内侧视前区[3]，室旁核中的OT神经元可发出纤维投射至垂体、腹侧被盖区、以及包括脑干在内的许多脑区，通过与催产素受体结合而发挥作用。主要参与调节摄食、社交和成瘾行为。催产素受体广泛分布于中枢神经系统及外周，如基底核、VTA、VMH、心脏、胸腺及胃肠道等都有分布。OT还参与食欲、能量消耗和新陈代谢调控[5]。本研究发现，VMH微量注射OT可显著促进正常和应激模型大鼠摄食、胃运动及胃排空，并且Atosiban可阻断OT对摄食及胃排空的促进作用。提示，OT受体信号通路可能参与OT对正常和应激模型大鼠摄食及胃动力调控。

综上所述，应激可抑制大鼠摄食，抑制大鼠胃运动及胃排空，VMH OT可缓解应激导致的摄食、胃运动及胃排空降低，其机制可能与OT受体信号通路激活相关。

参考文献

[1] Hosoda H, Kojima M, Matsuo H, et al. Purification and characterization of rat des-Gln14-OT, a second endogenous ligand for the growth hormone secretagogue receptor[J]. J Biol Chem, 2001, 275(3): 21995–2000

[2]Tscho¨pM, SmileyD, HeimanML. OTinducesadiposityinrodents[J]. Nature, 2000, 407(3): 908–913

[3]Gencer M, Akbayır E, Şen M, et al. Serum orexin-A levels are associated with disease progression and motor impairment in multiple sclerosis[J]. Neurol Sci, 2019, 40(5): 1067-1070