外胚層微受器製劑

對小腦突變鼠動作協調的影響

                                Pharmacology Biochemistry and Behavior, Vol. 49, No. 4, pp. 777-779, 1994

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ROBERT LALONDE,*[1] M. I. BOTEZ,* R. BONTEMPSf AND P. LORON++

*Hôtel-Dieu Hospital, Neurology Service, Neurobiology Laboratory, Montreal, Quebec, Canada H2W IT8

–+Laboratoires R. Bontemps, Boucherville, Quebec

++Pitié-Salpêtrière Hospital, Paris, France

 

Received 1 November 1993

 

LALONDE, R、M. I. BOTEZ、R. BONTEMPS P. LORON外胚層微受器製劑(ectodermal microceptor preparation)對小腦突變鼠(cerebellar mutant mice)動作協調的影響。藥理生物化學行為(PHARMACOL BIOCHEM BEHAV)49 ( 4 )  777-779, 1994──利用一種含衍生自牛胚外胚層組織之天然物質的化合物,即外胚層微受器製劑(EMP)或安慰劑來治療以橄欖小腦系統(olivocerbellar system)退化為特徵的駱氏突變鼠(Lurcher mutant mice),與以脊髓小腦纖維(spinocerebellar fibers)退化為特徵的肌緊張不足突變鼠(dystonia musculorim [dt] mutant mice),並且評估其於動作協調測驗的表現。在傾斜木測驗(inclined beam test)中,外胚層微受器製劑組的駱氏突變鼠,其初始動作(initiate movement)比安慰劑控制組的駱氏突變鼠快,但是肌緊張不足突變鼠則無此種現象。在樑木上的移動距離,或者在更具挑戰性的衣架測驗(coat-hanger test)中所評估的動作協調度上並未出現組間差異。這些結果顯示,外胚層微受器可以改善動物小腦關聯性疾患(cerebellar-related disorders)的動作引發(movement initiation),但是這些作用只是測試而且具有疾病特異性(disease-specific)。

小腦        駱氏突變        動作引發        外胚層微受器製劑

 

 

[1] To whom reprint requests should be addressed.

 

       外胚層微受器製劑是一種液態的膳食補充劑(food supplement),含有衍生自牛胚外胚層組織的低濃度必需維生素、礦物質、氨基酸與脂質(如同我們之一 R.B. 的其他微受器產品的原始構想一般)。在初步的研究中,主要是因為本製劑裡的天然物質濃度低,所以並沒有察覺到有毒的特性。在初步調查的過程中,我們希望能夠判定外胚層微受器製劑是否能夠發揮行為性的效果。因為我們對於人類 ( 1 ) 與動物 ( 5 ) 小腦疾病的藥理介入深感興趣,所以我們要判定外胚層微受器製劑是否能夠在駱氏突變鼠與肌緊張不足 ( dt ) 突變鼠身上發揮作用。駱氏突變的特徵是缺乏普金吉氏神經元(Purkinje neurons)、小腦顆粒狀神經元(cerebellar granule neurons)與下橄欖神經元(inferior olive neurons)(2,3,7,8),而且其動作協調測驗上的表現會出現受損的現象 ( 4 )。肌緊張不足突變是以脊髓小腦纖維退化為特徵 ( 6 )。本研究使用兩個測驗:

                  衣架測驗(coat-hanger test)與傾斜木(inclined beam test)測驗。在衣架測驗裡,小鼠必須在一根窄小(2公釐的水平桿上協調牠們的動作,直到抵達側桿(side-bar)為止( 4 )。在傾斜木測驗中,小鼠必須在比較寬(10.7公分)的木樑上協調牠們的動作。從駱氏突變鼠偶爾會從桿上掉下來,但是很少從樑上掉下來這個層面來看,衣架測驗比較困難。另一方面,因為嚴重的動作缺損使牠們無法接受衣架測驗,所以肌緊張不足突變鼠只接受傾斜木測驗。

                    在這類疾病上使用多種維生素與礦物質製劑的基本原理是,雖然神經的損傷已經形成,但是可能還有些只要簡單地改動動物的營養狀態就可以逆轉的生物化學缺陷。

表一

注射外胚層微受器製劑或安慰劑的駱氏突變鼠

其每日衣架測驗結果平均值(標準差)

 

 

Group

Latency(s)

 

Climbs

1

2

3

4

 

Halfway

To the Top

Placebo

104.6  (24.2)

116  (11.3)

116.2  (10.8)

80  (32.4)

 

1.1  (3.2)

1  (2.8)

EMP

100.4  (24.4)

116.4  (7.3)

119.2  (1.4)

91  (19.7)

 

0

0

                 

 

 

方法 

動物

       駱氏突變鼠(大約個月大)和肌緊張不足突變鼠(大約二個月大)是取自傑克森實驗室(Jackson Laboratory)(Bar harbor, ME),並豢養在溫度和濕度均受控制的室內,並且提供十二小時的光暗循環(關燈時間是六小時半),然後在一間單獨的實驗室裡接受測驗。實驗鼠隨時可以都取得食物和飲水。

裝置

                鋼製的衣架是三角形的,包含一根水平桿(直徑 2 公釐,長 40 公分)以及二根斜的側桿(長 19 公分,傾斜 45 度),並且放在距離一張上覆毛毯,以緩和小鼠掉下來時所受到的衝擊的桌子 82 公分高的位置。木質傾斜木(長 117 公分,寬 10.7 公分,厚 6 公分是放在以毛毯覆蓋的地板上,與水平面呈 10 度的傾斜角。木質傾斜木上有 13 段用簽字筆做記號的等距段落。

 

程序

          在各裝置中經過一週的習慣期(每天進行兩次持續 60 秒的試驗)之後,為駱氏突變鼠進行腹膜內注射混合容量約 0.3 毫升的外胚層微受器製劑(包含少量水溶性維生素,特別是維生素 B 群、礦物質如鈉、鉀、鈣與鎂,所有的必需氨基酸與多元不飽和脂肪酸,由波譚實驗室﹝R. Bontemps Laboratories﹞在將冷凍樣品解凍之後製備)(n = 7),或者等量的安慰劑0.9%的鹽水)(n = 8),每週二次,間隔約 2 3 天,並於每次注射後 24 小時進行測驗,持續 1 週(共計 0 個測驗日)。在衣架測驗中,測定四項潛伏期因素。將小鼠放在水平桿中央面向右側,測定其用兩隻腳爪(潛伏期因素一)、三隻腳爪(潛伏期因素二)或所有四隻腳爪(潛伏期因素三)抵達兩側桿所需的時間。潛伏期因素四是在跌落之前所經過的時間。也列表呈現成功攀登至斜桿中點及攀上該斜桿頂端的次數。每天進行二次試驗,試驗的間隔時間為 10 分鐘,切截點為 60 秒。若小鼠在抵達到側桿之前就已跌落,則這隻小鼠的潛伏期因素一到潛伏期因素三的得分都是 60 秒。當小鼠抵達衣架頂端時,應立即將該小鼠抓回來,牠的潛伏期因素四的得分是 60 秒。

                 於同一天但是在衣架測驗之後進行的傾斜木測驗,是將小鼠放在樑木中央。應測量小鼠利用四隻腳橫越第一段樑木所需的時間,以及跌倒的次數。此外,也應計算小鼠在上升方向和下降方向所橫越的段落數。每天進行二次試驗,試驗的間隔時間為 10 分鐘,切截點為 120 秒。因為根據初步的測試,這段期間內的結果比較穩定,不會隨時間而變動,所以這項測驗的報告資料包含最後三週的測驗(收集 6 天的資料)結果。雖然在這段時間裡動物也接受藥物注射,不過應將動物剛開始接觸樑木的前 2 週視為額外的習慣期。肌緊張不足突變鼠n = 7也接受相同的程序,並與安慰劑組做相較n = 7)。此外,具肌緊張不足突變背景品種的正常小鼠B 6C3 / a - a也接受與突變鼠相同的測驗評估。

       利用一位不知道組別分派的觀察者來評估兩項測驗的所有測量量數。使用曼‧惠特尼 U 考驗Mann-Whitney U-test針對所有依時量數time-dependent measures進行組間比較,但是使用未配對 T 考驗unpaired t-test來檢驗其他量數的同質性變異homogeneous variances)。 

結果

                所有的動物都很健康,在治療期結束時,動物的體重並沒有組間差異,p > 0.05。在衣架測驗的任何量數上,外胚層微受器製劑組與安慰劑組的駱氏突變鼠之間並無差異 p > 0.05(表一)。在傾斜木測驗中,外胚層微受器製劑組的駱氏突變鼠橫越第一段段落的速度,比安慰劑組的駱氏突變鼠快 U(7,8)= 7.5,p < 0.05(表二)。安慰劑組的駱氏突變鼠在上升方向 p = -0.778, p < 0.05,與下降方向 p = -0. 81, p < 0.05 的橫越潛伏期與橫越段落數之間有負相關(斯皮曼考驗﹝Spearman test﹞),但是外胚層微受器製劑組的駱氏突變鼠就沒有這種現象,牠們的上升方向:p = -0.402,p > 0.3;下降方向:p = -0.616, p > 0.1。至於橫越的段落數則沒有組間差異,p > 0.05。

 

表二

注射外胚層微受器製劑或安慰劑的駱氏突變鼠

其每日傾斜木測驗結果平均值(標準差)

 

Group

Crossing

Latencies (s)

Ascending

Segments

Descending Segments

Number

of Falls

Placebo

27.4 (14.7)

15.6 (10.7)

15.6 (10.7)

0.07 (0.1)

EMP

8.9 (4)*

21.5 (4.6)

21.5 (4.6)

0.2 (0.2)

* p < 0.05.

表三

注射外胚層微受器製劑或安慰劑的肌緊張不足突變鼠其每日傾斜木測驗結果平均值(標準差 )

Group

Crossing

Latencies (s)

Ascending

Segments

Descending Segments

Number

of Falls

Placebo

50.8 (32.3)

2.5 (3.8)

7.0 (4.3)

0.6 (1.1)

EMP

53.3 (22.9)*

3.2 (2.3)

6.5 (8.1)

0.5 (1.5)

                                                       

EMP AND CLREBELLAR MUTANTS

外胚層微受器製劑與小腦突變

              兩組動物其上升方向與下降方向的橫越段落數之間有高相關(安慰劑組:r = 0.99,變異數為 98.9%;外胚層微受器製劑組r = 0.783,變異數為 61.2%)。外胚層微受器製劑對肌緊張不足突變鼠

               在傾斜木上的表現沒有影響(表三),而且外胚層微受器製劑對正常鼠在這兩項測驗的表現也沒有影響(資料未呈現)。

討論

        注射外胚層微受器製劑的駱氏突變鼠其橫越潛伏期(crossing latencies)比較短,但是所橫越的段落數並未比安慰劑組的駱氏突變鼠多。因此,證據顯示雖然可以改善外胚層微受器製劑組動物的動作引發,但是並未伴隨橫越距離的增加。與安慰劑組的駱氏突變鼠相反,外胚層微受器製劑組駱氏突變鼠的動作引發與橫越距離之間並無相關,進一步指出外胚層微受器製劑對這些量數具有不同的作用。外胚層微受器製劑對正常的小鼠沒有作用。這項結果顯示,外胚層微受器製劑並不是一種刺激劑,但是可以選擇性地改善患有小腦疾病以及其他病理疾病之動物的運動引發。

                在要求比較高的衣架測驗中並未出現組間差異。在比較困難的測驗中,外胚層微受器製劑的益處可能會減弱。令人關切的測試是外胚層微受器製劑對其他以動作引發遲緩為特徵的疾病所發揮的作用,如帕金森氏病( Parkinson’s disease )的動物模型。此刻,我們並不知道此種藥劑的作用機轉。未來的研究必須測定外胚層微受器製劑對多巴胺媒介性機轉( dopamine-mediated mechanisms ),或者其他突觸前或突觸後神經傳導功能是否有作用。

                肌緊張不足突變鼠之間並未出現組間差異。這種突變對動作協調測驗的影響更甚於駱氏突變(比較表二與表三)。因為只能改善症狀較輕微的小腦突變,所以外胚層微受器製劑的行為作用也具有疾病特異性。

致謝

 

本研究是由加拿大波譚實驗室資助(實驗室主任Marc Laperle先生,Bouchervil4, Quebec)。

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