新型合成大麻素Mepirapim通过引起大脑多巴胺系统适应不良诱导帕金森病相关行为

Mepirapim, a novel synthetic cannabinoid, induces Parkinson's disease-related behaviors by causing maladaptation of the dopamine system in the brain

作者信息Kwang-Hyun Hur, Youyoung Lee, Audrey Lynn Donio, Jae-Gyeong Lee, Bo-Ram Lee, Seon-Kyung Kim, Seolmin Yoon, Yong-Sup Lee, Hyoung-Chun Kim, Seok-Yong Lee, Choon-Gon Jang
PMID36355181
发布时间2023-02
DOI10.1007/s00204-022-03414-y

实验完整度

包含行为实验(转棒、Y迷宫、新物体识别、高架十字迷宫、悬尾)和分子实验(免疫组化、Western blot、ELISA),多层级验证,且体内模型明确。

主要模型

雄性ICR/CD1小鼠 帕金森病相关行为模型

重点核对

单次给药剂量:15、30、60 mg·kg⁻¹,腹腔注射 多次给药方案:8、15、30 mg·kg⁻¹,腹腔注射×4,间隔2小时 行为测试时间为给药后1天 分子检测脑区:黑质(SNc)和背侧纹状体(DSt) 每组样本量:行为实验n=7,分子实验n=6

摘要

Mepirapim是一种新型合成大麻素,于2013年首次出现在非法药物市场。近年来,娱乐性滥用Mepirapim已造成严重紧急情况,对公共健康构成威胁。然而,由于缺乏该药物危险药理作用的科学证据,目前没有法律监管禁止使用Mepirapim。在本研究中,我们通过小鼠(ICR/CD1,雄性,25-30 g)的行为和分子实验调查了Mepirapim的危险神经毒性作用。特别是,基于先前研究Mepirapim激活多巴胺系统,我们评估了高剂量Mepirapim[单次(15、30或60 mg·kg⁻¹,腹腔注射)或多次(8、15或30 mg·kg⁻¹,腹腔注射×4,间隔2小时)]处理是否通过损伤多巴胺系统导致帕金森病相关症状。结果,我们发现Mepirapim处理引起了全面的帕金森病相关症状,包括运动障碍、认知缺陷和情绪障碍。此外,我们证实了Mepirapim处理的小鼠大脑中多巴胺相关神经化学物质的适应不良,包括多巴胺水平降低、酪氨酸羟化酶表达减少和α-突触核蛋白表达增加。综上所述,这些结果表明Mepirapim具有危险的神经毒性作用,通过引起大脑多巴胺系统适应不良诱导帕金森病相关行为。基于这些发现,我们建议严格监管Mepirapim的娱乐性滥用和治疗性误用。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
高剂量Mepirapim处理是否通过损伤大脑多巴胺系统诱导帕金森病相关行为?
核心机制
Mepirapim处理引起多巴胺系统适应不良,包括多巴胺水平降低、酪氨酸羟化酶表达减少和α-突触核蛋白表达增加,这可能是帕金森病相关行为的基础。
主要证据
行为实验(转棒、Y迷宫、新物体识别、高架十字迷宫、悬尾)显示运动、认知和情绪障碍;分子实验(免疫组化、Western blot、ELISA)显示黑质和纹状体多巴胺相关蛋白及多巴胺水平改变。
研究意义
作者提出这些发现作为严格监管Mepirapim娱乐性滥用和治疗性误用的科学证据,并建议使用Mepirapim开发帕金森病动物模型。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

动物分组与药物处理

建立Mepirapim处理的小鼠模型,评估剂量和时间效应。

雄性ICR小鼠接受单次(15、30、60 mg·kg⁻¹ i.p.)或多次(8、15、30 mg·kg⁻¹ i.p.×4,间隔2小时)Mepirapim或生理盐水处理。

2

行为学评估

评估Mepirapim处理是否诱导帕金森病相关行为症状。

进行转棒实验、旷场实验、Y迷宫实验、新物体识别实验、高架十字迷宫实验和悬尾实验,分别评估运动协调、自发活动、空间记忆、识别记忆、焦虑和抑郁样行为。

3

分子异常检测

验证Mepirapim处理是否导致多巴胺系统相关分子改变。

取脑,进行免疫组化检测酪氨酸羟化酶(TH)在黑质和背侧纹状体的表达;Western blot检测TH和α-突触核蛋白表达;ELISA检测多巴胺水平。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
酪氨酸羟化酶抗体Cell Signaling Technology2792
Ultravision蛋白封闭液Thermo Fisher ScientificTA-125-PBQ
辣根过氧化物酶标记二抗Golden Bridge InternationalD13-110
DAB Quanto检测系统Thermo Fisher ScientificTA-125-QHDX
光学显微镜(BX51)Olympus型号
数字显微镜相机(DP71)Olympus型号
α-突触核蛋白抗体ElabscienceE-AB-70302
β-肌动蛋白抗体Santa Cruz Biotechnologysc-47778
酪氨酸羟化酶抗体Cell Signaling Technology2792
山羊抗兔HRP二抗Cell Signaling Technology--
抗小鼠HRP二抗GenDEPOT--
ECL试剂A和BAnigen--
照相胶片Kodak--
多巴胺ELISA试剂盒ImmuSmolBA
酶标仪(SpectraMax M2)Molecular Devices型号
转棒仪(型号B1001)B.S Technolab Inc.型号
视频追踪系统(NeuroVision)NeuroVision--
视频追踪系统(EthoVision 3.0)Noldus--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
动物处理
动物品系、性别、周龄、体重;给药剂量、途径、频率;单次 vs 多次方案;溶剂对照
阅读提示:Materials and methods - Animals, Drugs
行为测试
测试时间点(给药后1天);光照条件(12-13 lx);适应时间;每种实验的参数(如转棒转速、Y迷宫时间、NORT训练时间等)
阅读提示:Materials and methods - Assessment of PD-related behavioral symptoms, Rota-rod test, Y-maze test, Open field test, NORT, EPM, TST
分子检测
脑区(SNc, DSt);处理剂量(60 mg·kg⁻¹×1或30 mg·kg⁻¹×4)
阅读提示:Materials and methods - Assessment of PD-related molecular abnormalities, Immunohistochemistry, Western blot, Dopamine ELISA
统计
样本量(n≥5);统计方法(ANOVA + LSD);p<0.05
阅读提示:Materials and methods - Data and statistical analysis