CN1909779B - 用于筛选神经活性物质及相关神经可塑性的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及筛选神经活性物质及相关的神经可塑性的方法,即用含番木鳖碱、戊四氮、盐酸毛果芸香碱、氯化四乙基铵、碳酸锂和乙琥胺这些神经活性化合物中任一种的蝇类培养基处理成年雄性黑腹果蝇(Drosophila melanogaster),对果蝇进行负趋地性和水平运动检测,观察果蝇的攀爬高度和行走距离以及果蝇的攀爬速度,其中药物处理后果蝇的攀爬高度有所改变,且停止用药后果蝇的攀爬速度的变化还长期保持,这是神经活性化合物的最大特征。
Description
发明领域
本发明涉及用动物模型筛选神经活性物质及相关的神经可塑性的方法。更具体而言,本发明涉及利用黑腹果蝇(Drosophilamelanogaster)的运动特性来筛选神经活性化合物的方法。此外,通过鉴定果蝇中一旦受神经活性药物影响就会在停药后仍终生保持改变的行为特征,本发明提出了一种神经可塑性模型,它有可能被用作鉴定关于神经障碍和精神病的候选疾病基因及药物靶的方法。
背景和现有技术
通过研究结构和功能不同的神经活性化合物对果蝇属(Drosophila)物种的运动活性的影响,证实果蝇可作为简单、快速和便宜的整体生物体体内的基于表型的模型,以用于筛选具有神经活性的药物、化合物、天然产物等。用于神经活性药物筛选的动物模型及相关方法的开发对研发和鉴定药物及其治疗神经障碍和神经精神病的潜能而言都具有巨大价值,诸如治疗癫痫、共济失调、帕金森病、亨廷顿舞蹈病和精神分裂症。此外,已证实导致攀爬速度变化的药物总是长效的。神经活性药物这一类物质的这种运动效应可用于鉴别神经可塑性所涉及的途径中的基因或蛋白质。反过来,可鉴别候选疾病基因和用于药物开发的分子靶标。例如,它可用于鉴定导致癫痫产生的候选基因并鉴定用于开发抗癫痫产生的疗法的候选分子靶标以及在与可塑性损伤相关的各种神经精神疾病治疗中的添加剂。
神经活性药物被用于治疗诸如癫痫和精神分裂症的神经病和精神病。尽管目前已有许多这类药物,但由于多方面的原因仍需要开发更新的药物。例如,在许多癫痫患者中,用诸如苯巴比妥、苯妥英、卡马西平和丙戊酸盐的现有抗癫痫药物(AEDs)可控制癫痫发作(Brodie和Dichter,1996,N.Eng.J.Med 334:168-175;Marson和Chadwick,1996,Curr.Op.Neurol 9:103-106)。不过,大约25-30%的患者尽管进行了最理想的治疗仍持续发作,而其他的则具有无法接受的副作用(Brodie和Dichter,1996,N.Eng.J.Med 334:168-175)。近年来,诸如加巴喷丁、拉莫三嗪、非尔氨酯和氯巴占的许多新的AED已被研制出来(Macdonald和Grenfield,1997,Curr.Op.Neurobiol.10:121-128)。然而,仍未得到足够的关于这些AED可能具有的不利影响的资料(Yerby,2003,Epilepsia 44 Suppl 3:33-40;Lathers等人,2003,J.Clin.Pharmacol.43:491-503)。此外,这些新药物的药效有限且有可能具有严重的副作用(Kwan和Brodie,2003,Neurology 60:S2-S12)。临床试验显示,某些患者对某一药物的反应优于另一种,即使当他们具有相似的发作类型且所用药物具有相似的作用机制时也如此;副作用的发生频率和严重程度变化也很大。鉴于上述情况,明显需要开发更多AED(Schmidt,2002,Epilepsy Res.50:21-32)。同样地,尽管已研制出了治疗诸如精神分裂症的神经精神病的较新的抗精神病药物,仍然存在开发更多此类药物的需求(Goldstein,1999,Drugs Today 35:193-210;Sawa和Snyder,2003,Expert.Opin.Investig.Drugs11:1335-1341;Scatton和Sanger,2000,Pharmacol.11:243-256)。对于天然产物随机样品或组合文库就内容广泛的神经活性进行初步筛选将是鉴定可能的化合物以进一步表征特殊的中枢神经系统(CNS)活性的关键。In silico预测、培养神经元网络等是旨在鉴定CNS活性化合物的方法(Pancrazio等人,2003,Biosens.Bioelectron 18:39-47).
近来黑腹果蝇已成为研究药物诱导的行为和成瘾的引人注目的模型(Bellen,1998,Cell 93:909;Andretic等人,1999,Science 285:1066;Wolf和Heberlein,2003,J.Neurobiol.54:161)。类似哺乳类,多巴胺能途径在果蝇属物种中,在对神经活性药物作出响应而调控运动行为中起着作用(Bainton等人,2000,Curr.Biol.10:187)。已知急性接触诸如乙醇、尼古丁和可卡因的神经活性化合物会影响果蝇属物种以及哺乳动物模型的运动行为(Heberlein,2003,J.Neurobiol.54:161;Miller等人,2001,Psychopharmacol.56:469;Bevins和Basheer,2001,Physiol.Behav.72:237)。在此需注意的重点是,已知许多治疗性药物只在某一时期之后才呈现出其CNS效应。
黑腹果蝇离子通道突变体较早时候已被确认为用于筛选抗癫痫物质和兴奋物质的体内模型(Sharma和Kumar,US专利号6291739;Sharmas和Kumar,US专利号6541193;Sharma等人,US专利号6617491;Kuebler和Tanouye,2002,Brain Res.958:36-42)。在本发明中,对野生型果蝇慢性接触各种结构和功能的CNS活性药物后的多种运动活性进行了分析以开发一种筛选模型。六种药物,即番木鳖碱、戊四氮、盐酸毛果芸香碱和氯化四乙基铵这四种惊厥剂;情绪稳定剂碳酸锂;和抗癫痫药物乙琥胺,被用于测定是否存在受所有这些药物单独作用影响的特殊的运动活性。所使用的药物在结构上不同且通过多种模式起作用,分别是甘氨酸门控的氯化物通道拮抗剂、γ-氨基丁酸拮抗剂、毒蝇蕈碱乙酰胆碱受体激动剂、K+通道阻断剂、多巴胺D2受体调节剂和T-型Ca++通道阻断剂。
慢性接触神经活性药物,包括那些人类正常使用和滥用的情况,都会导致神经元功能和行为长期持久的改变(1-3)。神经可塑性是这些变化的基础(3,4)。最重要的是,最近已证实突触可塑性涉及基因表达调节和染色质结构(5)。黑腹果蝇最近成为用于研究药物诱导的行为和成瘾的引人注目的模型(6,7)。已知接触各种神经活性化合物影响了果蝇属物种以及哺乳动物模型的运动行为(7-9)。类似于哺乳动物,多巴胺能途径在果蝇属物种中,在对神经活性药物作出响应而调控运动行为中起着作用(10)。已知多巴胺在认知功能和行为上起作用,影响学习、记忆、智力以及进食行为、睡眠行为和性行为等(11-15)。多巴胺能的紊乱也被认为是侵略性行为和自杀倾向的基础(16,17)。多巴胺在药物成瘾中的作用是已确认的(18)。多巴胺能传递缺陷已被认为牵涉各种神经障碍和精神病,诸如发作性睡病、精神分裂症、抑郁症和注意力不集中的过度反应症(19-21)。
本发明所关注的是检测经多种神经活性药物慢性处理后果蝇的各种运动活性,以便观察每种药物和全部药物是否会引起特定的运动活性的改变。此外,研究某一特定的活性在停药后是否长期保持所述的变化。预期所述的行为特性的鉴定将产生药物筛选方法以及与药物测试及疾病和药物候选物鉴定相关的神经可塑性模型。
发明目标
本发明的主要目标是开发一种动物模型用于鉴别神经活性试剂以及相关的神经可塑性。
本发明更进一步的目标是研发利用黑腹果蝇筛选神经活性化合物以及相关的神经可塑性的方法。
本发明的另一目标是研发一种简单、便宜且快速的方法用于筛选神经活性试剂及相关的神经可塑性。
本发明的进一步目标是开发用于筛选神经活性化合物及相关的神经可塑性的符合伦理的动物模型,其快速、简单并便宜。
发明简述
本发明涉及筛选神经活性物质及相关的神经可塑性的方法,即用含番木鳖碱、戊四氮、盐酸毛果芸香碱、氯化四乙基铵、碳酸锂和乙琥胺这些神经活性化合物中任一种的蝇类培养基处理成年雄性黑腹果蝇,对果蝇进行负趋地性和水平运动检测,观察果蝇的攀爬高度和行走距离以及果蝇的攀爬速度,其中药物处理后果蝇的攀爬高度有所改变,且停止用药后果蝇的攀爬速度的变化还长期保持,这是神经活性化合物的最大特征。
发明详述
因此,本发明涉及用于筛选神经活性物质的快速方法,所述方法包括:
(a)培养黑腹果蝇,
(b)收集2-4天龄的果蝇,
(c)在乙醚麻醉条件下分开雄性和雌性,
(d)在培养基中存在或不存在神经活性药物的条件下处理步骤(c)中所分离的雄性,
(e)对步骤(d)中的果蝇进行负趋地性和水平运动检测,
(f)检验步骤(e)中的果蝇在攀爬高度、攀爬速度和行走距离方面的运动活性,其中与正常喂养的果蝇相比,经药物处理的雄性果蝇内所述三种运动活性中任一种的变化都是神经活性化合物的特征,
(g)在步骤(d)的经药物处理的果蝇的饮食中停止加药,
(h)对步骤(g)的果蝇进行负趋地性和水平运动检测,和
(i)从攀爬高度、攀爬速度和行走距离这些方面检验步骤(h)中的果蝇的运动活性,其中与正常喂养的果蝇相比,经药物处理的雄性果蝇在停药后所述三种运动活性中任一种的变化都是神经活性化合物所诱导的神经可塑性的指征。
在本发明的一个实施方案中,被确定为神经活性化合物及相关神经可塑性的最大特征的运动活性选自攀爬高度、攀爬速度和行走距离。
在本发明的另一实施方案中,所用的神经活性药物选自番木鳖碱、戊四氮、盐酸毛果芸香碱、氯化四乙基铵、碳酸锂和乙琥胺。
而本发明的另一实施方案则提供了利用黑腹果蝇进行神经活性化合物及相关的神经可塑性的生物学筛选的简便、便宜且快速的方法,其中可用待筛选的药剂喂养雄性果蝇,然后观察运动活性的改变,这就是神经活性试剂或其诱导的神经可塑性的特征。
附表简述
表1.分别以厘米、厘米/秒和每分钟越过的厘米标记数表示的攀爬高度、攀爬速度和行走距离。
表2.以厘米表示的果蝇攀爬高度。
表3.以厘米/秒表示的果蝇攀爬速度。
表4.以每分钟越过的厘米标记数表示的果蝇行走距离。
实施例
通过以下实施例对本发明进行举例说明,它们只用于举例说明本发明,而不应被理解为本发明的构思局限于此。
实施例1
除非另外提及,否则标准的果蝇操作方法如下。使用由琼脂-琼脂、玉米粉、红糖、干酵母和尼泊金组成的标准果蝇培养基。果蝇在22±1℃、60%RH以及12小时光照(早9点至晚9点)和12小时黑暗循环的条件下培养。实验中使用了黑腹果蝇野生型Oregon-R株系。为了获得雄性果蝇用作对照和药物处理,使来自在玻璃小瓶中生长的相同培养物的果蝇在含培养基的奶瓶中产卵。每12小时将果蝇转移至新瓶子中。丢弃最初的4套瓶子。只使用在此后瓶子中出现的果蝇。首先丢弃在开始时出现的果蝇,然后间隔12小时收集果蝇两次。每次收集的果蝇分开保存于单独的瓶子内。第一次收集两天后,将两个瓶子中的雄性和雌性分离。然后将雄性汇集在一起并转移入新瓶中。两天后果蝇用作对照或药物处理。
实施例2
汇集用于处理的雄性果蝇之后的次日早晨,首先将药物(Sigma-Aldrich Co,St.Louis,U.S.A.)以以下浓度溶于蒸馏水中:33.3mg/ml番木鳖碱(STR)、40mg/ml戊四氮(PTZ)、20mg/ml盐酸毛果芸香碱(PILO)、20mg/ml氯化四乙基铵(TEA)、10mg/ml碳酸锂(LICA)和10.5mg/ml乙琥胺(ESD)。然后将适当体积的新鲜制备的药物溶液倒入融化的果蝇培养基中,充分混和,达到终浓度为3.33mg/ml的STR、4mg/ml的PTZ、2mg/ml的PILO、2mg/ml的TEA、1mg/ml的LICA和1.05mg/ml的ESD。至于对照,即,将正常食物(NF)、作为药物溶液的同样体积的蒸馏水加入培养基中并混合。此后,将融化的培养基分装于玻璃小瓶中,4℃保存过夜并随后用于上述果蝇处理。在7个处理小瓶即NF、STR、PTZ、PILO、TEA、LICA和ESD的每一个中转移30个雄性果蝇。果蝇在22±1℃、60%RH以及12小时光照(早9点至晚9点)和12小时黑暗循环的条件下培养。
实施例3
早9点至晚9点间在室温下利用震惊(startle)诱导组攀爬试验进行总运动行为的常规检查,通过同时轻敲两个处理瓶,一个瓶中装有对照果蝇,而另一个瓶中装有任一种药物处理过的果蝇。在一片包装泡沫上于倒转的位置(即,棉塞侧向下)轻敲小瓶,以便所有的果蝇均落入小瓶底部。然后使果蝇在倒置的瓶子中攀爬,瓶子无干扰地站立在桌子表面。然后通过视觉比较两个小瓶中的攀爬活性来从主观上评价对照和药物组之间是否有差异。分别在每天的许多时间段重复该试验数次以达到三种可能的变化中的任一种-药物组攀爬速度比对照快、比对照慢或相似于对照。在常规的震惊诱导组攀爬试验中,对平行组的所有小瓶都同样处理相等次数。对药物小瓶进行编码以消除任何偏向。对于有任何疑问的情况,分开检查数对果蝇,每对包含一个对照和一个经药物处理的果蝇。此外,基于同样的原因经常进行药物-药物比较。
实施例4
早9点至晚9点间在室温下进行用于测量攀爬高度和攀爬速度的负趋地性检测以及用于测量行走距离的水平运动检测.它们都在房间的特定区域进行,该处总是使用同样的光源.在测量各种运动活性时,需特别小心以保证该房间是安静的,如进行试验的桌子不受干扰且无振动.尽最大可能在最小的细节上对果蝇进行同样的处理.就测量攀爬高度、攀爬速度和行走距离而言,每次随机选择单个果蝇.这一目的的达到需通过首先将果蝇从给定的处理瓶中转入一空瓶中,然后不断地轻轻摇晃并倒转这两个瓶子以便最终单个果蝇被截留在空瓶中.一旦被截留到了,用同一果蝇检测所有三种运动活性,依次为攀爬高度、攀爬速度和行走距离.首先对分别随机选自NF、STR、PTZ、PILO、TEA、LICA和ESD的一个果蝇进行记分,然后对另两个果蝇重复相同的试验.一旦对某一果蝇的所有三种运动活性进行了记分,则将其丢弃.在用于负趋地性和水平运动检测之前,特别要检查果蝇的腿和翅膀是否完整无缺.
实施例5
在负趋地性和水平运动检测中使用了直径为1.7cm、长为30或36mm且有两个棉花塞的玻璃管。该管子在长度方向上每一厘米都用线条进行了标注。对每种处理检测三个果蝇。每个果蝇连续检测10分钟。在负趋地性或水平运动检测之前,首先分别使每个果蝇在垂直或水平放置的管中保持一分钟在使其熟悉该管子。在负趋地性检测中既测量攀爬高度也测量攀爬速度。进行水平运动检测以测量行走距离。在负趋地性检测中,在管子中截留单个果蝇。在一片包装用泡沫上轻敲管子使该果蝇落入管底。一旦果蝇落至底部的棉花塞上,就将管子就这样垂直放置于工作台的表面上。记录以厘米为单位的攀爬高度和以秒为单位的攀爬时间。当果蝇接触顶端棉花塞、或攀爬至某一高度后落入底部、或攀爬至某一高度后停止超过大约5秒时,可认为攀爬完成。在攀爬过程中,果蝇有时,尽管很少,向上或向下跳跃和/或飞行。除非这些活动看上去不寻常,否则它们都是可接受的。攀爬过程中的螺旋式运动,尽管罕见,也是可接受的。攀爬过程中的向下运动,尽管少有,但还是可接受的,除非它持续异乎寻常的长时间。攀爬高度小于7厘米的在该检测法中不被记录。在水平运动检验中,首先通过轻轻摇动使单个果蝇位于管子的正中,然后持续监测果蝇以计算在整个一分钟内它越过了几条线。任何单一的跳跃,无论长短,都被记为一。通常果蝇沿着上表面一直向管子的一端行走,有些时候沿内周移动进行探查,然后才向另一端移动,等等。尽管不常见,它们还沿下表面行走,以螺旋的方式移动,在某一端探查许久,并停留或短或长的时间。所有这些变化在此检测中都是可接受的。
在震惊诱导组攀爬试验中进行的对照和经药物处理的果蝇的总运动行为的常规检查显示,接触药物的果蝇的运动活性有所改变。在处理开始后的第7天,对果蝇单独进行负趋地性和水平运动检测。与NF即对照相比,STR、PTZ、PILO、TEA、LICA和ESD造成接触药物的果蝇在负趋地性检测中攀爬高度增加(表1)。
表1
在负趋地性检测中对攀爬速度的测量显示其在除ESD之外的所有药物处理情况下都有所增加(表1)。在水平运动检测中,除LICA和ESD之外的所有药物均引起行走距离的增加(表1)。
简而言之,结果证实在负趋地性检测中所有的药物都改变了果蝇的攀爬高度。此改变因此成为神经活性药物这一类物质的共同特征。
在处理开始后的第17天,通过将所有的NF以及药物处理果蝇转移至NF培养基中而停止用药。在开始处理后的第21天和第48天,即停药后的第4天和第31天,再次测量攀爬高度、攀爬速度和行走距离。在停药后的第4天,所有药物中只有ESD显示出较NF而言增加的攀爬高度(表2)。
表2
所述的天是停药后的天数。观察数目n=30。进行不成对的斯氏t-检验以检测对照和药物处理平均值之间的差异显著性。星号表示显著性水平;单个,5%;两个,1%;三个,0.1%。
在第31天,与对照相比,早期接触PTZ和LICA的果蝇呈现较低的攀爬速度,而接触ESD的果蝇呈现出较高的攀爬速度(表2)。简而言之,神经活性药物这一类物质不会造成长期的攀爬高度的改变。在停药后的第4天,较NF而言,除TEA外所有药物均显示出攀爬速度的提高(表3)。
表3
所述的天是停药后的天数。观察数目n=30。进行不成对的斯氏t-检验以检测对照和药物处理平均值之间的差异显著性。星号表示显著性水平;单个,5%;两个,1%;三个,0.1%。
在第31天,早期接触任一种药物的果蝇均呈现较对照高的攀爬速度(表3)。简而言之,神经活性药物这一类物质造成长期的攀爬速度的改变。在开始处理后的第4天,较NF而言,除STR、ESD和NICO之外的所有药物均显示出行走距离的减少(表4)。
表4
所述的天是停药后的天数。观察数目n=30。进行不成对的斯氏t-检验以检测对照和药物处理平均值之间的差异显著性。星号表示显著性水平;单个,5%;两个,1%;三个,0.1%。
处理开始后的第31天,即停药的第31天。在这一天,早期接触PTZ和LICA的果蝇只呈现出较对照短的行走距离(表4)。简而言之,神经活性药物这一类物质不会造成长期的行走距离变化。
在此应注意的重点是用于本发明的许多药物是已知会引起人类运动失调的(Blanchet,2003,Can.J.Neurol.Sci.30S1,S101)。与哺乳动物相似,多巴胺能途径在果蝇属物种中,在对神经活性药物作出响应而调控运动行为中起着作用(Bainton等人,2000,Curr.Biol.10:187)。因此本发明的结果显示这些药物通常能影响多巴胺能系统。这突出了神经系统的整体特征。已知多巴胺在认知功能和行为中起作用,影响学习、记忆、智力以及进食行为、睡眠行为和性行为等(Mozley等人,2001,Am.J.Psychiatry 158,1492;Setlow和McGaugh,2000,Learn.Mem.7,187;Tsai等人,2002,Neuropsychopharmacology45,128;Bailer和Kaye,2003,Curr.Drug Target CNS Neurol.Disord.2,53;Saint等人,2000,Neuroreport 11,1619)。多巴胺能的紊乱还被认为是侵略性行为和自杀倾向的基础(Miczek等人,2002,Psychopharmacology 163,438;Pitchot等人,2001,Eur.Psychiatry 16,424)。多巴胺在药物成瘾中的作用是已确定的(Phillips等人,2003,Nature 422,614)。多巴胺能传递缺陷已被认为牵涉各种神经障碍和精神病,诸如发作性睡病、精神分裂症、抑郁症和注意力不集中的过度反应症(Eisensehr等人,2003,Neurology60,1817;Davids等人,2003,Brain Res.Brain res.Rev.42,1;Baumeister和Francis,2002,J.Hist.Neurosci.11,265)。
诸如乙醇蒸气、挥发的可卡因和挥发的尼古丁的药物对果蝇属物种运动行为的影响在较早的文献中已有描述(22)。不过,这些研究中所应用的药物接触时间、剂量和施用途径基本上是针对急性药物处理而设计的。本发明的方法用于鉴别与慢性接触药物相关的运动活性变化。这是很重要的,因为已知许多神经活性药物在开始处理后较长时间才产生疗效。在此需注意的重点是,已发现用简单的线条跨越检测法进行乙醇引起的行走活性变化的定量与自动醉酒测定仪(inebriometer)检测法所获得的数据实质上相同(22)。
作为药物诱导的神经可塑性的基础的机制被认为代表了神经系统适应生理学和行为刺激的一般方式。药物模型的相关现有技术包括在脊椎动物和果蝇模型中的可卡因诱导的运动激活(23-25)。此外,乙醇和尼古丁对果蝇属物种的运动影响已有所研究(22)。对果蝇属物种而言,接触乙醇和可卡因分别引起形成了耐受性和敏感性(22)。就乙醇耐受性而言,与未接受过药物处理的个体相比,原先接触乙醇的果蝇需要较高的乙醇剂量才能引起特定的行为反应。就可卡因的致敏作用而言,则变为需要较少的剂量。此外还观察了在间隔4-6小时后施用第二剂药物的实验中,原先接触过药物的果蝇与未曾接触过药物的果蝇之间的差异反应(22)。在当前的范例中,发现药物引起的运动活性的改变持续数周,直到被检测的时候。不过本发明的神经可塑性模型仍然是新颖的,因为,与现有技术不一样,这是药物慢性使用诱导的神经可塑性模型,其中药物诱导的行为改变持续了生物体的整个一生。这是非常重要的,因为这是在大脑功能中长期的可塑性变化,可能与药物治疗和疾病更有关系。
本发明的优势
1.此处所述的方法是简单、便宜和快速的,很适合用于CNS活性物质的初步筛选,以及分批地制备脑样品以用于为了药物靶标鉴定的分子分析。
2.所提出的神经可塑性模型可应用于研究特异性药物以及涉及产生长期变化的核心过程。
3.该方法是非侵入性的,因此更适于使筛选中由于实验人工制品而可能造成的假阳性和假阴性的出现概率最小化。
4.从动物权利的观点出发,利用果蝇,一种无脊椎动物,进行药物研究不会有不符合伦理的问题。
参考文献:
1.Brent L,Chandler P,Fierz W,Medawar PB,Rayfield LS,Simpson E.Furtherstudies on supposed lamarckian inheritance of immunological tolerance.Nature1982;295:242-44.McLaren A,Chandler P,Buehr M,Fierz W,Simpson E.Immune reactivity of progeny of tetraparental male mice.Nature 1981;290:513-14.
2.Cavalli G,Paro R.Epigenetic inheritance of active chromatin after removal ofthe main transactivator.Science 1999;286:955-58.
3.Coyle JT,Duman RS.Finding the intracellular signaling pathways affected bymood disorder treatments.Neuron 2003;38:157-160.
4.Darboux I,Lingueglia E,Champigny G,Coscoy S,Barbry P,Lazdunski M.dGNaCl,a gonad-specific amiloride-sensitive Na+channel.J Biol Chem 1998;273:9424-29.
5.Davids E,Zhang K,Tarazi FI,Baldessarini RJ.Animal models of attention-deficit hyperactivity disorder.Brain Res Brain Res Rev 2003;42:1-21.
6.de Saint Hilaire Z,Orosco M,Rouch C,Python A,Nicolaidis S.Neuromodulation of the prefrontal cortex during sleep:a microdialysis study inrats.Neuroreport 2000;11:1619-24.
7.De Sarro A.,Naccari F,De Sarro G.Enhanced susceptibility ofpentylenetetrazole kindled mice to quinolone effects.Int J Antimicrob Agents1999;12:239-244.
8.Dennis C.Altered states.Nature 2003;421:686-88.
9.Eisensehr I,Linke R,Tatsch K,Von Lindeiner H,Kharraz B,Gildehaus FJ,Eberle R,Pollmacher T,Schuld A,Noachtar S.Alteration of the striataldopaminergic system in human narcolepsy.Neurology 2003;60:1817-19.
10.Eisses KT.Concurrent teratogenic and mutagenic action of 2-methoxyethanol inDrosophila melanogaster larvae resulted in similar phenotyPes:closeresemblance to directed mutations.Teratog Carcinog Mutagen 1999;19:183-204.
11.Mozley LH,Gur RC,Mozley PD,Gur RE.Striatal dopamine transporters andcognitive functioning in healthy men-and women.Am J Psychiatry 2001;158:1492-99.
12.Setlow B,McGaugh JL.D2 dopamine receptor blockade immediately post-training enhances retention in hidden and visible platform versions of the watermaze.Learn Mem 2000;7:187-191.
13.Tsai SJ,Yu YW,Lin CH,Chen TJ,Chen SP,Hong CJ.Dopamine D2 receptorand N-methyl-D-aspartate receptor 2B subunit genetic variants and intelligence.Neuropsychobiology 2002;45:128-30.
14.Bailer UF,Kaye WH.A review of neuropeptide and neuroendocrinedysregulation in anorexia and bulimia nervosa.Curr Drug Target CNS NeurolDisod 2003:2:53-59.
15.de Saint Hilaire Z,Orosco M,Rouch C,Python A,Nicolaidis S.Neuromodulation of the prefrontal cortex during sleep:a microdialysis study inrats.Neuroreport 2000;11:1619-24.
16.Miczek KA,Fish EW,De Bold JF,De Almeida RM.Social and neuraldeterminants of aggressive behavior:pharmacotherapeutic targets at serotonin,dopamine and gamma-aminobutyric acid systems.Psychopharmacology 2002;163:438-58.
17.Pitchot W,Hansenne M,Ansseau M.Role of dopamine in non-depressedpatients with a history of suicide attempts.Eur.Psychiatry 2001;16:424-27.
18.Phillips PE,Stuber GD,Heien ML,Wightman RM,Carelli RM.Subseconddopamine release promotes cocaine seeking.Nature 2003;422:614-18.
19.Eisensehr I,Linke R,Tatsch K,Von Lindeiner H,Kharraz B,Gildehaus FJ,Eberle R,Pollmacher T,Schuld A,Noachtar S.Alteration of the striataldopaminergic system in human narcolepsy.Neurology 2003;60:1817-19.
20.Davids E,Zhang K,Tarazi FI,Baldessarini RJ.Animal models of attention-deficit hyperactivity disorder.Brain Res Brain Res Rev 2003;42:1-21.
21.Baumeister AA,Francis JL.Historical development of the dopamine hyPothesisof schizophrenia.J Hist Neurosci 2002;11:265-77.
22.Wolf FW,Heberlein U.Invertebrate models of drug abuse.J.Neurobiol.2003;54:161-78.
23.McClung C,Hirsh J.StereotyPic behavioral responses in free-base cocaine andthe development of behavioral sensitization in Drosophila.Curr.Biol.1998;8:109-12.
24.Andretic R,Chaney S,Hirsh J.requirement of circadian genes for cocamesensitization in Drosophila.Science 1999;285:1066-8.
Abarca C,Albrecht U,Spanagel R.Cocaine sensitization and reward are under theinfluence of circadian genes and rhythm.Proc.Natl.Acad.Sci.USA 2002;99:9026-30.
Claims (4)
1.在受试者中筛选神经活性药物及相关的神经可塑性的快速方法,其中所述的方法包括以下步骤:
a)培养黑腹果蝇;
b)收集单一年龄组的果蝇;
c)在步骤(b)的果蝇中分开雄性和雌性果蝇;
d)在培养基中存在和不存在神经活性药物的条件下处理步骤(c)的雄性果蝇,所述培养基包含琼脂-琼脂、玉米粉、红糖、干酵母和尼泊金;
e)对步骤(d)的果蝇进行负趋地性和水平运动检测;
f)从攀爬高度、攀爬速度和行走距离这些方面检验步骤(e)的果蝇的运动活性,其中与正常喂养的果蝇相比,在经药物处理的雄性果蝇中所述三种运动活性中任一种的改变都是所述神经活性药物所诱导的神经活性的特征;
g)将步骤(d)的果蝇转移到含无所述神经活性药物的培养基的新小瓶中;
h)对步骤(g)中处理后的果蝇进行负趋地性和水平运动检测;和
i)从攀爬高度、攀爬速度和行走距离这些方面检验步骤(h)的果蝇的运动活性,其中与正常喂养的果蝇相比,经药物处理的雄性果蝇在停药后所述三种运动活性中任一种的改变都是所述神经活性药物所诱导的神经可塑性的指征。
2.权利要求1中所要求的方法,其中所述受试者是黑腹果蝇。
3.权利要求1中所要求的方法,其中,步骤(b)中果蝇的年龄在2-4天范围内。
4.权利要求1的方法,其中在药物处理情况下果蝇攀爬高度改变以及停药后果蝇攀爬速度改变被选定为神经活性药物所诱导的神经活性的最大特征。
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US5711932A (en) * | 1995-09-22 | 1998-01-27 | Hirsh; Jay | Screening procedure for neuroactive agents |
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US6380159B1 (en) * | 1997-12-23 | 2002-04-30 | Cornell Research Foundation, Inc. | Genes for male accessory gland proteins in drosophila melanogaster |
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Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5711932A (en) * | 1995-09-22 | 1998-01-27 | Hirsh; Jay | Screening procedure for neuroactive agents |
US6380159B1 (en) * | 1997-12-23 | 2002-04-30 | Cornell Research Foundation, Inc. | Genes for male accessory gland proteins in drosophila melanogaster |
US6551575B1 (en) * | 1999-12-02 | 2003-04-22 | Neurosciences Research Foundation, Inc. | Methods for identifying compounds for motion sickness, vertigo and other disorders related to balance and the perception of gravity |
US6291739B1 (en) * | 2000-03-24 | 2001-09-18 | Council Of Scientific And Industrial Research | Method for screening of potential anti-epileptic drugs using a Drosophila melanogaster model |
US6541193B2 (en) * | 2001-02-22 | 2003-04-01 | Council Of Scientific & Industrial Research | Screening the activity of drugs for central nervous system (CNS) |
CN1428432A (zh) * | 2002-11-25 | 2003-07-09 | 中山大学 | 用于筛选昆虫几丁质合成酶抑制剂的酵母模型及其构建方法和应用 |
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