论文总字数：27443字

摘 要

强迫症作为一种精神障碍严重影响患者的正常生活，重复刻板行为是强迫症的典型症状之一，但具体的发病机制至今未被解析。研究表明，皮层-纹状体-丘脑-皮质（cortico–striatal–thalamic–cortical ，CSTC）环路是参与个体行为控制的重要环路，此环路的结构和功能异常与强迫症症状的产生密切相关。曾有研究通过激活外侧眶额（lateral orbitofrontal cortex，lOFC）减轻了小鼠过度的重复刻板行为，而这与腹中侧眶额（ventromedial orbitofrontal cortex，vmOFC）激活产生的作用恰恰相反，提示我们眶额叶皮层的重要作用。本课题旨在利用光遗传技术研究眶额叶皮层在小鼠过度重复刻板行为中调节的作用。首先，向小鼠目标脑区注射腺相关病毒，将光敏感通道蛋白导入其脑内；其次，将光纤植入小鼠大脑，进行光遗传刺激；最后，通过行为学检测、数据分析探讨眶额叶皮层在小鼠过度重复刻板行为中调节的作用。经过以上研究过程，我们通过激活vmOFC成功造出强迫症样小鼠模型，之后兴奋小鼠的黑质致密部（substantia nigra compacta，SNc）-lOFC通路缓解了小鼠过度理毛行为，为强迫症的神经环路异常提供新的依据，并为此疾病的治疗提供新靶点。

关键词：强迫症，眶额叶皮层，CSTC环路，光遗传

Abstract

As a kind of mental disorder, obsessive-compulsive disorder(OCD) seriously affects the normal life of patients. Repetitive compulsive behavior is one of the typical symptoms of obsessive-compulsive disorder, but the specific pathogenesis has not been resolved yet. Previous studies have shown that the cortico–striatal–thalamic–cortical (CSTC) circuit is involved in repetitive behavior control specifically. The structural and functional abnormalities of CSTC circuit are closely related to symptoms of OCD. Previous studies have demonstrated that repetitive behaviors of mice can be relieved by activating lateral orbitofrontal cortex (OFC), which is contrary to the effect of ventromedial OFC, suggesting an important role of the OFC in OCD symptoms. In this project, optogenetic techniques is applied to study the role of the OFC in the regulation of excessive repetitive behaviors in mice. First, the adeno-associated virus(AAV) was injected into the target brain region of mice, and the light-sensitive channel protein was introduced into the brain. Secondly, the fiber was implanted into the brain for optogenetic stimulation. Finally, analyzing the role of OFC in the regulation of excessive repetitive behaviors by behavioral testing and data analysis. Through the above research process, we successfully created an obsessive-compulsive mouse model by activating vmOFC. After that, we alleviated the excessive self-grooming behavior of mice by exciting the SNc-lOFC projection, providing new basis for the abnormality of the neural circuit of OCD and new targets for the treatments.

KEY WORDS: Obsessive-compulsive disorder, Orbitofrontal cortex, Cortico–striatal–thalamic–cortical circuit, Optogenetics

目 录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2 强迫症相关候选基因 1

1.2.1 Hoxb8 2

1.2.2 Sapap3 2

1.2.3 Slitrk5 2

1.2.4 Slc1a1 2

1.3 与强迫症有关的神经环路缺陷 3

1.4 光遗传技术研究进展 4

1.5 本文的研究目的 6

1.6 文章框架 7

第二章 实验材料与方法 8

2.1 实验材料 8

2.1.1 实验动物 8

2.1.2 主要仪器或设备 8

2.1.3 主要试剂及耗材 8

2.2 实验方法 9

2.2.1 病毒注射器制作 9

2.2.2 腺相关病毒注射 9

2.2.3 光纤植入手术 12

2.2.4 行为学实验 15

2.2.5 灌流和固定 17

2.2.6 脑组织包埋 18

2.2.7 切片制备 18

2.2.8 封片与成像 19

第三章 实验结果 20

3.1 病毒表达结果鉴定 20

3.2 光纤埋藏位置鉴定 21

3.3 光遗传刺激造成OCD样小鼠模型 23

3.4 兴奋SNc-lOFC对过度self-grooming的影响 26

第四章 讨论 30

4.1 光遗传刺激造成OCD样小鼠模型效果 30

4.2 兴奋SNc-lOFC缓解过度self-grooming 30

第五章 总结与展望 32

参考文献（References） 33

致谢 35

绪论

引言

强迫症（obsessive-compulsive disorder，OCD）是一种慢性致残性精神障碍，它的主要临床表现为强迫思维和/或行为，并且患者常伴有严重的焦虑情绪。这种疾病影响着全球约5000万人口，患者自杀的风险远高于普通人，这不仅使患者个人社会价值受损，也给患者家庭造成巨大的损失和痛苦。近些年，研究人员对强迫症进行了大量研究，但由于其发病机制复杂，至今仍未被阐明，进一步探究强迫症的病因以及对其进行干预调节显得至关重要。

尽管强迫症的确切发病机制尚不清楚，但经过几十年的探索，人们进一步确定了CSTC（皮层-纹状体-丘脑-皮质）环路是与强迫和重复行为密切相关的通路，并且建立了以过度理毛作为小鼠强迫症行为的测评模型。但现今未解决的问题是与强迫症产生的相关环路具体哪些亚区参与到重复刻板行为的产生、环路中的多个功能环路（运动、认知和情绪及动机环路）之间是怎样协调工作的以及这样的协调机制异常是如何引起重复刻板行为的，这些问题都有待进一步探索，因此需要从分子、细胞、神经环路多个层面研究这一症状的产生机制。

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