社会挫败与人源化抑郁模型的系统生物学研究

发布时间：2020-05-22 21:52

【摘要】：第一部分社会挫败应激致大鼠前额叶代谢物改变抑郁症是一种以情绪低落和快感缺失为主要特征的严重精神疾病。目前,社会压力在抑郁症发生和发展中所发挥的具体作用尚不明确。因此,我们使用慢性社会挫败应激模型来诱导大鼠的抑郁样行为,并采用气相色谱-质谱法测量大鼠前额皮质代谢物的变化。在社会挫败周期结束的第一周内,我们先后进行了糖水偏好试验(Sucrose Preference Test,SPT)、旷场试验(Open Field Test,OFT)、高架十字迷宫(Elevated Plus Maze,EPM)和强迫游泳试验(Forced Swim Test,FST),用于评估大鼠的抑郁和焦虑样行为。在代谢物分析中,应用多元统计方法观察所有样本的分布情况,并将社会挫败组与对照组区分开来。利用IPA(Ingenuity Pathway Analysis)软件探索不同代谢产物之间的潜在关系。OFT和EPM在两组之间没有显著差异。在SPT和FST中,社会挫败组大鼠糖水摄入较少,游泳不动时间较长。对代谢数据进行分析后,共鉴定出25个在社会挫败组和对照组间有差异的代谢物。IPA分析结果提示遗传性疾病、神经系统疾病、脂质代谢是变化最显著·的互作网络。与对照组相比,社会挫败抑郁大鼠的脂肪代谢、氨基酸代谢和能量代谢明显受到干扰。这项研究的结果表明,反复的社会挫败应激可诱导大鼠抑郁样行为的发生和前额叶代谢物的改变。第二部分微生物通过肠-脑轴调控中枢抑郁样行为的蛋白质改变抑郁症是一种严重的精神疾病,情绪低落和快感缺失是其主要特征。来自动物和人类研究的证据表明,肠道微生物可通过肠-脑轴积极参与抑郁的发生。然而,参与过程中的分子基础很大程度上仍然是未知的。肠道微生物可以显著改变宿主的代谢特征,但很少有报道宿主在蛋白质水平的变化。为了探索受肠道微生物调控的宿主蛋白质变化,我们将抑郁患者和健康人的肠道微生物分别移植到无细菌小鼠中,并评估移植后的行为学变化。然后,采用定量蛋白质组学方法检测肠-脑轴重要组成部分的蛋白质变化,包括前额皮质(Prefrontal Cortex,PFC)、肝脏、盲肠和血清。行为学测试结果证实了肠道微生物移植后无菌小鼠产生了抑郁样行为。在肠-脑轴的四种组织中共鉴定出5000多种蛋白质。盲肠中各种功能蛋白的比例与肝脏相似,但与PFC和血清不同。我们在PFC、肝脏、盲肠和血清中分别鉴定了159、187、148和55个差异表达蛋白。与传统啮齿动物抑郁模型相比,经历了抑郁患者肠道微生物移植的人源化小鼠模型表现出不同的蛋白表达模式。通路富集分析显示,NRF2介导的氧化应激反应在PFC、盲肠和血清中均被激活。值得注意的是,PFC与外周组织之间的级联反应可能参与了肠道微生物对脑的调控。我们的数据表明,在人源化抑郁模型中,肠道微生物可以高度调节肠-脑轴多个组织的蛋白质表达,并且这些蛋白质变化与传统的慢性应激模型明显不同。此外,肠道微生物主要影响抑郁发生过程中的氧化应激反应和级联反应,这可能是肠-脑轴的一种潜在传感机制。
【图文】：

实验流程,大鼠,居住者

重庆医科大学博士研究生学位论文保护笼（长 10cm，宽 10cm，高 15cm）对其进行隔离。在第 2 阶段，，“闯入者”SD大鼠被放置在铁丝网保护笼中 55 分钟。在保护笼中，“闯入者”SD 大鼠在与“居住者”LE 大鼠没有身体接触的情况下，对“居住者”LE 大鼠存在视觉、嗅觉和听觉暴露。对照组的“闯入者”SD大鼠则持续暴露于“居住者”LE大鼠的空笼中60分钟。“闯入者”SD 大鼠 1 天进行 1 次社会挫败刺激，第 1 周和第 3 周各进行 5 次刺激，第 2周进行 3 次刺激。每周进行测量一次体重。

体重变化,社会,重复测量方差分析,学位论文

重庆医科大学博士研究生学位论文使用 17 只 SD 大鼠，分为两组（每组 8-9 只）。实验组动物反复激 3 周，如图 1 所示。通过重复测量方差分析显示，社会挫败对照组大鼠体重更轻（F1.738，26.064=24.123，P<0.001）。在第，社会挫败组动物的体重出现显著下降（F1，15=7.131，P=0.0172周和3周后，这一差异更加显著（F1，15=12.398，P=0.003；F1,1图 2）。
【学位授予单位】：重庆医科大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：R749.4

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