血氨异常在小鼠抑郁样行为中的作用及机制

发布时间：2020-10-17 03:13

　　 目的:重度抑郁症(Major depressive disorder,MDD)是全球第四大疾病,是引起自杀的主要病因之一。MDD的发生机制尚未阐明。近年关于氯胺酮类快速抗抑郁药机制等研究认为相关脑区兴奋性神经递质谷氨酸的释放增加或抑制性神经递质γ-氨基丁酸(Gamma aminobutyric acid,GABA)介导的突触传递功能异常,可能是MDD发生的突触生物学基础。体内过度释放的谷氨酸会和内源性细胞代谢产物——氨反应后形成谷氨酰胺,而氨本身又是GABA受体的内源性激活剂。目前对内源性产生的氨在MDD中的作用尚不清楚,本文主要探索小鼠血氨水平与抑郁样行为间的联系,及血氨改变在小鼠抑郁样行为中的作用,以期为MDD的辅助诊断和治疗提供新的思路和依据。方法:采用了慢性社会挫败应激(Chronic social defeat stress,CSDS)和慢性束缚应激(Chronic restraint stress,CRS)诱导C57BL/6J小鼠抑郁样行为。评价小鼠抑郁样行为的行为学指标主要包括:糖水偏好实验(Sucrose preference test,SPT)、悬尾实验(Tail suspension test,TST)、社会接触实验(Social interaction test,SIT)、强迫游泳实验(Forced swimming test,FST)。旷场实验(Open field test,OFT)评价小鼠焦虑样行为及运动能力。给药方式包括:腹腔注射(intraperitoneal injection,i.p.)、灌胃(intragastric administration,ig.)、脑区置管后微量注射。血氨检测主要通过比色法检测酶反应前后溶液吸光度差值。中央前额皮层(Medial prefrontal cortex,mPFC)和海马脑区的脑源性神经营养因子(Brain-derived neurotrophic factor,BDNF)和酪氨酸激酶受体B(Tyrosine Kinase receptor B,TrkB)蛋白表达水平通过蛋白免疫印迹(Western blot)技术检测。结果:1、抑郁模型鼠血氨浓度下降:CSDS暴露后敏感鼠12 h糖水摄入百分降低(对照组:87.2±2.0%,敏感组:53.6±7.0%,抵抗组:86.1±2.2%,n=13-17,P0.001);社会接触比值明显降低(对照组:1.76±0.17,敏感组:0.67±0.06,抵抗组:1.43±0.09,n=13-17,P0.001)。通过血氨检测发现CSDS敏感鼠血氨水平明显下降,(对照组:1±0.06,敏感组:0.71±0.08,抵抗组:1.34±0.13,n=6-17,P0.01)。CRS暴露后引起模型鼠2 h糖水摄入百分比下降(对照组:90.1±2.9%,模型组:64.4±3.5%,n=9 or15,P0.001);模型鼠悬尾不动时间明显增加(对照组:131.2±11.0 sec,模型组:174.7±6.7 sec,n=9 or 15,P0.01)。CRS模型鼠血氨水平明显下降(对照组:1±0.02,模型组:0.70±0.05,n=3 or 5,P0.05)。2、外源性给予氯化铵恢复慢性应激引起的血氨浓度失稳态,改善社交障碍等抑郁样行为:氯化铵(31.25 mg/kg)显著降低小鼠强迫游泳不动时间(溶剂组:50.3±11.8 sec,氯化铵组:13.3±3.5 sec,n=7-9,P0.05)。氯化铵(31.25 mg/kg)升高CSDS模型鼠血氨(溶剂组:0.71±0.04,氯化铵组:1.38±0.21,n=8 or 10,P0.01),增加CSDS模型鼠的糖水消耗百分比(溶剂组:64.9±3.8%,氯化铵组:76.0±2.8%,n=12 or 13,P0.05)和社会接触比率(溶剂组:0.69±0.11,氯化铵组:1.00±0.07,n=15/group,P0.05)。经乳果糖连续灌胃后,小鼠血氨浓度较对照组下降(溶剂组:1.0±0.02,乳果糖组:0.82±0.06,n=5 or 6,P0.05)。使用乳果糖诱导低血氨小鼠模型后进行SSDS,发现低血氨小鼠经历SSDS后社会接触比值下降(溶剂组:1.87±0.24,乳果糖组:1.24±0.17,n=8or 9,P0.05),说明其对社会挫败应激的易感性显著增加。3、mPFC区GABA_AR的激活和BDNF合成增加介导了氨的抗抑郁作用:CSDS模型鼠mPFC区BDNF蛋白表达下降(对照组:1.00±0.03,CSDS组:0.86±0.05,n=6 or 7,P0.05);TrkB蛋白表达也下降(对照组:1.00±0.07,CSDS组:0.77±0.05,n=5 or 6,P0.05)。氯化铵(31.25 mg/kg)逆转CSDS引起的mPFC区BDNF蛋白(溶剂组:1.00±0.07,氯化铵组:1.27±0.08,n=6 or 7,P0.05)和TrkB蛋白表达的下降(溶剂组:1.00±0.05,氯化铵组:1.13±0.02,n=6 or 7,P0.05)。mPFC区注射GABA_AR阻断剂荷包牡丹碱取消氯化铵对社交挫败的改善作用,社会接触比值降低(溶剂组:1.12±0.18,荷包牡丹碱组:0.55±0.15,n=6 or 7,P0.05)。结论:慢性应激诱导的抑郁模型鼠血氨浓度明显降低。通过外源性补充氯化铵恢复CSDS模型鼠血氨稳态改善社交挫败等抑郁样行为;通过乳果糖连续灌胃建立的小鼠低血氨模型对社交挫败应激敏感性增加,更易出现社交逃避行为。氯化铵增加CSDS暴露后小鼠mPFC区BDNF和TrkB蛋白表达,给予荷包牡丹碱阻断氯化铵的抗抑郁作用。我们研究提示血氨稳态异常参与应激引起的GABA_AR功能抑制,有望为抑郁症治疗提供新的思路。
【学位单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：R749.4
【文章目录】：
缩略词表(Abbreviations)
摘要
Abstract
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综述 血氨异常在神经疾病中的作用和机制
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本文编号：2844185