外侧缰核DNA甲基化改变诱导大鼠抑郁样行为及关联机制研究

发布时间：2017-09-14 06:09

  本文关键词：外侧缰核DNA甲基化改变诱导大鼠抑郁样行为及关联机制研究

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【摘要】：抑郁症是一种常见的情感障碍疾病,其发病机制复杂,其中中枢神经系统内5-HT缺乏或功能不足是其发病的重要机制。中缝背核(dorsal raphe nucleus,DRN)是脑内5-HT合成最重要的脑区,LHb是连接边缘前脑和中脑的枢纽,与DRN间有广泛的纤维联系,可直接或间接投射至DRN,调控其5-HT的合成。表观遗传学的研究显示,环境因素可通过DNMTs影响海马和眶叶皮质DNA甲基化,进而参与大鼠的抑郁样行为。我们先前的研究证实,在LHb内有丰富的DNMTs表达,但其表达变化及DNA甲基化改变对动物生理功能和行为的影响还不清楚。本研究利用DNMTs抑制剂5-aza D以降低LHb内DNA甲基化水平,观察动物的行为表现并探讨其关联机制。首先,LHb内微量注射DNMTs抑制剂5-aza D或对照溶剂,ELISA检测基因组DNA甲基化及动物行为学检测显示,5-aza D可明显降低LHb基因组DNA甲基化水平,增加大鼠抑郁样行为,具体表现为:在旷场实验中,LHb内微量注射5-aza D减少大鼠的探索行为,包括运动总路程、直立次数和时间均明显减少;在强迫游泳实验中,LHb内微量注射5-aza D增加大鼠的不动时间,减少大鼠的游泳时间。这些结果表明,降低LHb基因组DNA甲基化水平,可诱发大鼠的抑郁样行为。其次,LHb内微量注射DNMTs抑制剂5-aza D或对照溶剂后,采用高效液相色谱法测定DRN中5-HT含量的变化。结果显示,抑制剂注入LHb内可引起DRN中5-HT水平降低。已有研究证实,LHb兴奋可抑制DRN神经元的活动,进而降低DRN中5-HT含量,因此我们的实验结果提示,降低LHb基因组DNA甲基化水平,可能通过增加某些与抑郁相关的特定蛋白的表达,引起LHb神经元兴奋,转而抑制DRN中5-HT能神经元的功能活动,进而诱导大鼠抑郁样行为的出现。DNMTs抑制剂对LHb功能活动及基因表达的影响还有待进一步研究。最后,我们检测了抑郁大鼠LHb内是否有DNA甲基化关联机制的改变。采用慢性不可预测应激方法制备大鼠抑郁模型,行为学测试表明,与正常对照组相比,抑郁大鼠对糖水的偏爱明显降低,强迫游泳的不动时间显著增加,上窜时间显著减少,表明抑郁大鼠出现快感缺失、行为绝望的抑郁样行为。采用q PCR技术检测了抑郁大鼠LHb内DNMTs m RNA的表达水平,结果显示,与正常大鼠相比,抑郁大鼠LHb内Dnmt1 m RNA水平显著下调,Dnmt3a和Dnmt3b m RNA水平无明显变化。进一步用western blot检测了DNMT1蛋白表达水平的变化,与正常大鼠相比,抑郁大鼠LHb内DNMT1蛋白水平显著降低,与Dnmt1 m RNA的变化趋势一致。我们的结果证明,抑郁大鼠LHb内Dnmt1 m RNA和蛋白表达水平下调,这可能会引起一些特定蛋白分子/信号分子表达改变,进而参与大鼠抑郁样行为的发生,其具体机制还有待进一步的研究。综上所述,我们的研究表明:LHb内微量注射DNMTs抑制剂5-aza D可降低DNA甲基化,引起大鼠抑郁样行为增加,其机制可能是5-aza D抑制LHb内DNMTs的活性,降低LHb内DNA甲基化水平,引起介导LHb兴奋的相关蛋白分子表达上调,转而抑制DRN神经元的功能活动,降低DRN内5-HT的合成;另一方面,遭受慢性不可预测应激刺激的抑郁大鼠,LHb内Dnmt1 m RNA及DNMT1蛋白表达减少,表明抑郁行为与LHb基因组DNA甲基化的改变有关。该研究揭示了抑郁症发病与LHb基因组DNA甲基化的关系,进而从表观遗传学角度探讨了抑郁症发病的机制,并提供一种可能的治疗策略。
【关键词】：外侧缰核 DNA甲基化 抑郁症 5-氮杂-2’-脱氧胞苷 5-羟色胺 DNA甲基转移酶
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R749.4
【目录】：

• 前言4-6
• 中文摘要6-8
• Abstract8-14
• 第1章 文献综述14-23
• 1.1 抑郁症及其发病机制14-18
• 1.1.1 遗传因素14
• 1.1.2 社会环境因素14-15
• 1.1.3 神经生化因素15-17
• 1.1.4 神经内分泌因素17
• 1.1.5 神经免疫因素17-18
• 1.2 抑郁症的表观遗传学研究18-21
• 1.2.1 抑郁症的表观遗传学病因假说18-19
• 1.2.2 DNA甲基化与抑郁症19-20
• 1.2.3 组蛋白修饰与抑郁症20-21
• 1.3 缰核与抑郁症21-23
• 1.3.1 缰核的纤维联系21
• 1.3.2 缰核在抑郁症中的作用21-23
• 第2章 实验材料与方法23-33
• 2.1 实验材料23-25
• 2.1.1 实验动物23
• 2.1.2 主要药品和试剂23-24
• 2.1.3 主要仪器设备24
• 2.1.4 主要溶液的配制24-25
• 2.2 实验方法25-32
• 2.2.1 外侧缰核微量注射25-26
• 2.2.2 行为学实验26-27
• 2.2.2.1 旷场实验26
• 2.2.2.2 强迫游泳26
• 2.2.2.3 糖水偏爱26-27
• 2.2.3 组织学鉴定27
• 2.2.4 外侧缰核基因组DNA甲基化检测27-29
• 2.2.4.1 基因组DNA提取27
• 2.2.4.2 基因组DNA甲基化检测27-29
• 2.2.5 高效液相色谱法测定中缝背核中 5-HT含量29
• 2.2.6 慢性不可预测应激抑郁模型的制备29-30
• 2.2.7 实时定量PCR30-32
• 2.2.7.1 总RNA提取30
• 2.2.7.2 逆转录30-31
• 2.2.7.3 Real time PCR31-32
• 2.2.8 Western blot32
• 2.3 统计学分析32-33
• 第3章 实验结果33-40
• 3.1 外侧缰核内微量注射 5-aza D减少基因组DNA甲基化33
• 3.2 外侧缰核内微量注射 5-aza D对大鼠行为的影响33-36
• 3.2.1 外侧缰核内微量注射 5-aza D减少大鼠的探索行为33-35
• 3.2.2 外侧缰核内微量注射 5-aza D增加大鼠强迫游泳中的抑郁样行为35-36
• 3.3 外侧缰核内微量注射 5-aza D减少大鼠中缝背核 5-HT含量36-37
• 3.4 慢性不可预测应激诱导抑郁大鼠外侧缰核DNA甲基转移酶表达的改变37-40
• 3.4.1 慢性不可预测应激诱导的抑郁大鼠的行为特征37-38
• 3.4.2 抑郁大鼠外侧缰核内DNMTs表达水平的变化38-40
• 第4章 讨论40-43
• 第5章 结论43-44
• 参考文献44-56
• 作者简介及在学期间所取得的科研成果56-57
• 致谢57

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