世界上10%的人受到精神疾病的困扰。2010年,有7亿人口罹患精神疾病。花费在精神卫生方面的财力在2010年为25000万亿美金;到了 2030年,这个数值将会突破60000万亿美金。抑郁症在精神疾病所造成的社会财富流失中所占比例最大;接下来依次是焦虑症、药物滥用、酒精成瘾、精神分裂症、双向性精神障碍等。抑郁症以其高发、高致残率以及对社会带来的沉重负担而影响着人类的精神健康。首先,抑郁症发病率高:美国人中大概20%-25%的女性以及7%-12%的男性可能会患抑郁症。随着生活节奏的加快和社会压力的增加,这一数值可能会进一步增加;其次,抑郁症致残率高:在2010年,抑郁症是造成世界伤残损失寿命年的第二大因素。第三,抑郁症带来的社会负担大:抑郁症患者多为18-44岁的青壮年人群,而抑郁症的自杀率、致残率导致这类人群所能发挥的社会价值下降;除此之外,抑郁症还是炎性疾病、心血管疾病的诱因,这进一步加重了它所造成的社会财富流失。因此,目前,对抑郁症发病的研究和治疗成为了亟需解决的重大科学问题。抑郁症的发病机制比较复杂。目前人们已经从基因水平、神经环路、突触活动、炎症因子、下丘脑-垂体-肾上腺轴等等多个方面取得了进展,但是临床诊断与治疗依旧比较局限。抑郁症的发病机制仍旧有待于进一步的探索。抑郁症的诊断多数是在病人发病后通过抑郁量表进行的。虽然抑郁症在初期干预会收到比较理想的效果,但是几乎没有在抑郁症发病初期的确诊方案。在鉴别诊断方面,抑郁症与伴发老年痴呆的抑郁症难以区分。实验室检查中,虽然见尿液以及脑脊液中5-羟色胺水平的下降,但是需要排除多种因神经精神病变以及躯体因素引起的抑郁情绪,并不可靠。诊断方面缺乏早期可以准确快速反映抑郁症特征的生物标记物。抑郁症的治疗依赖于抗抑郁药物。临床上使用的抗抑郁药以单胺类抗抑郁药物为主,以神经递质为靶标,辅助以电休克、心理治疗等。但是现有的抗抑郁药物具有效能低（约有35%的病人对现有的抗抑郁药物不敏感）、起效时间长（经常需要数周甚至数月才能起效）、副作用大等弊端。在大脑内,胶质细胞大约占90%以上。而星形胶质细胞则是体积最大、分布最广泛的胶质细胞。星形胶质细胞分布于神经元之间,起营养和支持的作用,此外,星形胶质细胞还具有参与神经信息的传递、诱导神经干细胞再生、参与学习记忆、抗氧化等等方面的作用。在脑血管病、癫痫、帕金森病、阿尔茨海默病、神经元脱髓鞘等疾病发病中都可见星形胶质细胞活动的异常,而近年的研究表明,星形胶质细胞释放ATP减少是抑郁症发病的一个重要因素,抑郁的小鼠可以检测到其脑内ATP水平下降;补充ATP后,可以明显的改善小鼠的抑郁样症状。星形胶质细胞内有多种代谢通路,包括谷氨酸-谷氨酸循环、糖-乳酸代谢和花生四烯酸代谢通路等。以往的研究多数集中于谷氨酸-谷氨酸循环通路上,但实际上,花生四烯酸代谢通路也起着十分重要的作用。保持神经元的活性必须有稳定的大脑灌注压;这就依赖于花生四烯酸系统。当神经元活动增强时,脑血流增加,花生四烯酸生成也就增加;当神经元活动下降时,脑血流量减少,花生四烯酸生成减少。花生四烯酸的代谢途径有:环加氧酶,脂氧合酶,细胞色素CYP450三条。环加氧酶代谢途径与心血管疾病的发生相关,脂氧合酶代谢途径与炎症关系密切,而细胞色素CYP450途径以往多认为与脑血流的调控相关。但是目前并无研究说明细胞色素CYP450途径与情绪、学习记忆等等方面的关系如何。sEH是一种可溶性环氧化物水解酶,由基因EPHX2编码,其分布以及生物活性在不同的组织、个体中相差极大。它主要表达在哺乳动物的肝脏、肾脏、大脑等组织上。在脑组织中,有研究提示,sEH主要表达于神经元、胶质细胞、少突胶质细胞以及血管内皮细胞上,也有文献指出sEH表达在星形胶质细胞上,在杏仁核外的其它脑区神经元上不表达。花生四烯酸在细胞色素P450的作用下可以产生EET和HETE。EET有以下四种同分异构体:5,6-EET,8,9-EET,11,12-EET 和 14,15-EET。EET 的竞争性抑制剂是EEZE,它可以阻断EET的生物活性。EET可以通过自分泌和旁分泌的形式作用于周围的细胞,产生抗炎、抗细胞凋亡、促进有丝分裂、促进血管再生、镇痛、抗氧化等作用。在神经元、突触活动等方面,EET的活性主要表现为,EET可以调节脑血流;镇痛;调节神经因子的释放;促进轴突的生长等。EET在sEH的作用下迅速被降解为活性比较低的DHET,sEH的抑制剂可以抑制sEH的酶活性。因此,花生四烯酸-EET代谢途径与可以调节神经元活动;而神经元的活动异常与抑郁症发病密切相关。因此我们提出假说:抑制sEH或者增加EET水平可以产生抗抑郁效用。为了探讨sEH抑制剂是否有抗抑郁作用,我们通过在小鼠侧脑室注射sEH抑制剂TUCB和TPPU,15分钟后进行急性实验强迫游泳实验来确定。与对照DMSO组相比,给sEH抑制剂TUCB组0.2μM、1μM,以及给予TPPU组1μM、5βM以及10μM的小鼠不动时间明显缩短,7天后的旷场实验则提示:小鼠运动能力下降。在强迫游泳实验中不动时间的缩短不会因运动能力下降引起;因此我们仍然认为,sEH抑制剂在小鼠强迫游泳实验中可引起抗抑郁样表现;而在社会应激失败抑郁模型造模10天后,侧脑室泵入1μM TPPU 7天可以显著增加小鼠在中间区域的接触时间,产生抗抑郁效果。以上急性和慢性的实验提示,侧脑室给予sEH的抑制剂可以产生抗抑郁效用。现在临床应用的抗抑郁药起效时间长,对病人服药的依从性造成很大影响。为了研究sEH抑制剂的抗抑郁起效时间问题,我们在用社会应激失败模型造模10天,之后给予腹腔注射7天的sEH抑制剂（1mg/kg）并观察其抗抑郁效果,发现,与对照组相比,TUCB组的小鼠在中间区域的接触时间有增加趋势,但是没有达到统计学差异;而TPPU组的小鼠,其在中间区域的接触时间于对照相比已经有显著性差异。而丙咪嗪组作为阳性对照,因为其本身就需要28天方能起效,故暂时不能产生抗抑郁作用。这提示我们,sEH抑制剂和传统抗抑郁药丙咪嗪相比,具有快速抗抑郁作用。sEH的作用底物是四种EET,抑制sEH产生最直接的效用就是EET水平的升高。为了探索抑郁症发病后EET水平是否发生变化,我们分别在抑郁症发病小鼠模型以及抑郁症病人身上检测了他们的EET水平。社会应激失败造模1 0天后,我们将小鼠分为对抑郁敏感组的小鼠和不敏感组的小鼠。这些小鼠经过眼眶取血并离心,将其血浆通过固相萃取制成样本并使用液质连用方法检测各个EET水平,发现,敏感组的小鼠4种血浆EET水平都明显降低;不敏感组的小鼠,除了 14,15-EET有所下降之外,其它几种EET并无明显变化。对抑郁症病人的血样进行检测我们初步发现,4种EET水平都有降低,但是样本例数有待积累;这与小鼠血样的检测结果吻合。这些结果初步提示我们,抑郁症发病后,EET水平下降。抑郁症发病中EET水平下降,而给于sEH抑制剂,引起EET水平上升后,则可以使机体有抗抑郁样表现。为了检测各个EET的抑郁症效用,我们通过侧脑室给予不同EET并检测强迫游泳,结果提示,只有14,15-EET有显著的抗抑郁作用;其他EET则无此作用。旷场实验的结果提示,这些EET都不会对小鼠运动能力造成影响。以上的药物实验结果说明,sEH的抑制剂以及14,15-EET都可以产生快速抗抑郁作用;而抑郁症发病后,各个EET水平都则会下降。这说明,有可能在抑郁症发生时,sEH活性增强,导致各种EET被水解,也造成了 14,15-EET水平的下降;但是当给予对抗抑郁起关键作用的14,15-EET后,机体抑郁状态明显减轻。为了从基因水平探讨sEH的抗抑郁效用,我们使用了 sEH基因敲除的小鼠。该小鼠已有文献报道,它的EET水平,特别是14,15-EET水平明显高于野生型小鼠。在强迫游泳和悬尾实验中发现,sEH敲除小鼠不动时间与野生型小鼠相比明显减少,表现出抗抑郁行为;而通过侧脑室注射EET的竞争性抑制剂EEZE,阻断了 EET的活性后,小鼠的不动时间无统计学差异。这进一步支持了上述结果,14,15-EET在抗抑郁反应中起重要作用,当敲除sEH基因后,通过其它途径如mEH可能会有部分的代偿,但是EET水平,特别是14,15-EET水平的下降可使小鼠表现抑郁样行为。以上药物学及基因敲除鼠的结果提示我们,通过抑制sEH可以产生快速抗抑郁效用;更进一步,我们需要探讨它的机制问题。为了确定sEH在小鼠大脑中的表达情况,我们通过免疫荧光化学并用共聚焦显微镜观察发现,不论是在海马还是在皮层中,约有70%以上的sEH与GFAP有共标记,但是sEH与NEUN没有共标记。这说明,在小鼠中,sEH主要表达在星形胶质细胞上,而不是神经元;sEH在星形胶质细胞内呈颗粒状分布,有可能表达于溶酶体或者线粒体上。免疫组化的结果提示,sEH与溶酶体的标记物lysotracker共标记,而与线粒体标记物mitotracker没有共标记,也就是说,sEH分布在胶质细胞的溶酶体上。本实验室之前的工作曾经发现,星形胶质细胞通过溶酶体释放ATP产生抗抑郁作用:溶酶体摄取ATP后,转移到细胞膜上,与细胞膜融合后释放ATP。因此,ATP释放的速度取决于:溶酶体摄取ATP的速度和溶酶体与细胞膜融合的速度。而sEH表达在胶质细胞中溶酶体上,这提示我们,sEH抑制剂有可能是通过调解ATP的释放产生抗抑郁作用。因此我们检测了 sEH基因敲除小鼠脑内的ATP水平,所取脑片通过12分钟的孵育后,离心去上清液检测ATP水平,发现sEH基因敲除小鼠前额叶皮层的ATP水平明显增高,而海马内ATP水平变化不大;取出生1天该转基因小鼠的皮层细胞培养星形胶质细胞发现,其ATP水平明显增加。这说明,sEH基因敲除小鼠脑内ATP水平选择性在前额叶皮层增加,而且这很有可能是由于星形胶质细胞分泌ATP水平的增加引起的。为了进一步探讨sEH抑制剂对星形胶质细胞ATP释放的作用,我们在培养的星形胶质细胞上给与不同浓度的TUCB和TPPU,发现,给与TUCB 20βM、50μM、100μM、200μM组的细胞,其ATP释放明显增加;给予TPPU 50μM、100μM、200μM组的细胞,其ATP释放明显增加。14,15-EET作用于星形胶质细胞,也可以产生相似的作用。但是其它EET则不能产生类似的作用。以上结果说明,给予14,15-EET或者sEH抑制剂都可以显著增加星形胶质细胞ATP的释放。钙成像实验发现,1μM 14,15-EET即可通过增加胞内钙促进溶酶体释放ATP,从而产生抗抑郁作用。直接前额叶皮层注射sEH抑制剂或者是给予14,15-EET,并进行强迫游泳实验,可以观察到小鼠的不动时间明显降低。旷场试验说明小鼠的活动能力没有产生明显变化。这说明,sEH抑制剂作用脑区是前额皮层。终上所述,我们认为,在前额叶皮层内胶质细胞中,sEH抑制剂能抑制溶酶体的sEH酶活性,从而增加EET,通过促进胞内钙水平上升,引起ATP释放增加,从而通过ATP产生快速抗抑郁作用。