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研究背景与研究目的:产后抑郁(Postpartum Depression,PPD)是一种多因素介导的严重精神障碍,对社会公共卫生安全造成极大负面影响。PPD是围产期最常见的并发症,其中因PPD导致的自杀约占产后死亡的20%。此外,母亲的抑郁对婴儿的行为、情绪和认知发展也有不利影响,部分患者甚至出现杀婴行为,对婴儿生命健康造成极大危害。PPD的发生发展主要与急慢性应激、疼痛、炎症、激素紊乱及环境危险因素等有关。其中值得注意的是,与慢性应激导致的抑郁症相比,卵巢激素紊乱是其发生发展过程中最重要的病理生理机制之一。因此基于生殖激素紊乱的产后抑郁模型有待进一步开发并阐释PPD的病理生理学机制。氯胺酮的快速抗抑郁作用已在抑郁症患者以及慢性不可预测轻度应激(Chronic Unpredictable Mild Stress,CUMS)动物模型中得到反复证实。但过去有关抑郁的临床前研究主要集中于雄性动物模型,而雌性动物所特有的产后抑郁模型却很少被关注。然而事实上,抑郁症发生的内在病理生理及神经生物学机制具有显著的性别差异,因此不能将传统CUMS模型得出的结论推广到PPD模型上,有必要为PPD研究建立特有的动物模型。S-氯胺酮作为消旋氯胺酮的S-异构体,已经被证明具有更强而持久的NMDA受体拮抗作用,近年来被美国药监局(Food and Drug Administration,FDA)批准用于对其它抗抑郁药无反应的难治性抑郁症,提示其在抑郁症治疗中具有巨大的应用前景。然而目前还没有关于S-氯胺酮用于产后抑郁效益的临床前研究,作为新型抗抑郁药物,扩大其适应症用于产后抑郁也是当前的热点话题。因此,本研究通过建立激素模拟妊娠后激素撤停的产后抑郁模型,探索卵巢激素紊乱导致产后抑郁的病理生理学机制。并对比与传统高剂量S-氯胺酮相比,更符合“产后”使用的低剂量S-氯胺酮的抗抑郁效果,为S-氯胺酮防治产后抑郁提供理论依据。研究方法:1.PPD大鼠模型的构建与分组两月龄SPF级雌性SD大鼠随机分为对照组(Sham组)、模型组(PPD组)、低剂量(2.5mg/kg)S-氯胺酮组(L组)、高剂量(10mg/kg)S-氯胺酮组(H组)。大鼠适应环境一周后行双侧卵巢切除术,术后待其恢复一周,执行连续23日的激素模拟妊娠(Hormone Simulated Pseudopregnancy,HSP)程序。激素撤停后通过蔗糖偏好实验(Sucrose Preference Test,SPT)与旷场实验(Open Field Test,OFT)判断激素撤停抑郁模型的效果,将建模成功的大鼠用于后续实验,异常指标大鼠排除在外(将指标超出平均值±3x标准差范围的大鼠视为异常)。对照组只切除卵巢周围脂肪组织。2.行为学实验检测抑郁样行为实验动物在给予生理盐水或S-氯胺酮注射治疗后执行行为学实验。其中蔗糖偏好实验(SPT)用于评估大鼠快感缺失;旷场实验(OFT)用于指示大鼠自发活动度水平;高架十字迷宫(Elevated Plus Maze,EPM)用于评价焦虑状态;强迫游泳实验(Forced Swimming Test,FST)用于评估绝望程度。3.HSP与S-氯胺酮对大鼠海马突触可塑性的研究从突触分子水平、突触形态结构、电生理水平检测HSP及S-氯胺酮治疗对PPD模型海马突触可塑性的影响。具体地讲,通过Western blot检测大鼠海马突触相关蛋白BDNF、PSD-95、Syn-1的表达水平;使用高尔基染色技术检测大鼠海马CA1区树突棘密度;通过透射电镜(Transmission Electron Microscopy,TEM)观察并分析海马CA1区突触超微结构及突触参数;使用电生理实验检测海马Schaffer-CA1区长时程增强(Long-term Potentiation,LTP)水平。研究结果:1.HSP对大鼠抑郁样行为的影响首先,大鼠在HSP程序前后分别执行蔗糖偏好实验与旷场实验,并对HSP前后的数据进行配对样本-t检验,结果显示:与执行HSP程序前相比,HSP程序后大鼠蔗糖偏好百分比显著降低,在旷场中移动的总距离显著降低,以上结果表明HSP程序诱导的PPD模型是相对可靠的。经过药物干预处理后,SPT结果显示,与Sham组相比,PPD大鼠的蔗糖偏好百分比显著降低。OFT结果显示:与Sham组相比,PPD大鼠在旷场中的移动总距离、穿越格子数、中央区活动时间、梳理行为次数均显著降低,而静止不动时间显著延长。EMP结果显示:与Sham组相比,PPD大鼠在高架十字迷宫上水平移动的总距离和垂直活动次数显著降低,且进入开放臂的次数和在开放臂中活动的时间均显著降低。FST结果显示:与Sham组相比,PPD大鼠在强迫游泳筒中静止不动时间显著延长并且攀爬筒壁的次数显著减少,而PPD大鼠出现潜泳的次数无统计学差异。综合以上结果表明,HSP程序使卵巢切除大鼠出现了明显的抑郁样行为,这表明卵巢激素的剧烈波动足以引起抑郁,证明了基于卵巢激素波动的PPD模型是合理的。2.低剂量S-氯胺酮对PPD大鼠抑郁样行为的影响SPT结果显示:低剂量S-氯胺酮治疗使PPD大鼠的蔗糖偏好百分比显著升高。OFT结果显示:与PPD组相比,L组大鼠的移动距离、在中央区探索的时间、梳理行为的次数显著增加;在旷场中的不动时间显著减少。EPM结果显示:低剂量S-氯胺酮治疗显著增加了PPD大鼠的移动距离并显著延长了在开放臂中探索的时间和次数。FST结果显示:与PPD大鼠相比,L组大鼠在水中的不动时间显著减少并且攀爬次数显著增多。以上结果表明,低剂量S-氯胺酮治疗可显著改善PPD大鼠的抑郁样行为。3.高低剂量S-氯胺酮对PPD大鼠行为影响的差异性表现行为学指标分析显示,高剂量S-氯胺酮在改善抑郁样行为的同时也伴随了更多焦虑样行为。具体来看,在OFT中发现,H组大鼠比L组大鼠在中央区的活动时间显著减少,且产生更多的垂直活动与舔舐行为次数和粪便数量。同时,在EPM中,与L组大鼠相比,H组大鼠在开放臂探索的次数与时间均显著减少,且产生了更多的垂直活动与舔舐行为。以上结果表明,高剂量S-氯胺酮虽然具有抗抑郁活性,但与低剂量S-氯胺酮相比,其具有更强的致焦虑作用。4.低剂量S-氯胺酮对PPD大鼠突触可塑性的影响HSP程序对大鼠的致抑郁作用是通过损害海马突触可塑性介导的。具体来看:在Western Blot中,与Sham组相比,PPD组大鼠突触相关蛋白含量(BDNF、PSD-95、Syn-1)均显著降低;在高尔基-考克斯染色中,树突棘密度显著降低;在TEM中,突触后致密物厚度、突触界面曲率、突触活性区长度显著降低,突触间隙宽度显著增高;在电生理实验中,PPD大鼠海马Schaffer-CA1区LTP显著降低。低剂量S-氯胺酮治疗可通过增加海马突触可塑性对PPD模型产生有益效应。具体表现为:在Western Blot中,与PPD组相比,L组大鼠海马区总BDNF、PSD-95、Syn-1含量显著增加。在高尔基-考克斯染色中,与PPD组相比,L组大鼠海马CA1区树突棘密度显著增加。在透射电镜实验中,与PPD大鼠相比,L组大鼠海马CA1区突触后致密物厚度、突触活性区长度显著增加,突触间隙宽度显著降低。在电生理实验中,与PPD大鼠相比,L组大鼠海马Schaffer-CA1区LTP显著增加。研究结论:1.HSP通过降低大鼠海马突触可塑性导致了去卵巢大鼠的抑郁样行为。2.低剂量S-氯胺酮可显著改善抑郁样行为,且与高剂量S-氯胺酮相比,对大鼠致焦虑样行为的作用更小。3.低剂量S-氯胺酮可增加突触相关结构蛋白含量、增加树突棘数量、修复受损突触结构、增强突触传递效能等方式改善PPD大鼠抑郁样行为。