妊娠期慢性应激致子代雄鼠海马病理损伤及其抑郁样行为的机制研究

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目的:探讨妊娠期慢性应激导致子代雄鼠海马病理改变及其抑郁样行为的作用机制。实验一:方法本实验采用40只成年雌性和20只成年雄性C57/BL6J小鼠以雌雄2:1的比例在19:00进行合笼,第二天07:00查阴栓,查到阴栓后将其进行单笼饲养,为怀孕第一天。正常饲养一周后,随机选取20只孕鼠进行妊娠期慢性应激(chronic stress during pregnancy,CSDP)。应激方式包括:①禁水24h;②禁食24 h;③束缚2h;④温水游泳15min;⑤冰水游泳5min;⑥夹尾5 min;⑦昼夜颠倒12h。自孕第7天开始,采用随机数表法每天进行一种应激,直至孕鼠分娩。子鼠出生后于第21天被随机分为母代正常对照+子代正常对照组(NC+NC);母代正常对照+子代慢性应激组(NC+COS);母代妊娠期慢性应激+子代正常对照组(CSDP+NC);母代妊娠期慢性应激+子代慢性应激组(CSDP+COS),每组n=8。子代应激方式同孕鼠应激方式,在出生第21天至35天进行14天的慢性应激。通过强迫游泳实验、高架十字迷宫实验、旷场实验检测子鼠的抑郁程度;使用ELISA试剂盒检测子代小鼠CRH水平;运用高尔基染色法观察海马CA3区神经元树突损伤;使用TUNEL染色观察海马CA3区神经元凋亡情况;采用Western blot技术测定海马组织mTOR和p-mTOR(Ser2448)蛋白含量,计算mTOR蛋白活性;采用RT-PCR技术检测mTORmRNA水平。结果:行为学实验结果表明:与NC+NC组相比,CSDP+NC组强迫游泳不动时间提升(P<0.01),旷场实验运动速度降低(P<0.05),开臂进入次数百分比降低(P<0.05),CSDP+COS组开臂进入次数百分比提高(P<0.001);与CSDP+NC组相比,CSDP+COS组强迫游泳不动时间降低(P<0.01),CSDP+COS组和NC+COS组开臂进入次数百分比均上升(P<0.001)。此外,与NC+COS组相比,CSDP+COS组开臂进入次数百分比也上升(P<0.01)。其余指标各组间差异均无统计学意义。ELISA结果表明:与NC+NC组、NC+COS组与CSDP+COS组相比,CSDP+NC组血清CRH水平有较大上升趋势,但无显著性意义。Golgi-Cox染色结果表明:与NC+NC相比,CSDP+NC组在30-90 μm同心圆上的树突交点数量减少(30μm:P<0.01;40μm:P<0.001;50μm:P<0.001;60μm:P<0.001;70μim:P<0.01;80μm:P<0.05;90μm:P<0.05),CSDP+COS 组仅在 40μm 和 90 μm 同心圆处存在差异(40μm:P<0.05;90μm:P<0.05)。与 CSDP+NC组相比,CSDP+COS组树突交点数量在30-70μm间增加(30μm:P<0.05;40μm:P<0.01;50μm:P<0.05;60μm:P<0.05;70μm:P<0.05)。NC+COS组和CSDP+NC组相比,NC+COS组在40-90μm同心圆内的树突交点数量增加(40μm:P<0.01;50μm:P<0.01;60μm:P<0.01;70μm:P<0.01;80μm:P<0.05;90μm:P<0.05)。TUNEL结果表明:与NC+NC组相比,CSDP+NC组凋亡指数增大(P<0.001);与CSDP+NC组相比,CSDP+COS组细胞凋亡指数降低(P<0.001)。此外,NC+COS组凋亡指数明显低于CSDP+NC组,具有统计学差异(P<0.001);NC+NC组、NC+COS组与CSDP+COS组三组之间细胞凋亡指数差异均无统计学意义(P>0.05)。WB和RT-PCR结果显示:与NC+NC组相比,CSDP+NC组子代小鼠海马mTOR活性降低(P<0.01),CSDP+COS组海马mTOR活性增加(P<0.01),NC+COS组海马mTOR活性呈下降趋势(P<0.05);与CSDP+NC组相比,CSDP+COS组海马mTOR活性增加极为明显(P<0.001)。此外,NC+COS组与CSDP+NC组差异无统计学意义(P>0.05);NC+COS组相比于CSDP+COS组,其mTOR活性较低(P<0.001)。RT-PCR实验结果趋势与WB结果相似,但差异无统计学意义。实验二:方法通过Cre/loxP系统获得的海马CRHR1条件性基因敲除鼠,根据基因鉴定结果将雄性子代分到母代正常对照+子代野生型组(N+WT组)、母代正常对照+子代海马CRHR1条件性基因敲除纯合组(N+KN组)、母代妊娠期慢性应激+子代野生型组(CSDP+WT组)、母代妊娠期慢性应激+子代海马CRHR1条件性基因敲除纯合组(CSDP+KN组)。孕7天开始进行慢性复合应激直至分娩(共七种应激方式,采用随机数表法选取每只小鼠每天刺激方式,同实验一)。子代第40天开始测定抑郁行为,通过糖水偏好实验、旷场实验、强迫游泳实验、悬尾实验检测子鼠的抑郁程度;使用ELISA试剂盒检测子代小鼠血清CRH水平;运用高尔基染色法观察海马CA3区神经元树突损伤;使用TUNEL染色观察海马CA3区神经元凋亡情况;采用Western blot技术测定海马组织mTOR、p-mTOR(Ser2448)和p-AKT(Thr308)蛋白含量,计算mTOR蛋白活性,p-AKT蛋白表达量。结果行为学结果显示:与N+WT组相比CSDP+WT组糖水偏好率明显降低(P<0.001),中央区域进入次数明显降低(P<0.001),强迫游泳不动时间明显升高(P<0.001),悬尾实验不动时间明显升高(P<0.001);与CSDP+WT组相比,CSDP+KN组糖水偏好率明显上升(P<0.001)中央区域进入次数明显上升(P<0.01),强迫游泳不动时间明显降低(P<0.01),悬尾实验不动时间明显降低(P<0.05);N+WT组、N+KN组、CSDP+KN组三组间糖水偏好率差异无统计学意义,中央区域进入次数差异无统计学意义,强迫游泳不动时间差异无统计学意义悬尾实验不动时间差异无统计学意义。ELISA实验结果表明:与N+WT组相比,CSDP+WT组CRH水平明显上升(P<0.01),CSDP+KN组CRH水平也明显升高(P<0.05);与N+KN组相比,CSDP+WT组CRH水平上升(P<0.001),CSDP+KN组CRH水平明显升高(P<0.01);N+WT组、N+KN组两组间CRH水平差异无统计学意义;CSDP+WT组、CSDP+KN组两组间CRH水平差异无统计学意义。Golgi-Cox染色结果表明:与N+WT相比,CSDP+WT组在20-90 μm同心圆上的树突交点数量减少(20μm:P<0.01;30μm:P<0.001;40μm:P<0.001;50μm:P<0.001;60μm:P<0.001;70μm:P<0.001;80μm:P<0.05;90μm:P<0.05);与CSDP+WT组相比,CSDP+KN组树突交点数量在20-80μm间增加(20μm:P<0.05;30μm:P<0.01;40μm:P<0.001;50μm:P<0.001;60μm:P<0.05;70μm:P<0.001;80μm:P<0.01);N+WT组、N+KN组、CSDP+KN组三组间sholl分析数据差异无统计学意义。TUNEL染色结果表明:与N+WT组相比,CSDP+WT组凋亡指数明显升高(P<0.001);与CSDP+WT组相比,CSDP+KN组凋亡指数明显降低(P<0.001);N+WT组、N+KN组、CSDP+KN组三组间凋亡指数差异无统计学意义。Western blot实验结果显示:与N+WT组相比,CSDP+WT组p-AKT蛋白表达量明显降低(P<0.01),mTOR活性明显降低(P<0.01);与CSDP+WT组相比,CSDP+KN组p-AKT蛋白表达量明显提高(P<0.01),mTOR活性明显提高(P<0.01);N+WT组、N+KN组、CSDP+KN组三组间p-AKT蛋白表达量、mTOR活性差异无统计学意义。此外,与N+KN组相比,CSDP+WT组p-AKT蛋白表达量明显降低(P<0.001),mTOR活性明显降低(P<0.05)。结论 妊娠期慢性应激引起子代雄鼠抑郁样行为和海马病理损伤,子代慢性应激可能能够改善由妊娠期慢性应激所引起的子代抑郁样行为和病理损伤。妊娠期慢性应激引起子代雄鼠抑郁样行为和海马病理损伤的机制可能是妊娠期慢性应激引起CRH水平上升,作用于海马中的CRHR1受体,抑制p-AKT/mTOR信号通路,导致子代海马组织病理损伤和抑郁的产生。
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