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目的:本文旨在研究强志方对慢性温和应激(CMS)抑郁大鼠行为学、海马细胞形态及超微结构和海马神经元凋亡的影响,检测强志方对海马NeuN、GFAP、Tuj-1表达的影响,探讨强志方对抑郁大鼠海马神经重塑的作用机制,为强志方治疗抑郁症临床用药提供实验依据,为创新药物的研发提供科学依据。
方法:健康雄性Wistar大鼠,SPF级,72只,130-150g。适养一周,据旷场、糖水基线期数据随机分成六组,即正常组(Control)、CMS抑郁模型组(CMS)、CMS+强志方高剂量治疗组(CMS+QZFQ)、CMS+强志方低剂量治疗组(CMS+QZFD)、CMS+柴胡疏肝散治疗组(CMS+CH)、CMS+氟西汀治疗组(CMS+FXT),每天定时灌胃给药。采用慢性温和应激法(CMS)复制抑郁大鼠模型;定期检测体质量,对大鼠快感缺失情况及探究行为予以SPT、OFT测定,统计各组大鼠抑郁情况;运用伊红染色法(HE染色)观察海马细胞形态变化情况,尼氏染色观察海马神经功能变化情况;运用末端转移酶标记技术(TUNEL法)检测大鼠海马神经元细胞凋亡情况;电镜观察海马组织超微结构;采用免疫荧光技术检测海马区神经元特异性核蛋白(neuron-specific nuclear protein,NeuN)、星形胶质细胞特异性胶质纤维酸性蛋白(glial fibrillary acidic protein,GFAP)、微管蛋白(Tuj-1)等神经可塑性标志蛋白表达情况。
所有数据均采用Graph Pad Prism7.0软件进行统计分析,用参数检验进行正态分布和方差齐性检验,组间比较应用单因素方差分析(One-Way ANOVA),P<0.05为差异有统计学意义。
结果:1.行为学检测结果:慢性温和应激大鼠模型造模后,与正常组大鼠比较,模型组大鼠体质量、糖水偏好度及旷场总路程明显减少(P<0.001);与模型组大鼠比较,造模予以强志方高剂量、强志方低剂量、柴胡疏肝散、氟西汀治疗的大鼠,体质量、糖水偏好度及旷场总路程均显著增加(P<0.01),各治疗组间未表现出显著性差异(P>0.05)。
2.HE染色结果:模型组相较于正常组大鼠海马DG区、CA1区和CA3区神经元细胞出现较明显的变化,DG区的变化从细胞层次排列数目上看,正常组DG区细胞层厚,排列紧密整齐。模型组细胞数量减少较明显,细胞间隙明显变大,细胞层变薄,排列无序。强志方组与正常组接近,其余组较正常组细胞排列略有松散。CA3区变化,正常组细胞层次清晰,细胞结构完整,神经元细胞排列整齐。与正常组比较,模型组神经元细胞数目减少,细胞轮廓模糊,细胞间隙变大,排列疏松紊乱。给药组介于二者之间,细胞排列存在不同程度的疏松紊乱,少量神经细胞变性。CA1区变化强志方高剂量组神经元与正常组近似,细胞结构完整,神经元细胞排列整齐,少量神经细胞核变性。模型组较正常组CA1区神经元细胞排列散乱,有较多神经细胞出现变性,核固缩深染,胞外空隙明显。其余给药组细胞结构较完整,神经元细胞排列尚可,少量神经细胞核出现变性。
3.尼氏染色结果:光镜下观察正常组大鼠海马DG区、CA1区CA3区神经元胞质内含有丰富的尼氏体,呈紫蓝色,神经元结构完整,细胞排列整齐,胞质及胞核染色均匀,形态正常;模型组较正常组海马DG区、CA1区和CA3区部分神经元细胞轮廓模糊,尼氏小体数目减少较多,细胞之间间隙增大,排列疏松不规则,胞间间隙变大整体颜色变浅;层次变稀,细胞质萎缩,细胞核消失,部分细胞出现空洞,细胞结构消失的趋势,海马的形态和结构发生明显变化。强志方高剂量组细胞排列均匀,轮廓清晰,尼氏小体丰富,胞质色深而均匀,与正常组最接近。其他几个用药组之间差异不大。
4.神经元凋亡检测结果:模型组的海马神经细胞凋亡值明显高于正常组(P<0.001),强志方高剂量组的海马神经细胞凋亡值与模型组比较有显著性差异(P<0.01),氟西汀组与模型组比较海马神经细胞凋亡有显著性差异(P<0.05),柴胡疏肝散组与强志方低剂量组海马神经细胞凋亡率较模型组低但无显著性差异(P>0.05)。
5.电子显微镜结果:给药5周后,电子显微镜下显示,正常组大鼠海马神经元胞体结构大小正常,细胞轮廓光滑清晰,核膜完整,核仁明显,染色质分布较均匀,主要为常染色质,线粒体结构完整数量多,粗面内质网形态正常。模型组神经元细胞出现明显损伤,细胞核染色质靠近核膜凝集成块,胞质溶解,线粒体数量明显减少,肿胀,突触致密区减少。强志方高剂量组:神经元细胞结构与正常组差异不大,核膜完整,染色质分布较均匀,主要为常染色质,突触间隙未见明显扩张,突触致密区丰富,线粒体未见明显变化,个别线粒体轻度肿胀,粗面内质网未见明显扩张。强志方低剂量组:神经元细胞核染色质靠近核膜凝集成块,突触间隙未见明显扩张,突触致密区稍薄,线粒体肿胀,粗面内质网未见明显扩张。氟西汀组:神经元细胞结构与正常组差异不大,核膜完整,染色质分布较均匀,主要为常染色质,突触间隙未见明显扩张,突触致密区丰富,线粒体未见明显变化,个别线粒体轻度肿胀、灶性空化,粗面内质网未见明显扩张。柴胡疏肝散组:神经元细胞核稍不规则、皱缩,染色质分布较均匀,主要为常染色质,突触间隙未见明显扩张,突触致密区较丰富,个别线粒体内嵴轻度扩张,粗面内质网未见明显扩张。
6.免疫荧光实验结果:统计学分析显示模型组与正常组NeuN表达有显著性差异(P<0.001),强志方高剂量组海马区NeuN表达量显著上升有显著性差异(P<0.001),氟西汀组、强志方低剂量组、柴胡疏肝散组与模型组NeuN表达量有显著性影响(P<0.001)各治疗组之间无显著性差异(P>0.05);模型组与正常组相较GFAP表达量少有显著性差异(P<0.001),强志方高剂量组与模型组相比较GFAP表达量差异最为显著(P<0.001),氟西汀组与模型组比较有显著性差异(P<0.001),与模型组相较,强志方低剂量组和柴胡疏肝散组出现显著性差异(P<0.001);模型组与正常组Tuj-1表达有显著性差异(P<0.001),强志方高剂量组海马区Tuj-1表达量显著上升有显著性差异(P<0.001),氟西汀组与模型组TuJ1表达量有显著性差异(P<0.05)、强志方低剂量组与模型组Tuj-1表达量有显著性差异(P<0.01),柴胡疏肝散组与模型组Tuj-1表达量未有显著性差异(P>0.05),各治疗组之间无显著性差异(P>0.05)。
结论:1.采用慢性温和应激法(CMS法)能够成功制备相对理想的抑郁症大鼠模型,造模后大鼠呈现出快感及对兴趣物缺失,对新环境探索能力下降,活动力减少这一系列行为学表征与临床抑郁症患者抑郁状态相吻合。强志方能增加慢性温和应激抑郁大鼠的体质量,能提高大鼠新环境的探索能力以及对兴趣物的反应。
2.强志方可改善CMS大鼠的抑郁样行为及海马区神经元病理性改变。
3.强志方具有神经保护作用,能减轻慢性温和应激引起大鼠海马神经元的萎缩和凋亡,使海马神经功能恢复并诱导神经重塑。
4.调节NeuN、GFAP和Tuj-1的表达可能是强志方促进慢性温和应激抑郁大鼠海马神经重塑的作用机制。
方法:健康雄性Wistar大鼠,SPF级,72只,130-150g。适养一周,据旷场、糖水基线期数据随机分成六组,即正常组(Control)、CMS抑郁模型组(CMS)、CMS+强志方高剂量治疗组(CMS+QZFQ)、CMS+强志方低剂量治疗组(CMS+QZFD)、CMS+柴胡疏肝散治疗组(CMS+CH)、CMS+氟西汀治疗组(CMS+FXT),每天定时灌胃给药。采用慢性温和应激法(CMS)复制抑郁大鼠模型;定期检测体质量,对大鼠快感缺失情况及探究行为予以SPT、OFT测定,统计各组大鼠抑郁情况;运用伊红染色法(HE染色)观察海马细胞形态变化情况,尼氏染色观察海马神经功能变化情况;运用末端转移酶标记技术(TUNEL法)检测大鼠海马神经元细胞凋亡情况;电镜观察海马组织超微结构;采用免疫荧光技术检测海马区神经元特异性核蛋白(neuron-specific nuclear protein,NeuN)、星形胶质细胞特异性胶质纤维酸性蛋白(glial fibrillary acidic protein,GFAP)、微管蛋白(Tuj-1)等神经可塑性标志蛋白表达情况。
所有数据均采用Graph Pad Prism7.0软件进行统计分析,用参数检验进行正态分布和方差齐性检验,组间比较应用单因素方差分析(One-Way ANOVA),P<0.05为差异有统计学意义。
结果:1.行为学检测结果:慢性温和应激大鼠模型造模后,与正常组大鼠比较,模型组大鼠体质量、糖水偏好度及旷场总路程明显减少(P<0.001);与模型组大鼠比较,造模予以强志方高剂量、强志方低剂量、柴胡疏肝散、氟西汀治疗的大鼠,体质量、糖水偏好度及旷场总路程均显著增加(P<0.01),各治疗组间未表现出显著性差异(P>0.05)。
2.HE染色结果:模型组相较于正常组大鼠海马DG区、CA1区和CA3区神经元细胞出现较明显的变化,DG区的变化从细胞层次排列数目上看,正常组DG区细胞层厚,排列紧密整齐。模型组细胞数量减少较明显,细胞间隙明显变大,细胞层变薄,排列无序。强志方组与正常组接近,其余组较正常组细胞排列略有松散。CA3区变化,正常组细胞层次清晰,细胞结构完整,神经元细胞排列整齐。与正常组比较,模型组神经元细胞数目减少,细胞轮廓模糊,细胞间隙变大,排列疏松紊乱。给药组介于二者之间,细胞排列存在不同程度的疏松紊乱,少量神经细胞变性。CA1区变化强志方高剂量组神经元与正常组近似,细胞结构完整,神经元细胞排列整齐,少量神经细胞核变性。模型组较正常组CA1区神经元细胞排列散乱,有较多神经细胞出现变性,核固缩深染,胞外空隙明显。其余给药组细胞结构较完整,神经元细胞排列尚可,少量神经细胞核出现变性。
3.尼氏染色结果:光镜下观察正常组大鼠海马DG区、CA1区CA3区神经元胞质内含有丰富的尼氏体,呈紫蓝色,神经元结构完整,细胞排列整齐,胞质及胞核染色均匀,形态正常;模型组较正常组海马DG区、CA1区和CA3区部分神经元细胞轮廓模糊,尼氏小体数目减少较多,细胞之间间隙增大,排列疏松不规则,胞间间隙变大整体颜色变浅;层次变稀,细胞质萎缩,细胞核消失,部分细胞出现空洞,细胞结构消失的趋势,海马的形态和结构发生明显变化。强志方高剂量组细胞排列均匀,轮廓清晰,尼氏小体丰富,胞质色深而均匀,与正常组最接近。其他几个用药组之间差异不大。
4.神经元凋亡检测结果:模型组的海马神经细胞凋亡值明显高于正常组(P<0.001),强志方高剂量组的海马神经细胞凋亡值与模型组比较有显著性差异(P<0.01),氟西汀组与模型组比较海马神经细胞凋亡有显著性差异(P<0.05),柴胡疏肝散组与强志方低剂量组海马神经细胞凋亡率较模型组低但无显著性差异(P>0.05)。
5.电子显微镜结果:给药5周后,电子显微镜下显示,正常组大鼠海马神经元胞体结构大小正常,细胞轮廓光滑清晰,核膜完整,核仁明显,染色质分布较均匀,主要为常染色质,线粒体结构完整数量多,粗面内质网形态正常。模型组神经元细胞出现明显损伤,细胞核染色质靠近核膜凝集成块,胞质溶解,线粒体数量明显减少,肿胀,突触致密区减少。强志方高剂量组:神经元细胞结构与正常组差异不大,核膜完整,染色质分布较均匀,主要为常染色质,突触间隙未见明显扩张,突触致密区丰富,线粒体未见明显变化,个别线粒体轻度肿胀,粗面内质网未见明显扩张。强志方低剂量组:神经元细胞核染色质靠近核膜凝集成块,突触间隙未见明显扩张,突触致密区稍薄,线粒体肿胀,粗面内质网未见明显扩张。氟西汀组:神经元细胞结构与正常组差异不大,核膜完整,染色质分布较均匀,主要为常染色质,突触间隙未见明显扩张,突触致密区丰富,线粒体未见明显变化,个别线粒体轻度肿胀、灶性空化,粗面内质网未见明显扩张。柴胡疏肝散组:神经元细胞核稍不规则、皱缩,染色质分布较均匀,主要为常染色质,突触间隙未见明显扩张,突触致密区较丰富,个别线粒体内嵴轻度扩张,粗面内质网未见明显扩张。
6.免疫荧光实验结果:统计学分析显示模型组与正常组NeuN表达有显著性差异(P<0.001),强志方高剂量组海马区NeuN表达量显著上升有显著性差异(P<0.001),氟西汀组、强志方低剂量组、柴胡疏肝散组与模型组NeuN表达量有显著性影响(P<0.001)各治疗组之间无显著性差异(P>0.05);模型组与正常组相较GFAP表达量少有显著性差异(P<0.001),强志方高剂量组与模型组相比较GFAP表达量差异最为显著(P<0.001),氟西汀组与模型组比较有显著性差异(P<0.001),与模型组相较,强志方低剂量组和柴胡疏肝散组出现显著性差异(P<0.001);模型组与正常组Tuj-1表达有显著性差异(P<0.001),强志方高剂量组海马区Tuj-1表达量显著上升有显著性差异(P<0.001),氟西汀组与模型组TuJ1表达量有显著性差异(P<0.05)、强志方低剂量组与模型组Tuj-1表达量有显著性差异(P<0.01),柴胡疏肝散组与模型组Tuj-1表达量未有显著性差异(P>0.05),各治疗组之间无显著性差异(P>0.05)。
结论:1.采用慢性温和应激法(CMS法)能够成功制备相对理想的抑郁症大鼠模型,造模后大鼠呈现出快感及对兴趣物缺失,对新环境探索能力下降,活动力减少这一系列行为学表征与临床抑郁症患者抑郁状态相吻合。强志方能增加慢性温和应激抑郁大鼠的体质量,能提高大鼠新环境的探索能力以及对兴趣物的反应。
2.强志方可改善CMS大鼠的抑郁样行为及海马区神经元病理性改变。
3.强志方具有神经保护作用,能减轻慢性温和应激引起大鼠海马神经元的萎缩和凋亡,使海马神经功能恢复并诱导神经重塑。
4.调节NeuN、GFAP和Tuj-1的表达可能是强志方促进慢性温和应激抑郁大鼠海马神经重塑的作用机制。