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目的慢性前列腺炎/慢性盆腔疼痛综合征(CP/CPPS)是一种常见的泌尿生殖系统疾病。CP/CPPS最常见的临床表现为长期的慢性盆腔疼痛,伴或不伴有排尿症状。除此之外,很多CP/CPPS患者还表现出抑郁、焦虑、记忆能力下降等神经精神症状。多个临床研究也证实CP/CPPS可引起患者出现情绪异常和学习记忆损害,但其背后的机制仍不清楚。近年来,越来越多的研究表明肠道菌群失调、胶质细胞激活与情绪异常密切相关,同时神经突触结构的可塑性改变在学习记忆中起着重要作用。因此,本研究拟建立实验性自身免疫性前列腺炎(EAP)?小鼠模型,探讨肠道菌群在EAP诱导的抑郁行为中的作用。同时,进一步研究EAP对小鼠情绪行为和学习记忆影响的神经机制。方法雄性NOD小鼠两次皮下两次注射前列腺抗原和免疫佐剂。通过旷场试验(OFT)、糖水偏好实验(SPT)、高架十字迷宫实验(EPM)、强迫游泳试验(FST)和悬尾试验(TST)评估小鼠的情绪行为。利用Morris水迷宫(MWM)和新奇物识别实验(NORT)检测小鼠的学习记忆能力。收集小鼠粪便样本进行16S r RNA测序,比较对照组和EAP组小鼠肠道菌群组成的差异。并将该两组小鼠的粪便移植到抗生素处理的假无菌小鼠体内,观察其对受体小鼠的情绪行为和肠道菌群组成的影响。运用免疫荧光、蛋白印迹和透射电镜等方法检测对照组和EAP组小鼠海马小胶质细胞和星型胶质细胞的形态与功能。进一步利用RT-PCR检测TNF-α、IL-1β等促炎因子水平以及五羟色胺(5-HT)的转运体SLC6A4和合成限速酶IDO的含量,并用ELISA法测定血清5-HT浓度。同时,采用氢质子磁共振波谱(1H-MRS)测定海马谷氨酸水平。此外,利用高尔基染色分析小鼠海马锥体神经元树突复杂性和树突棘密度。通过透射电镜观察突触的超微结构。并运用免疫荧光分析小胶质细胞的活化状态及其与突触之间的关系。结果1、(1)EAP模型的建立:(1)小鼠体重:对照组和EAP组小鼠体重无明显差异。(2)前列腺HE染色:对照组前列腺无明显炎症,EAP组炎症细胞浸润明显。(3)前列腺炎病理评分:EAP组平均炎症评分较对照组明显增高(P<0.001)。(4)盆腔疼痛测量:EAP组小鼠对盆腔刺激的响应频率变化百分比显著增加。(2)情绪相关行为学:(1)OFT:EAP组的中央区距离(P<0.05)、中央区时间(P<0.05)和站立次数(P<0.05)均较对照组明显减少。(2)SPT:EAP组糖水偏好百分比明显下降(P<0.05)。(3)EPM:EAP小鼠的开臂时间(P<0.05)、开臂时间百分比(P<0.05)和进入开臂次数均显著减少(P<0.01)。(4)FST和TST:EAP小鼠的不动时间明显延长(P<0.05)。(3)对照组和EAP组肠道菌群组成分析:(1)α-多样性:EAP组Chao 1指数(P<0.05)、Shannon指数(P<0.01)、Simpson指数(P<0.01)和PD whole tree指数(P<0.05)均增加。(2)β-多样性:NMDS和PCA分析显示EAP组的β-多样性与对照组明显不同。(3)门、纲、目、科、属、种六个层面上两组小鼠多个肠道菌群的相对丰度不同。(4)粪便移植后受体小鼠行为学:(1)抗生素处理的受体小鼠较未处理组小鼠在FST(P<0.01)和TST(P<0.05)中的不动时间更长,且OFT中的中央区时间(P<0.05)和站立次数(P<0.01)减少。(2)接受对照组小鼠粪便移植对受体小鼠的抑郁行为具有改善作用,接受EAP组小鼠粪便移植则加重抑郁表现。(5)粪便移植后受体小鼠肠道菌群组成分析:(1)接受对照小鼠粪便移植和接受EAP小鼠粪便移植的受体小鼠在α-多样性和β-多样性上存在明显差异。(2)不同组小鼠肠道菌群在门、纲、目等六个层面上共有24种细菌丰度发生变化。2、(1)海马胶质细胞形态与功能:(1)免疫荧光:EAP组海马Iba1标记的小胶质细胞激活增多(P<0.05),GFAP标记的星形胶质细胞阳性染色面积增加(P<0.05)。(2)蛋白印迹:EAP组Iba1(P<0.05)和GFAP(P<0.01)的蛋白水平明显增高。(3)透射电镜:EAP组海马小胶质细胞的胞质中溶酶体明显增多、变大,星形胶质细胞的胞质中细胞器数量增多。(2)促炎因子检测:EAP组海马TNF-α(P<0.01)、IL-1β(P<0.05)、IL-6(P<0.01)、IL-8(P<0.05)的m RNA表达水平显著高于对照组。(3)神经递质系统变化:(1)5-HT能系统:EAP小鼠海马中SLC6A4(P<0.05)和IDO(P<0.05)的m RNA表达增高,血清5-HT浓度降低(P<0.05)。EAP小鼠血清5-HT浓度与OFT中的中央区时间(r=+0.692;P=0.027)和EPM中的开臂时间(r=+0.657;P=0.039)呈正相关,与FST(r=-0.733;P=0.016)和TST(r=-0.755;P=0.012)中的不动时间呈负相关。(2)谷氨酸能系统:1H-MRS显示EAP小鼠海马谷氨酸+谷氨酰胺(Glx)/总肌酸(t Cr)比率显著降低(P<0.05)。3、(1)记忆相关行为学:(1)MWM:定向航行试验中,EAP小鼠在第4、5两天的逃避潜伏期显著缩短(P<0.05)。空间探索试验中,EAP组的目标象限时间(P<0.01)和穿越平台次数(P<0.05)明显减少。(2)NORT:EAP组的识别指数显著降低(P<0.01)。(2)Sholl分析海马神经元树突复杂性:EAP组树突分支与同心环的交点数(60-90μm处P<0.05)、树突的分支数(P<0.05)和总长度(P<0.01)明显降低。(3)树突棘密度及突触蛋白分析:EAP组中尖部(P<0.05)和根部(P<0.01)树突的树突棘密度显著降低,突触相关蛋白SYN(P<0.01)和PSD95(P<0.05)表达减少。(4)突触超微结构体视学分析:EAP海马CA1区突触后致密物厚度降低(P<0.01)、突触间隙增宽(P<0.001)、突触曲率降低(P<0.01)。(5)小胶质细胞活化状态分析:(1)EAP组海马中部分(P<0.05)和完全(P<0.05)变形虫样小胶质细胞的数量显著增加。(2)EAP组海马小胶质细胞表面标记物CD11b蛋白含量显著增加(P<0.05)。(6)小胶质细胞与突触关系:(1)EAP组中与小胶质细胞相接触的神经元比例增大(P<0.05)。(2)EAP组小胶质细胞与突触之间联系增加(P<0.001)。结论1、EAP中肠道菌群失调有助于诱导小鼠出现抑郁样行为。2、EAP引起的小鼠情绪改变可能与海马胶质细胞活化及其介导的5-HT和谷氨酸递质系统异常有关。3、EAP引起小鼠学习记忆能力下降和神经突触结构可塑性改变,并伴有小胶质细胞和突触的联系增加。