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背景:抑郁症是一类严重危害人类心身健康的常见精神疾病,据2017年世界卫生组织统计,抑郁症已经成为全球致残率最高的疾病之一,目前全球约3.5亿人患有抑郁症。内源性阿片肽是哺乳动物脑中天然生成的具有阿片样活性的物质,经典的前体物质包括前阿黑皮素(proopiomelanocortin,POMC),前脑啡肽原(proenkephalin,PENK)和前强啡肽原(prodynorphin,PDYN),这些前体蛋白生成之后经一系列剪切衍生为几种短肽发挥其生物学效应。中枢神经系统内主要的阿片受体亚型包括:μ(MOR)、δ(DOR)和κ(KOR)。已有较多研究报道内源性阿片肽与抑郁症关系密切。目前多数研究主要集中在脑内和情绪密切相关的脑区,如杏仁核、伏隔核及海马内脑啡肽/强啡肽及DOR/KOR受体的变化与作用。对大脑高级中枢——额叶皮层的研究却少有报道。此外,对于阿片肽另一个主要受体MOR的研究目前存在着一些矛盾的实验结果,即MOR激动剂与MOR基因敲除动物都表现出减轻的抑郁样行为,这提示MOR在抑郁症中的作用仍需要实验进一步明确。为了阐明这两个问题,我们首选观察了前脑啡肽/前强啡肽及3个主要阿片肽受体在不可预见性慢性应激(unpredictable chronic mild stress,UCMS)大鼠模型(应激3周和6周)额叶中的变化。在确认存在变化之后,我们与荷兰人脑库联系获得抑郁症患者与病情最为密切的额叶两个亚脑区前扣带皮层(Anterior cingulate cortex,ACC)和背外侧前额叶皮层(Dorsal Lateral Prefrontal Cortex,DLPFC)的样本,同样检测上述阿片肽指标。为明确MOR在抑郁样行为相对早期阶段的作用,我们应用MOR激动剂Methadone/拮抗剂Naloxone干预UCMS模型(应激3周)形成过程,观察动物抑郁样行为和下丘脑-垂体-肾上腺轴(Hypothalamic-pituitary-adrenal,HPA轴)始动基因促肾上腺皮质激素释放激素(Corticotropin-Releasing Hormone,CRH)和血管加压素(Arginine Vasopressin,AVP)的变化。方法:1.动物模型制备:选择体重250-320g雄性Wistar大鼠40只。建立UCMS模型,每只动物单笼饲养,将5个日相、6个夜相和2个全天刺激随机安排到一周内,连续刺激3/6周,每周各种刺激顺序随机重新组合。对照组每6只大鼠合笼饲养,整个实验过程中不接受任何刺激。2.抑郁样行为及额叶内qPCR的检测:动物分为3周和6周两个时间点,每个时间点设有各自的对照组。于每周刺激结束的次日进行行为学检测(体重、糖水偏爱实验、高架十字迷宫),行为检测后的次日分离各组动物额叶皮层,-80℃保存,qPCR法检测前脑啡肽(proenkaphin,PENK)/前强啡肽(prodynorphine,PDYN)及MOR、DOR和KOR受体的表达。3.抑郁症病人的选择及额叶ACC与DLPFC亚脑区qPCR检测:选取12个抑郁症病人(双向情感障碍抑郁病人7人,重型抑郁障碍病人5人)的ACC亚脑区及12个条件匹配的对照病人;14个抑郁症病人(双向情感障碍抑郁病人9人,重型抑郁障碍病人5人)的DLPFC亚脑区及14个条件匹配的对照病人。所有组织均-80℃保存,同上qPCR法检测阿片肽相关指标。4.MOR激动剂Methadone/拮抗剂Naloxone对UCMS3周动物行为学与脑内CRH/AVP的影响:40只动物随机分为对照组,UCMS组和UCMS+给药组。UCMS模型制备同前,药物干预组动物Methadone(0.5mg/kg)/Naloxone(2.5 mg/kg)日一次,皮下注射,连续3周。同前进行行为学检测和样本的分离与保存,qPCR法检测前额叶皮层、纹状体、海马及下丘脑内MOR和下丘脑内CRH/AVP的表达。结果:1.UCMS3周和6周大鼠行为学和qPCR结果:与对照组相比,3周和6周UCMS组大鼠每周的行为学检测表现出逐渐加重的抑郁样行为,动物体重、糖水摄取量,和高架十字迷宫开臂内的停留时间均明显低于对照组(P<0.01)。UCMS3周大鼠额叶内qRCR检测结果显示;与对照组相比,MOR在额叶皮层明显升高(P<0.01),而PENK、PDYN、DOR、KOR则均无显著变化(P>0.05)。与3周不同,UCMS6周大鼠额叶内qRCR检测结果显示MOR受体非但没有增高,反而较对照组明显降低(P<0.01)。此外,PENK和PDYN分别表现出显著降低和显著增高(P<0.001)的变化趋势,而DOR,KOR则无明显变化。2.抑郁症病人额叶ACC和DLPFC的qPCR检测:与对照病人相比,抑郁症病人ACC内仅MOR mRNA明显降低,为对照组的74%(P<0.01),而其他指标无明显差异。其中,重型抑郁障碍病人MOR和KOR表达均降低,MOR表达较对照病人降低约30%(P<0.01),KOR较对照病人降低约40%(P<0.01);双向情感障碍抑郁病人所检测指标均无显著差异。DLPFC内则未发现任何与对照病人具有显著差异的变化(P>0.05)。MOR和KOR mRNA的表达与病人信息(年龄,死亡后解剖时间、脑固定时间、脑重)的相关性检测未发现任何显著性相关。3.Methadone/Naloxone对3周UCMS大鼠行为和下丘脑CRH/AVP表达的影响:我们首先观察到UCMS 3周大鼠除额叶外,海马、纹状体和下丘脑亦出现MOR表达的显著上调(P<0.01)。行为学检测显示Methadone和Naloxone均不同程度改善了动物的抑郁样行为,动物体重、糖水摄取量和高架十字迷宫开臂内探索时间,在部分时间点显著高于UCMS组(P<0.01),而强迫游泳实验静止不动时间则低于UCMS组(P<0.001)。qPCR实验显示:与对照组相比,UCMS 3周组下丘脑内CRH和AVP的表达呈增加趋势,但无显著变化(P>0.05);与UCMS组相比,Methadone增加大鼠下丘脑内CRH和AVP的表达,CRH较UCMS组增加62%(P<0.05),AVP较UCMS组增加21%(P﹥0.05)。Naloxone则降低大鼠下丘脑内CRH和AVP的表达,CRH较UCMS组降低46%(P﹥0.05),AVP较UCMS组降低80%(P﹤0.01)。结论:1.慢性应激3周和6周动物额叶内阿片肽MOR表达先升后降,及6周PENK表达显著降低和PDNY表达显著增加的变化,提示额叶作为重要的脑区介入了阿片肽相关的抑郁症发病机制。2.抑郁症病人实验中,重型抑郁障碍病人额叶亚脑区ACC内MOR表达的显著降低与动物实验6周结果一致,提示ACC是MOR介导的额叶内阿片肽相关的抑郁症发病机制的重要切入点,以ACC为靶脑区的研究将有助于揭示MOR在抑郁症中的作用机制。3.MOR在慢性应激3周和6周先升后降的变化,提示MOR在抑郁症疾病进程的早、晚期各有其临床意义。MOR在疾病不同阶段存在表达上的变化很可能是目前MOR作用不确定的原因。4.MOR受体拮抗剂Naloxone对慢性应激3周动物抑郁样行为的改善和下丘脑AVP表达的降低,提示MOR拮抗剂在慢性应激早期阶段可能具有改善病情的作用。MOR激动剂Methadone亦呈现改善动物抑郁样行为的作用,但却增加下丘脑内CRH的表达,这种脑内与行为的不一致尚需进一步实验阐明其背后机制。