本研究拟建立慢性不可预见性温和刺激(CUMS)、脊髓横断损伤(SCI)后抑郁两种不同继发类型的抑郁症大鼠模型,通过PET技术研究抑郁症大鼠的脑功能特点,确定各模型动物发病的特异性脑区,用于指导下一步的研究。建立的动物模型还可用于进一步的病理、药理和其它相关研究。本文将就这一研究的部分进展和结果予以报道和讨论。脊髓损伤(spinal cord injury SCI)后抑郁症模型至今未见报道。究其原因,可能是与该模型对手术操作的要求较高、动物术后死亡率高、护理困难(我们的实验也证明了这一点)、症状评困难等因素有关。然而,在抑郁症发病机理的研究中,脊髓损伤这一重要的致病因素不容忽视。流行病学调查发现:脊髓损伤的患者中有95%-97%的人在一年之内罹患抑郁症,其中20%患者达到严重抑郁水平,自杀率是正常对照组的5倍。几乎所有脊髓损伤患者在伤后均有严重的心理障碍,出现压抑或忧郁,焦虑,烦躁,自卑甚至发生精神分裂症等临床表现。脊髓损伤所必然带来的抑郁情绪严重影响了患者的康复和生活质量,甚至导致自杀。是临床亟需解决的难题之一。抑郁症与脊髓损伤的高度相关性提醒我们,制作脊髓损伤后抑郁症动物模型不仅是必要的,而且是可行的。经过反复实践,我们采用高位(在第九第十胸椎之间)全横断脊髓加术后孤养的方式成功制作了脊髓损伤后抑郁症大鼠模型。该模型在经典行为学测试如蔗糖水偏好实验、自发活动实验(又叫敞箱实验)、强迫游泳实验中均表现出稳定的抑郁症状。具有良好的表面效度。对于其结构效度和预测效度的验证将在我接下来的工作中展开。造模结束时,我们筛选出了术后抑郁大鼠,标记为c,以及对照组正常大鼠,标记为d,进行PET扫描研究,得到了SCI后抑郁症大鼠脑FDG (氟18脱氧葡萄糖)代谢差异图。确定大脑皮层前额叶皮质、扣带回、嗅球、梨形皮质、中脑下丘、胼胝体压部后区等为特异性改变脑区。慢性不可预见性温和刺激模型( chronic unpredictable mild stress, CUMS)是目前国际上广泛应用和认可的抑郁症模型之一,其表面效度、结构效度、预测效度已经得到确切验证。具有操作简单,效果确切,成功率高等优点。本实验室成功复制了这一经典抑郁症模型,对其表面效度的检验取得了令人满意的结果。获得了三组大鼠:1,刺激后抑郁大鼠,标记为CUMS;2,刺激后不抑郁大鼠,标记为ND;3,未刺激、无抑郁症状的对照组大鼠,标记为CON。在行为学测试中,ND组大鼠表现出与CUMS组大鼠的明显不同,而与CON大鼠区别较小。这个现象提示我们,同样经过刺激后,抑郁大鼠和不抑郁大鼠之间的差别可能来源于其自身生物学素质的不同。CUMS大鼠模型的脑部PET研究显示,脑的广泛部位发生了FDG代谢的变化。如果在前囟后4毫米处做一冠状切,人为地将鼠脑分为前后两个部分,那么,抑郁大鼠代谢升高的脑区多分散分布在前半部分,分别为前额叶皮质、躯体感觉皮质、第二皮质运动区、丘脑和下丘脑内的一些神经核团、边缘系统的海马、脑岛、扣带回以及纹状体。而同样经过刺激却没有出现抑郁的大鼠则表现为这些部位的功能降低。代谢增高的脑区不仅限于大脑皮层或深部核团等神经元胞体聚集的部位,还包括内囊和胼胝体等神经纤维集中的部位。这一结果与对人类抑郁症患者进行的fMRI研究结果大体相符而更加丰富。代谢降低的脑区主要分布在此冠状切面的后半部分,他们包括部分枕叶、颞叶皮质、部分海马、中脑下丘以及小脑前叶等部位。与前面代谢升高脑区散在分布不同的是,代谢降低的脑区彼此连结成片,明显包含了这些脑区内大量的神经纤维。刺激后抑郁大鼠表现为这些脑区代谢降低,而不抑郁大鼠(包括刺激后的和没有经过刺激的对照组大鼠)的这些脑区功能正常(既不升高,也不降低)。提示我们,大脑后侧区域功能的正常对于大鼠情感的稳定非常重要。抑郁大鼠表现为整个大脑糖代谢总体上呈前高后低现象。以上发生了代谢改变的脑区空间分布的特点除了前后不同之外,左右大致对称。只有少数部位,如尾壳核、腹侧苍白球、第二躯体感觉皮质、屏状核等部位右半球比左半球更高。在SCI后抑郁大鼠身上发现了类似现象,抑郁大鼠表现为前半部分脑区代谢升高,后半部分脑区代谢降低。所不同的是,SCI后抑郁大鼠发生了代谢改变的脑区远没有CUMS抑郁大鼠那么广泛。这一结果提示我们,不同继发类型的抑郁症大鼠脑功能改变既有共同点,又有各自的特点。因此,不同的刺激在脑中引起的反应部位有所区别。而抑郁症的发生不仅是大脑单个部位的结构或者功能的异常,而与多个脑区的异常相互作用有关。在PET结果的指导下,我们选取CUMS模型大鼠最有代表性的抑郁症相关脑区进行活体微透析,采集正常、刺激后抑郁、以及刺激后不抑郁共三组大鼠的脑组织液进行质谱分析,力图找到三组大鼠的差异蛋白。这些脑区是:A(-3,4,-3)海马CA3区;B(3,6,2)右侧纹状体;C(4,5,-9)右侧嗅内侧皮质;D(2,5,-11)小脑小叶。同时对上述两个大鼠模型分别进行了标准化程序的取材。得到各组大鼠的血清、各脑区脑组织(包括大脑皮层、海马、纹状体、梨状皮质和杏仁核、脑干、隔区、丘脑、下丘脑、小脑、嗅球等)。为下一步分别对这些标本进行系统的蛋白质组学和肽组学研究奠定了基础。