【摘要】：抑郁癥是一種基因與環(huán)境交互作用所致的系統(tǒng)性疾病,該疾病的病因復(fù)雜,而且有著很強的異質(zhì)性,因此,抑郁癥的發(fā)病機制尚不清楚。全球科學(xué)家分別從神經(jīng)環(huán)路、單胺遞質(zhì)、神經(jīng)發(fā)生、表觀遺傳等角度對其病理機制進行了深入探索,盡管在抑郁的治療方面也取得了長足的進步,然而,現(xiàn)有的抗抑郁藥物還有很大的改善空間。在開發(fā)快速、安全、有效的抗抑郁藥物之前,迫切需要弄清抑郁癥的分子機制。本研究中,我們以慢性溫和應(yīng)激的小鼠作為抑郁模型,研究小膠質(zhì)細胞的不同激活途徑在抑郁癥發(fā)生中的作用,并進一步探究其作用機制。首先,我們采用系統(tǒng)的行為學(xué)檢測,從慢性溫和應(yīng)激的小鼠中篩選出了應(yīng)激高敏感小鼠和應(yīng)激低敏感小鼠。并檢測了多個腦區(qū)中的神經(jīng)元、星形膠質(zhì)細胞和小膠質(zhì)細胞的形態(tài)學(xué)變化。我們發(fā)現(xiàn)在應(yīng)激易感型小鼠的海馬中,小膠質(zhì)細胞表現(xiàn)出明顯的激活特征,而且海馬中小膠質(zhì)細胞的激活與抑郁癥狀呈正相關(guān)。這一結(jié)果表明小膠質(zhì)細胞參與了抑郁癥的調(diào)節(jié)。我們進一步確定了海馬的CA1和DG這兩個亞區(qū)的小膠質(zhì)細胞在應(yīng)激易感的小鼠中表現(xiàn)出顯著的激活狀態(tài)。結(jié)合qPCR、ELISA和免疫組織化學(xué)染色等技術(shù),我們揭示了應(yīng)激易感性與海馬區(qū)的小膠質(zhì)細胞的M1型激活呈正相關(guān),與小膠質(zhì)細胞的M2型激活呈負相關(guān)。IL-4是誘導(dǎo)M2型小膠質(zhì)細胞的最主要的細胞因子之一,我們的研究結(jié)果表明IL-4的表達水平在應(yīng)激易感型的小鼠的海馬中顯著減少,但在應(yīng)激抵抗型的小鼠海馬中顯著增加。通過相關(guān)性分析后,我們發(fā)現(xiàn)應(yīng)激的易感性與海馬區(qū)IL-4信號的減弱有關(guān)。為了證實這一發(fā)現(xiàn),我們建立了Cre/LoxP系統(tǒng),成功在海馬區(qū)特異性敲低小膠質(zhì)細胞的IL-4受體,并證明下調(diào)海馬區(qū)小膠質(zhì)細胞的IL-4受體能夠加重應(yīng)激小鼠海馬區(qū)的炎癥反應(yīng),同時能夠增加小鼠對應(yīng)激的易感性。這些發(fā)現(xiàn)揭示了海馬區(qū)的IL-4在抑制M1型小膠質(zhì)細胞及調(diào)節(jié)應(yīng)激易感性中發(fā)揮了重要作用。其次,我們構(gòu)建了AAV-IL-4腺相關(guān)病毒載體,采用腦立體定位注射將AAV-IL-4注射到抑郁小鼠的雙側(cè)海馬,檢測結(jié)果表明AAV-IL-4在小鼠的海馬區(qū)能夠穩(wěn)定表達,同時能夠改善小鼠的抑郁樣行為。我們進一步從分子、細胞及組織學(xué)上揭示了海馬區(qū)的IL-4能夠誘導(dǎo)小膠質(zhì)細胞向M2a表型激活,這種小膠質(zhì)細胞能夠抑制M1型小膠質(zhì)細胞的活化。如果用Cre/LoxP系統(tǒng)特異性敲低海馬區(qū)小膠質(zhì)細胞的IL-4受體,會減少了IL-4誘導(dǎo)的M2a小膠質(zhì)細胞數(shù)量,同時阻斷對M1小膠質(zhì)細胞的抑制作用,最終阻斷了IL-4的抗抑郁效果。這些結(jié)果表明了IL-4的抗抑郁效果依賴于海馬區(qū)的M2a型小膠質(zhì)細胞。然后,我們進一步探索了IL-4誘導(dǎo)的M2a型小膠質(zhì)細胞的抗抑郁機制,通過免疫組織化學(xué)染色,我們發(fā)現(xiàn)抑郁小鼠的海馬神經(jīng)發(fā)生顯著減少,同時伴隨著海馬的萎縮。相關(guān)性分析結(jié)果表明,抑郁樣行為與海馬神經(jīng)發(fā)生的減少緊密相關(guān)。在抑郁小鼠的海馬中上調(diào)IL-4的水平能夠增加增殖的神經(jīng)前體細胞數(shù)量,同時能夠促進神經(jīng)前體細胞的分化、存活和成熟,最終修復(fù)了應(yīng)激導(dǎo)致的海馬萎縮。若采用替莫唑氨抑制海馬的神經(jīng)發(fā)生,IL-4的抗抑郁效果會被抑制,表明IL-4的抗抑郁作用是通過促進海馬的神經(jīng)發(fā)生。若敲低海馬區(qū)小膠質(zhì)細胞的IL-4受體,能夠阻斷IL-4的促神經(jīng)發(fā)生作用,表明IL-4的促神經(jīng)發(fā)生作用依賴于小膠質(zhì)細胞。為了進一步證實這一發(fā)現(xiàn),我們從小鼠的海馬中分離出小膠質(zhì)細胞和神經(jīng)干細胞做體外研究,采用transwell和條件培養(yǎng)研究小膠質(zhì)細胞激活途徑與神經(jīng)干細胞的相互關(guān)系,研究結(jié)果表明,從抑郁模型小鼠的海馬中分離出的小膠質(zhì)細胞能夠抑制神經(jīng)干細胞增殖、分化和遷移,然而,從AAV-IL-4注射的抑郁小鼠的海馬中分離出的小膠質(zhì)細胞能促進神經(jīng)干細胞的增殖、分化和遷移,并且小膠質(zhì)細胞主要是通過非接觸依賴的方式來影響神經(jīng)干細胞。我們在原代培養(yǎng)的細胞實驗中進一步證明了IFN-γ誘導(dǎo)的M1型小膠質(zhì)細胞會抑制神經(jīng)干細胞的增殖、分化和遷移,而IL-4誘導(dǎo)的M2a型小膠質(zhì)細胞能促進神經(jīng)干細胞的增殖分化和遷移。這些結(jié)果表明IL-4的抗抑郁作用主要通過誘導(dǎo)M2a型的小膠質(zhì)細胞來促進神經(jīng)發(fā)生,從而改善抑郁樣行為。最后,我們探究了M2a型小膠質(zhì)細胞的促神經(jīng)發(fā)生機制。在體內(nèi)實驗中,我們發(fā)現(xiàn),抑郁小鼠的海馬中BDNF水平顯著降低,借助腺相關(guān)病毒上調(diào)IL-4的表達能夠顯著增加海馬中BDNF的表達。通過免疫組織化學(xué)染色,我們發(fā)現(xiàn)IL-4介導(dǎo)的BDNF主要表達在M2a型的小膠質(zhì)細胞上。敲低海馬區(qū)小膠質(zhì)細胞IL-4受體能夠減少BDNF陽性的小膠質(zhì)細胞數(shù)量。相關(guān)性分析結(jié)果表明BDNF陽性的小膠質(zhì)細胞數(shù)量與神經(jīng)發(fā)生呈正相關(guān)。這些結(jié)果表明了IL-4通過誘導(dǎo)M2a的小膠質(zhì)細胞來促進BDNF的分泌,從而起到促神經(jīng)發(fā)生和抗抑郁作用的。我們采用體外實驗驗證了M2a型小膠質(zhì)細胞分泌的BDNF在促進神經(jīng)干細胞增殖、分化、存活和遷移中的作用。我們用BDNF的中和抗體或BDNF的受體拮抗劑阻斷BDNF信號,發(fā)現(xiàn)M2a小膠質(zhì)細胞的促神經(jīng)發(fā)生作用能夠被有效阻斷。揭示了IL-4誘導(dǎo)的M2a型小膠質(zhì)細胞促進神經(jīng)發(fā)生是依賴于BDNF。綜上所述,海馬區(qū)M1型的小膠質(zhì)細胞激活在抑郁癥的發(fā)生和發(fā)展過程中起了很重要的作用,它通過增加分泌炎癥介質(zhì),損傷海馬的神經(jīng)發(fā)生,導(dǎo)致海馬功能異常,從而啟動或加重了抑郁癥的生理病理;而IL-4誘導(dǎo)的M2a型的小膠質(zhì)細胞能夠保護大腦免受應(yīng)激的損傷,這種保護機制包括兩個部分:一方面,M2a型的小膠質(zhì)細胞分泌抗炎介質(zhì),抑制小膠質(zhì)細胞在應(yīng)激時向M1型極化,減少了促炎性細胞因子的增加;另一方面,M2a型的小膠質(zhì)細胞增加神經(jīng)營養(yǎng)因子的分泌,促進海馬的神經(jīng)發(fā)生和組織重構(gòu),其中BDNF在這個過程中起到關(guān)鍵性的作用。
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：R749.4;TN911.7
【圖文】：

1.1 小膠質(zhì)細胞介導(dǎo)的神經(jīng)炎癥與抑郁癥1.1.1 抑郁癥與炎癥抑郁癥一種情感障礙性疾病，以顯著而持久的心境低落為主要特征。臨床癥狀主要表現(xiàn)為：睡眠障礙、情緒低落、快感缺失、認知損傷，嚴重患者會產(chǎn)生自殺企圖或行為,甚至發(fā)生精神木僵；部分患者會表現(xiàn)出明顯的焦慮和極端行為的癥狀；重度患者會出現(xiàn)幻覺、妄想等精神病性癥狀。隨著社會競爭的日趨激烈，以及來自學(xué)習(xí)和工作或家庭的持續(xù)不斷的壓力，抑郁癥的發(fā)病率呈逐年增加趨勢，且發(fā)病年齡日漸年輕化。目前，抑郁癥已經(jīng)躋身為世界第四大疾病，初步估計，到2020年抑郁癥可能成為第二大疾病[1]。抑郁癥給患者及其家屬造成了巨大的痛苦，也給社會帶來沉重的經(jīng)濟負擔(dān)。重度抑郁癥已經(jīng)被認為是一個嚴重的公共衛(wèi)生問題，據(jù)統(tǒng)計，抑郁癥影響著全球大約 3 億 5 千萬人[2]。此外，每年大約有 百萬人因此而自殺，這意味著每天約有 3000 人死于抑郁癥。

第一章 緒論胞身上，這些細胞分別是小膠質(zhì)細胞，星形膠質(zhì)細胞和肥大細胞[13]。肥大細胞是大腦內(nèi)的原駐細胞，能通過釋放促炎癥因子來招募和激活其他免疫細胞[14]。星形膠質(zhì)細胞通過產(chǎn)生促炎和抗炎細胞因子，補體，趨化因子來參與大腦內(nèi)的免疫應(yīng)答[12]。盡管有各種各樣的細胞參與大腦內(nèi)炎癥的產(chǎn)生，但小膠質(zhì)細胞是大腦內(nèi)神經(jīng)炎癥的主要調(diào)節(jié)者和釋放者，因此研究小膠質(zhì)細胞與神經(jīng)炎癥的關(guān)系是目前研究的熱點[15]。

電子科技大學(xué)博士學(xué)位論文質(zhì)細胞細胞向 M2（特別是 M2a）表型轉(zhuǎn)化[20]。M2a 小膠質(zhì)細胞表達精氨酸酶-1（Arg-1），Ym1，CD36，CD163 和 CD206，抑制 M1 小膠質(zhì)細胞細胞介導(dǎo)的炎癥[21]。雖然有研究指出三種不同的 M2 小膠質(zhì)細胞細胞表型（M2a，M2b 和 M2c），但這些 M2 表型的小膠質(zhì)細胞表現(xiàn)出一系列可塑的功能狀態(tài)，而不是一組離散的活化狀態(tài)[22]。

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2 范沖竹;;暗小膠質(zhì)細胞:一種主要與病理狀態(tài)相關(guān)的新表型[J];中國病理生理雜志;2016年07期

3 梁菲;;運動介導(dǎo)小膠質(zhì)細胞調(diào)控阿爾茨海默病的分子機制[J];當(dāng)代體育科技;2014年29期

4 張思磊;王雄偉;;小膠質(zhì)細胞/腦巨噬細胞與膠質(zhì)瘤研究進展[J];海南醫(yī)學(xué);2015年20期

5 姜文敏;唐羅生;賀達仁;;小膠質(zhì)細胞在糖尿病視網(wǎng)膜病變發(fā)病機制中的作用[J];醫(yī)學(xué)與哲學(xué)(臨床決策論壇版);2011年10期

6 馬怡然;郭大文;孫偉;方文剛;;小膠質(zhì)細胞的活化對其Aβ吞噬能力的影響[J];解剖科學(xué)進展;2010年01期

7 黃秀艷;曾耀英;張彩;朱斌;;人小膠質(zhì)細胞的分離、純化、特異分子表達與吞噬功能研究[J];中國病理生理雜志;2008年05期

8 熊懷林,范光碧,胡興宇;小膠質(zhì)細胞在腦缺血中的作用[J];四川解剖學(xué)雜志;2005年02期

9 劉鋒,朱長庚;小膠質(zhì)細胞激活的分子機制[J];解剖科學(xué)進展;2003年02期

10 楊逢春;顯示小膠質(zhì)細胞方法的改進[J];解剖學(xué)研究;2002年02期

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5 李捷;劉勇;張蓬勃;肖新莉;呂海俠;李敏杰;康前雁;鄧美英;;大鼠局灶性腦缺血后小膠質(zhì)細胞的來源[A];解剖學(xué)雜志——中國解剖學(xué)會2002年年會文摘匯編[C];2002年

6 楊陽;廖萬清;郭秀軍;林敏;王志東;徐紅;陳孫孝;溫海;;新生隱球菌對鼠小膠質(zhì)細胞細胞骨架蛋白質(zhì)組的影響[A];第二屆全國深部真菌感染學(xué)術(shù)會議論文集[C];2007年

7 姚瑤;Stefania Echeverry;Xiang Qun Shi;Qiu Zi Yang;傅開元;Yves De Koninck;Ji Zhang;;脊髓小膠質(zhì)細胞去除后的動態(tài)變化[A];中華醫(yī)學(xué)會疼痛學(xué)分會第十二屆學(xué)術(shù)年會論文集[C];2016年

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