產(chǎn)后雌激素撤退對情感行為與海馬神經(jīng)再生的影響及其機(jī)制探討
本文選題:產(chǎn)后抑郁癥 + 激素模擬的孕期; 參考:《南京醫(yī)科大學(xué)》2017年博士論文
【摘要】:女性在體內(nèi)激素水平劇烈變化時期,容易表現(xiàn)出明顯的抑郁癥狀。產(chǎn)后抑郁癥(postpartum depression,PPD)是一種嚴(yán)重的身體病理狀態(tài),多出現(xiàn)在產(chǎn)后前4周內(nèi),大約影響10%-20%的母親。雌激素(estrogen,E2)和孕激素(progesterone,P4)在孕期時的水平,比正常月經(jīng)周期分別增加100倍和10倍。在分娩過程中,當(dāng)胎盤排出體外后,E2和P4的水平迅速降低,在產(chǎn)后很長一段時間內(nèi)維持在較低水平。PPD的發(fā)生可能與這段時期性腺激素水平的劇烈變化有關(guān)。研究表明,對PPD患者行E2治療可減輕抑郁癥狀,對嚙齒類動物在產(chǎn)后行高水平E2治療可預(yù)防抑郁樣行為。這些研究結(jié)果提示產(chǎn)后E2水平的降低在PPD的發(fā)病中發(fā)揮著一定作用。然而,E2撤退導(dǎo)致PPD的神經(jīng)生物學(xué)機(jī)制尚未被闡明。海馬在抑郁疾患的病因?qū)W中發(fā)揮著重要作用。成年哺乳動物海馬齒狀回(dentate gyrus,DG)亞顆粒區(qū)(subgranular zone,SGZ)的神經(jīng)干細(xì)胞能分化成神經(jīng)細(xì)胞,即神經(jīng)再生過程。研究表明哺乳類動物在整個成年期,大腦海馬DG區(qū)不斷地產(chǎn)生新生神經(jīng)元,并且與成熟顆粒細(xì)胞的死亡形成一定比率。海馬DG區(qū)的新生神經(jīng)細(xì)胞與成熟的顆粒細(xì)胞具有相同的形態(tài)和功能特征,能與海馬CA3區(qū)的神經(jīng)元和內(nèi)嗅皮層的傳入纖維建立突觸聯(lián)系,融入海馬的突觸環(huán)路,整合入神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。研究表明海馬DG區(qū)新生神經(jīng)元的數(shù)目在孕期顯著增加,產(chǎn)后則立即減少。在激素模擬的孕期(hormone-simulated pregnancy,HSP)實驗中,海馬神經(jīng)細(xì)胞增殖在苯甲酸雌二醇(estradiol benzoate,EB)撤退后第四天顯著減少。目前有關(guān)海馬神經(jīng)再生與PPD的關(guān)系少有報道,特別是E2是否參與PPD海馬神經(jīng)再生過程的調(diào)節(jié),尚未被完全闡明。研究表明,E2可通過Src介導(dǎo)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑增強(qiáng)NMDA受體(N-methy-D-aspartate receptor,NMDAr)亞基 NR2B 的磷酸化。NMDAr 的激活在海馬DG區(qū)新生神經(jīng)元的存活及神經(jīng)環(huán)路的整合過程中發(fā)揮著重要作用。但HSP后EB的撤退是否通過下調(diào)NMDAr,從而影響海馬新生神經(jīng)元的存活,以及NR2B及Src信號通路在PPD發(fā)生發(fā)展過程中是否發(fā)揮著作用,這些問題均尚未清晰。腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子(brain-derived neurotrophic factor,BDNF)在成年神經(jīng)發(fā)生過程中也發(fā)揮著重要作用。HSP后EB的撤退是否對腦內(nèi)BDNF的水平產(chǎn)生影響,也需進(jìn)一步研究。本課題使用HSP模型ICR小鼠作為工具鼠,重點探討EB對其情感行為及海馬神經(jīng)再生的影響,并探討在該過程中發(fā)揮作用的分子機(jī)制,為PPD的治療提供新的理論依據(jù)。研究目的1.探討產(chǎn)后EB撤退對PPD小鼠情感行為及海馬神經(jīng)再生的影響。2.研究產(chǎn)后EB撤退對PPD小鼠海馬神經(jīng)再生產(chǎn)生影響的分子機(jī)制及信號通路。第一部分產(chǎn)后雌激素撤退對小鼠情感行為及海馬神經(jīng)再生的影響材料與方法1.實驗動物:15-16周齡ICR雌性小鼠,實驗起始時體重為32-35 g,動物在南京醫(yī)科大學(xué)動物研究中心恒定環(huán)境中生存(溫度23 ±2℃,濕度55 ±5%,12:12白天/黑夜循環(huán)),所有實驗操作前后均自由飲水、進(jìn)食。2.動物模型的建立:將小鼠于異氟醚麻醉下行雙側(cè)卵巢切除術(shù)(ovariectomy,OVX組)。假手術(shù)組(對照組)在與OVX小鼠相同條件下進(jìn)行手術(shù)操作,除了未切除雙側(cè)卵巢,其余手術(shù)操作步驟均相同;謴(fù)7天之后,對OVX小鼠給予EB和P4皮下注射,將EB(0.5 μg/天)和P4(0.8 mg/天)溶解于0.1 ml實驗用蓖麻油,于每日8:30注射,持續(xù)16天,之后7-11天持續(xù)單獨注射EB(10μg/天)(圖1)。3.動物分組:(1)對照組:即假手術(shù)OVX小鼠,以蓖麻油處理;(2)HSP組:OVX小鼠以EB/P4處理16天,繼以高劑量EB處理12天;(3)EW組:OVX小鼠以EB/P4處理16天,繼以高劑量EB處理7天;(4)OVX組:與EW小鼠HSP模型建立后停用EB的同一天,對小鼠行雙側(cè)OVX;(5)OVX/EB組:OVX小鼠以高劑量EB處理5天。4.在實驗進(jìn)程的第25-28天實施動物的情感行為學(xué)檢測:(1)礦場實驗(open-field test,OFT):評價動物的自發(fā)活動性和探究行為;(2)高架十字迷宮實驗(elevated plus maze test,EPM):評價焦慮樣行為;(3)強(qiáng)迫游泳實驗(forced swim test,FST):評價抑郁樣行為;(4)懸尾實驗(tail suspension test,TST):評價抑郁樣行為。5.標(biāo)記海馬新生神經(jīng)細(xì)胞:在實驗進(jìn)程第1天和第17天,對小鼠分別行三次BrdU(50 mg/kg)腹腔注射,間隔8h。在EB撤退后第五天檢測異種BrdU免疫陽性(BrdU+)細(xì)胞,以分別確定28天和10天BrdU+細(xì)胞的數(shù)目。6.用BrdU與神經(jīng)特異性核蛋白(neuron specific protein,NeuN)雙標(biāo)記行免疫熒光染色,檢測BrdU+/NeuN+免疫陽性細(xì)胞數(shù)目,評估成熟的新生神經(jīng)細(xì)胞。7.用Doublecortin(DCX)免疫染色,測量DCX+細(xì)胞的數(shù)目以及DCX+纖維的密度,以檢測新生神經(jīng)細(xì)胞突起的生長。結(jié)果和小結(jié)1.情感行為學(xué)檢測:(1)OFT檢測:小鼠運行的距離在各組之間無顯著性差異。(2)EPM檢測:與對照組相比,EW組小鼠在明臂滯留的時間顯著縮短;相反,HSP組小鼠、OVX組小鼠及OVX/EB組小鼠在明臂滯留的時間與對照組相比無顯著變化。(3)FST和TST檢測:與對照組相比,EW組小鼠在FST和TST中的不動時間顯著延長;HSP組小鼠、OVX組小鼠及OVX/EB組小鼠在FST和TST中的不動時間與對照組相比,無顯著差異。上述結(jié)果表明,HSP后EB的撤退導(dǎo)致小鼠發(fā)生抑郁和焦慮樣行為。2.EB撤退后海馬DG新生神經(jīng)元的存活和神經(jīng)突的生長:(1)28天BrdU+細(xì)胞及BrdU+/NeuN+細(xì)胞的數(shù)目在各組的變化:與對照組相比,EW組小鼠顯著減少,HSP組小鼠顯著增加,而OVX組小鼠及OVX/EB組小鼠則無顯著變化;(2)10天BrdU+細(xì)胞的數(shù)目在EW組小鼠或OVX組小鼠兩組均無顯著變化,而在HSP組小鼠和OVX/EB組小鼠兩組均顯著增加。(3)DCX+細(xì)胞的數(shù)目在各組的變化:與對照組小鼠相比,EW組小鼠和OVX組小鼠均無顯著性差異,而HSP組小鼠和OVX/EB組小鼠兩組均顯著增加。(4)每個DCX+細(xì)胞DCX+纖維的密度:與對照組相比,EW組小鼠顯著降低,而HSP組小鼠和OVX/EB組小鼠無顯著變化。上述結(jié)果表明,HSP后EB的撤退導(dǎo)致小鼠海馬新生神經(jīng)元的存活和神經(jīng)突的生長受損。結(jié)論產(chǎn)后EB撤退可導(dǎo)致小鼠海馬神經(jīng)再生障礙,產(chǎn)生抑郁和焦慮樣行為。第二部分產(chǎn)后雌激素撤退對小鼠海馬神經(jīng)再生產(chǎn)生影響的分子機(jī)制材料與方法1.實驗動物:15-16周齡ICR雌性小鼠,實驗起始時體重32-35 g,動物在南京醫(yī)科大學(xué)動物研究中心恒定環(huán)境中生存(溫度23±2℃,濕度55±5%,12:12白天/黑夜循環(huán)),所有實驗操作前后都自由飲水、進(jìn)食。2.在實驗進(jìn)程第24-28天行藥物處理:將NMDAr激動劑NMDA給予EW組小鼠(腹腔注射),在相同實驗進(jìn)程將NR2B受體拮抗劑Ro25-6981和Src抑制劑Dasatinib給予HSP組小鼠和對照組小鼠,均行每日腹腔注射;對HSP組小鼠和對照組小鼠行右側(cè)腦室內(nèi)反復(fù)注射TrkB受體抑制劑K252a,在相同的時間進(jìn)程給予對照小鼠和HSP組小鼠右側(cè)腦室相同容量的溶媒注射。3.情感行為學(xué)檢測(于實驗進(jìn)程第26-28天、每次給藥后3-4 h進(jìn)行):(1)檢測EPM中在明臂的滯留時間,評價焦慮樣行為。(2)檢測FST中的不動時間,評價抑郁樣行為。(3)檢測TST中的不動時間,評價抑郁樣行為。4.海馬DG新生神經(jīng)元的存活和神經(jīng)突的生長(于實驗進(jìn)程第28天進(jìn)行):(1)在實驗進(jìn)程第1天,對小鼠分別行三次BrdU(50mg/kg)腹腔注射,間隔8 h。在實驗進(jìn)程第28天檢測BrdU+細(xì)胞。(2)行DCX免疫染色,檢測DCX+纖維的密度。5.蛋白質(zhì)印跡(Westernblot)分析(于實驗進(jìn)程第28天進(jìn)行):檢測海馬組織NR2B及Src的磷酸化(p-NR2B和p-Src)水平,以及BDNF水平。6.逆轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈反應(yīng)(Reverse transcription-polymerase chain reaction,RT-PCR)(于實驗進(jìn)程第28天進(jìn)行):檢測海馬組織BDNF mRNA。7.對HSP組小鼠和對照組小鼠行腦室內(nèi)TrkB受體抑制劑K252a或溶媒連續(xù)注射5天,檢測BDNF的水平對海馬新生神經(jīng)元存活和神經(jīng)突生長的影響。結(jié)果和小結(jié)1.海馬組織p-NR2B和p-Src的水平:(1)與對照組相比,p-NR2B和p-Src的水平在EW組小鼠顯著降低,在OVX組小鼠無顯著變化,在HSP組小鼠和OVX/EB組小鼠均顯著升高。(2)給予Src抑制劑Dasatinib 5天可抑制HSP組小鼠和OVX/EB組小鼠p-NR2B水平的升高。上述結(jié)果表明,EB的使用使HSP組小鼠和OVX/EB組小鼠海馬組織NR2B磷酸化水平增加,該作用依賴于Src的激活。2.情感行為學(xué)檢測:(1)用NMDA處理后,EW組小鼠增加了在EPM中明臂的滯留時間、縮短了在FST和TST中的不動時間。(2)用Ro25-6981處理后,對照組小鼠和HSP組小鼠均減少了 EPM中在明臂的滯留時間、增加了 FST和TST中的不動時間。(3)用Dasatinib處理后,HSP組小鼠減少了 EPM中在明臂的滯留時間、增加了 FST和TST中的不動時間。上述結(jié)果表明,NMDAr激動劑可逆轉(zhuǎn)EB撤退所誘導(dǎo)的情感障礙,NMDAr拮抗劑和Src抑制劑可阻斷EB對情感障礙的保護(hù)作用。3.BrdU+細(xì)胞的數(shù)目及DCX+纖維的密度:(1)NMDA的使用使EW組小鼠28天BrdU+細(xì)胞的喪失減少,但對DCX+纖維的密度無顯著影響。(2)Ro25-6981的使用使對照組小鼠和HSP組小鼠28天BrdU+細(xì)胞的數(shù)目減少,使對照組小鼠DCX+纖維的密度降低。(3)Dasatinib的使用使HSP組小鼠28天BrdU+細(xì)胞的數(shù)目減少,對對照組和HSP組小鼠DCX+纖維的密度無顯著影響。上述結(jié)果表明,NMDAr激動劑可逆轉(zhuǎn)EB撤退所誘導(dǎo)的海馬神經(jīng)再生障礙,NMDAr拮抗劑和Src抑制劑可阻斷EB對海馬神經(jīng)再生的保護(hù)作用。4.海馬組織BDNF水平(分別用RT-PCR和Western blot檢測):與對照組相比,BDNF mRNA和BDNF蛋白的水平在EW組小鼠和OVX小鼠組均顯著降低,但在HSP組小鼠和OVX/EB組小鼠無顯著變化。上述結(jié)果表明,HSP后EB撤退可降低海馬組織BDNF水平。5.ICV注射K252a對對照組小鼠和HSP組小鼠海馬新生神經(jīng)元的存活和神經(jīng)突生長的影響:(1)ICV注射K252a后,對照組小鼠和HSP組小鼠DCX+纖維的密度均降低,但28天BrdU+細(xì)胞的數(shù)目未受影響。(2)ICV注射K252a與注射安慰劑的HSP組小鼠之間相比,無論在EPM中明臂的滯留時間,還是在FST和TST中的不動時間,均無顯著變化。(3)ICV注射K252a與注射安慰劑的對照組小鼠之間相比,無論在EPM中明臂的滯留時間,還是在FST和TST中的不動時間,均無顯著變化。上述結(jié)果表明,EB撤退后BDNF水平的降低可使海馬新生神經(jīng)元細(xì)胞的神經(jīng)突發(fā)育不良,但不足以損害成熟新生神經(jīng)元的存活。結(jié)論HSP后EB的撤退可通過Src信號通路下調(diào)NMDAr功能,導(dǎo)致海馬神經(jīng)再生障礙,產(chǎn)生抑郁和焦慮樣行為。NMDAr激動劑對PPD可產(chǎn)生一定治療效果,并且具有保護(hù)海馬神經(jīng)更新的能力。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】:南京醫(yī)科大學(xué)
【學(xué)位級別】:博士
【學(xué)位授予年份】:2017
【分類號】:R749.4
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本文編號:1763956
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