缺血性炎癥損傷少突膠質(zhì)細(xì)胞參與血管性抑郁發(fā)生的機(jī)制研究
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【摘要】:血管性抑郁(vascular depression,VD)是老年性抑郁(late-life depression,LLD)的獨(dú)特亞型,當(dāng)罹患腦血管疾病時(shí)易出現(xiàn),同時(shí)可促進(jìn)其抑郁癥狀進(jìn)展與持續(xù),但腦血管疾病導(dǎo)致抑郁發(fā)生的機(jī)制一直不明,且缺乏明確的血管性抑郁診斷標(biāo)準(zhǔn)。Alexopoulos等進(jìn)一步綜合分析了一系列有關(guān)神經(jīng)炎癥與抑郁的研究后發(fā)現(xiàn),過度且持續(xù)的免疫炎癥反應(yīng)可以導(dǎo)致與抑郁相關(guān)的情感和認(rèn)知功能改變,而一些抗抑郁藥物可能減少炎癥標(biāo)記物的表達(dá),且有限的數(shù)據(jù)表明一些抗炎藥物可能具有抗抑郁作用。Alexopoulos等在此基礎(chǔ)上隨后提出了血管性抑郁發(fā)病機(jī)制的“炎癥性假說”,認(rèn)為年齡及腦血管病相關(guān)的炎癥過程促進(jìn)和介導(dǎo)了導(dǎo)致抑郁發(fā)生的神經(jīng)病理改變以及抑郁癥狀的神經(jīng)遞質(zhì)代謝改變。隨著影像學(xué)技術(shù)的發(fā)展,磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)下T2序列的腦白質(zhì)高信號(white matter hyperintensity,WMH)和抑郁性執(zhí)行功能障礙(depression executive dysfunction,DED)被認(rèn)為是血管性抑郁作為LLD一個(gè)亞型的重要特征。T2加權(quán)像下的WMH常提示腦白質(zhì)損傷(white matter lesions,WMLs),且白質(zhì)損傷部位與抑郁和認(rèn)知障礙的發(fā)生關(guān)系密切,而執(zhí)行功能障礙的出現(xiàn)則常預(yù)示著較差的抗抑郁治療反應(yīng)。傳統(tǒng)的單胺假說認(rèn)為,抑郁癥狀的發(fā)生與神經(jīng)突觸間隙中以5-羥色胺(5-hydroxytryptamine,5-HT)和/或去甲腎上腺素(norepinephrine,NE)為主的神經(jīng)遞質(zhì)缺失或減少有關(guān)。這同時(shí)也是以選擇性5-羥色胺再攝取抑制劑(selective serotonin reuptake inhibitor,SSRI)等抗抑郁藥物發(fā)揮抗抑郁作用的理論基礎(chǔ)。但血管性抑郁對此類抗抑郁藥物治療反應(yīng)普遍欠佳。近年來的研究發(fā)現(xiàn),腦內(nèi)炎癥因子可通過多種信號通路減少神經(jīng)突觸間隙神經(jīng)遞質(zhì)的合成并促進(jìn)其再攝取,從而對抗SSRI類等神經(jīng)遞質(zhì)再攝取抑制劑的抗抑郁作用。因此,我們推測,缺血引起的腦白質(zhì)炎癥反應(yīng)損傷少突膠質(zhì)細(xì)胞,進(jìn)而引起腦白質(zhì)髓鞘脫失且再生修復(fù)障礙,從而影響神經(jīng)元的活性及信息的高效傳遞,同時(shí)大量的炎癥因子釋放影響神經(jīng)遞質(zhì)的代謝,這一過程可能是血管性抑郁發(fā)生的重要環(huán)節(jié)。本研究擬通過雙側(cè)頸動脈反復(fù)缺血再灌注法制備血管性抑郁小鼠模型,采用酶聯(lián)免疫吸附測定、免疫組化、免疫熒光共聚焦、高效液相色譜等技術(shù)對炎癥因子、神經(jīng)遞質(zhì)、少突膠質(zhì)細(xì)胞表達(dá)等進(jìn)行檢測,同時(shí)應(yīng)用曠場實(shí)驗(yàn)、懸尾實(shí)驗(yàn)及Morris水迷宮實(shí)驗(yàn)對小鼠抑郁及認(rèn)知行為變化進(jìn)行觀察,探討缺血性炎癥通過影響少突膠質(zhì)細(xì)胞的損傷及再生修復(fù)進(jìn)而導(dǎo)致抑郁發(fā)生的機(jī)制。方法第一部分:血管性抑郁小鼠少突膠質(zhì)細(xì)胞損傷、再生障礙及炎癥反應(yīng)的觀察研究成年健康雄性小鼠,隨機(jī)分為模型組和假手術(shù)組,每組24只,模型組0.3%戊巴比妥麻醉后采用雙側(cè)頸動脈反復(fù)缺血再灌注法制備血管性抑郁小鼠模型,假手術(shù)組除不阻斷供血外其余手術(shù)操作同模型組,術(shù)后第4天腹腔注射5-溴脫氧尿嘧啶核苷(Brd U,bromodeoxyuridine,150mg/kg,1/日)標(biāo)記新生細(xì)胞連續(xù)三天,分別于術(shù)后第14天和第28天每組隨機(jī)取12只小鼠,處死灌殺取腦,制備冰凍切片行免疫組化及免疫熒光雙標(biāo)共聚焦檢測,分離血清及制備腦組織勻漿行炎性細(xì)胞因子檢測。觀察術(shù)后第14天及第28天腦組織室管膜下區(qū)新生細(xì)胞增殖分化情況,觀察少突膠質(zhì)細(xì)胞再生情況,并觀察血清及腦勻漿炎性細(xì)胞因子含量情況。第二部分:炎癥抑制對血管性抑郁小鼠少突膠質(zhì)細(xì)胞保護(hù)及行為與神經(jīng)遞質(zhì)的影響成年健康雄性小鼠隨機(jī)分為3組,每組各10只,實(shí)驗(yàn)組造模術(shù)后立即腹腔注射抗炎藥物米諾環(huán)素(minocycline),每日1次連續(xù)7 d(30 mg/kg),對照組造模后給予同等劑量的生理鹽水,假手術(shù)組除不阻斷頸動脈供血外,其余手術(shù)操作與實(shí)驗(yàn)組相同,術(shù)后同樣給予腹腔注射相應(yīng)劑量的生理鹽水。手術(shù)當(dāng)日定為術(shù)后第1天,術(shù)后第8天起行懸尾實(shí)驗(yàn)(第8天)、曠場實(shí)驗(yàn)(第9天)檢測抑郁行為,Morris水迷宮定向航行實(shí)驗(yàn)(第10-12天)檢測認(rèn)知能力。術(shù)后第12天完成最后一次定向航行實(shí)驗(yàn)后處死取腦分離海馬并制備勻漿并制備冰凍切片。酶聯(lián)免疫吸附測定(ELISA)試劑盒檢測腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factorα,TNF-α)、白細(xì)胞介素-1β(interleukin-1β,IL-1β)及白細(xì)胞介素-6(interleukin-6,IL-6)含量,并通過高效液相色譜法(HPLC)對抑郁相關(guān)的單胺類神經(jīng)遞質(zhì)進(jìn)行檢測,包括5-羥色胺(5-HT)、去甲腎上腺素(NE)及多巴胺(dopamine,DA),免疫組化染色觀察髓鞘堿性蛋白(MBP)表達(dá)情況。結(jié)果第一部分:血管性抑郁小鼠少突膠質(zhì)細(xì)胞損傷、再生障礙及炎癥反應(yīng)的觀察研究血管性抑郁模型組小鼠術(shù)后懸尾不動時(shí)間顯著延長(模型組196.43±9.94 s,假手術(shù)祖170.44±6.33 s,t=7.64,P0.001)。兩組小鼠術(shù)后第14天及第28天室管膜下區(qū)新生細(xì)胞差異顯著(術(shù)后第14天:模型組161.08±17.58/mm2,假手術(shù)組85.70±7.61/mm2,t=13.64,P0.001;術(shù)后第28天:模型組99.17±11.49/mm2,假手術(shù)組29.08±5.92/mm2,t=18.79,P0.001)。與假手術(shù)組相比較,術(shù)后第28天模型組室管膜下區(qū)新生神經(jīng)細(xì)胞數(shù)量顯著增多(模型組66.25±4.63/mm2,假手術(shù)組37.92±5.93/mm2,t=13.04,P0.001)。與假手術(shù)組相比較,術(shù)后第28天模型組海馬齒狀回少突膠質(zhì)細(xì)胞祖細(xì)胞顯著增多(模型組70.33±9.11/mm2,假手術(shù)組30.42±9.98/mm2,t=10.24,P0.001);少突膠質(zhì)細(xì)胞前體細(xì)胞顯著減少(模型組66.83±11.36/mm2,假手術(shù)組80.50±10.47/mm2,t=10.24,P=0.006);而成熟少突膠質(zhì)細(xì)胞減少,但差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(模型組22.21±2.01/mm2,假手術(shù)組23.38±1.84/mm2,t=1.48,P=0.152)。與假手術(shù)組相比較,術(shù)后第28天海馬齒狀回新生的少突膠質(zhì)細(xì)胞數(shù)量增多(模型組12.33±2.99/mm2,假手術(shù)組21.92±4.83/mm2,t=5.839,P0.001);新生星形膠質(zhì)細(xì)胞顯著增多(模型組8.01±2.89/mm2,假手術(shù)組5.25±2.18/mm2,t=2.631,P=0.015)。兩組小鼠血清中TNF-α和IL-1β含量差異均有顯著性(P0.001),但I(xiàn)L-6含量未見顯著性差異(t=0.93,P=0.362),兩組小鼠腦組織勻漿中TNF-α、IL-1β及IL-6含量差異均有顯著性(P0.001)。第二部分:炎癥抑制對血管性抑郁小鼠少突膠質(zhì)細(xì)胞保護(hù)及行為與神經(jīng)遞質(zhì)的影響三組小鼠懸尾實(shí)驗(yàn)不動時(shí)間差異顯著(實(shí)驗(yàn)組174.75±11.37 s,對照組194.32±14.32 s,假手術(shù)組169.62±19.27 s,F=6.59,P=0.005);與對照組相比,實(shí)驗(yàn)組和假手術(shù)組懸尾不動時(shí)間顯著縮短;3組小鼠探洞次數(shù)、活動時(shí)間、活動路程差異顯著(F=6.17,P=0.008;F=11.55,P0.001;F=13.47,P0.001);與對照組相比,實(shí)驗(yàn)組與假手術(shù)組探洞次數(shù)明顯增多(實(shí)驗(yàn)組50.86±9.23次,對照組35.73±11.96次,假手術(shù)組48.14±10.16次),活動時(shí)間與活動總路程均明顯延長(活動時(shí)間:實(shí)驗(yàn)組786.70±27.51 s,對照組738.88±36.00 s,假手術(shù)組807.90±33.16 s;活動路程:實(shí)驗(yàn)組37 171.42±8493.40 mm,對照組28 992.91±5760.03 mm,假手術(shù)組47206.23±8219.84 mm);水迷宮定向航行實(shí)驗(yàn)第三天逃離潛伏期三組間差異有顯著性(實(shí)驗(yàn)組51.6±7.55 s,對照組55.80±6.25 s,假手術(shù)組25.40±3.98 s,F=72.81,P0.001),與假手術(shù)組相比,實(shí)驗(yàn)組和對照組潛伏期顯著延長,但該兩組相比差異無顯著性。炎癥因子檢測提示,3組小鼠海馬TNF-α、IL-1β及IL-6差異具有顯著性(TNF-α:實(shí)驗(yàn)組141.10±24.36 pg/100mg,對照組167.60±15.91 pg/100mg,假手術(shù)組123.80±15.53 pg/100mg,F=13.42,P0.001;IL-1β:實(shí)驗(yàn)組5.32±1.89 pg/mg,對照組10.31±2.83 pg/mg,假手術(shù)組4.50±2.07 pg/mg,F=18.69,P0.001;IL-6:實(shí)驗(yàn)組20.01±3.62 pg/mg,對照組24.39±5.04 pg/mg,假手術(shù)組18.40±3.78 pg/mg,F=5.49,P=0.010);與對照組相比,實(shí)驗(yàn)組與假手術(shù)組三種炎性細(xì)胞因子均顯著降低。三組海馬5-HT及DA含量差異有顯著(實(shí)驗(yàn)組3.89±1.21 ng/ml,對照組3.13±1.44 ng/ml,假手術(shù)組5.01±1.68 ng/ml,F=4.17,P=0.026;實(shí)驗(yàn)組10.72±2.65 ng/ml,對照組7.99±2.31 ng/ml,假手術(shù)組11.76±3.10 ng/ml,F=5.18,P=0.012);與對照組相比,實(shí)驗(yàn)組和假手術(shù)組DA含量顯著增加,實(shí)驗(yàn)組5-HT含量差異無顯著性,而假手術(shù)組5-HT含量增多;三組NE含量差異無顯著性(實(shí)驗(yàn)組3.97±1.35 ng/ml,對照組3.16±1.55 ng/ml,假手術(shù)組4.68±1.99 ng/ml,F=2.13,P=0.139)。MBP染色結(jié)果顯示,實(shí)驗(yàn)組與對照組MBP染色光密度值與假手術(shù)組比值分別為0.57±0.06、0.69±0.15,且兩組差異有顯著性(t=2.72,P=0.013)。結(jié)論反復(fù)短暫缺血再灌注法制備的血管性抑郁小鼠腦內(nèi)同樣存在內(nèi)源性神經(jīng)再生增強(qiáng)的現(xiàn)象,但海馬齒狀回少突膠質(zhì)細(xì)胞再生成熟障礙,促進(jìn)缺血性損傷后少突膠質(zhì)細(xì)胞的再生分化成熟可能成為血管性抑郁治療的有效策略。通過使用抗炎藥物minocycline抑制炎性細(xì)胞因子表達(dá)能夠改善小鼠抑郁行為并保護(hù)成熟少突膠質(zhì)細(xì)胞參與形成的髓鞘,但對認(rèn)知損害未觀察到明顯改善,相關(guān)的神經(jīng)遞質(zhì)以DA的改變?yōu)樽蠲黠@,DA代謝調(diào)節(jié)異?赡苁茄苄砸钟羲檎J(rèn)知障礙的重要原因。
【關(guān)鍵詞】:血管性抑郁 神經(jīng)再生 少突膠質(zhì)細(xì)胞 炎癥因子 神經(jīng)遞質(zhì) 抗炎治療
【學(xué)位授予單位】:第二軍醫(yī)大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2015
【分類號】:R749.4
【目錄】:
- 中文摘要5-10
- 英文摘要10-15
- 縮略詞表15-18
- 前言18-21
- 第一部分21-36
- 一、前言21
- 二、材料與方法21-28
- 三、結(jié)果28-33
- 四、討論33-36
- 第二部分36-49
- 一、前言36-37
- 二、材料與方法37-42
- 三、結(jié)果42-46
- 四、討論46-49
- 全文總結(jié)49-50
- 參考文獻(xiàn)50-56
- 文獻(xiàn)綜述56-67
- 參考文獻(xiàn)62-67
- 附錄67-68
- 致謝68-69
【共引文獻(xiàn)】
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,本文編號:332642
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