慢性應激誘發(fā)抑郁行為的炎性機制研究.pdf

1、抑郁癥是復雜的、多因素相互作用的結果，包括環(huán)境因素、遺傳因素以及共患疾病間的相互影響等。應激是抑郁癥的重要誘發(fā)因素，但其作用機制尚未明確。對于抑郁癥的治療，現有抗抑郁藥和治療手段尚不能滿足臨床需要。一方面，現有抗抑郁藥存在嚴重副作用，臨床起效慢;另一方面，相當一部分抑郁患者對現有抗抑郁藥無療效反應，且近半數抑郁患者治療停止后出現復發(fā)。因此，多角度闡明應激誘發(fā)抑郁癥的機制，尋找潛在抗抑郁靶點，開發(fā)新的、更有效、更特異的抗抑郁藥物，具有重要

2、的理論價值和現實意義。
　　 隨著對抑郁癥研究的不斷深入，學者們提出了一系列關于抑郁癥發(fā)病機制的假說或學說，包括單胺假說、神經退行性假說、細胞因子學說、下丘腦-垂體-腎上腺皮質(hypothalamic-pituitary-adrenal，HPA)軸功能障礙假說等。其中，細胞因子學說自1991年提出以來即引起廣泛關注，并在過去二十年的時間里被眾多學者不斷論證補充。該學說認為抑郁癥可能與免疫激活導致細胞因子的過度分泌有關。

3、　　 細胞因子是由激活的免疫細胞分泌的生物活性蛋白。研究發(fā)現，通過急性注射LPS或持續(xù)卡介苗免疫，均可激活動物免疫系統(tǒng)，并誘發(fā)抑郁行為。各種生理性、心理性應激源可引起免疫系統(tǒng)的激活和促炎細胞因子的大量釋放。急、慢性應激暴露，特別是慢性應激，同樣也能誘發(fā)人及實驗動物抑郁行為的出現。免疫激活和應激具有相似的行為學效應。因此，免疫炎性反應可能是應激調控抑郁進程的作用機制之一。
　　 細胞因子間相互調節(jié)，構成一個復雜的網絡結構，每種細

4、胞因子除誘導自身合成外，還可以通過級聯反應(cascade)的方式誘導其他細胞因子的合成，包括TNFα、IL-1β、IL-6等。中樞內，神經元、星形膠質細胞、小膠質細胞也構成細胞因子網絡，它們不但能合成細胞因子，還可表達細胞因子受體，從而放大細胞因子信號。免疫信號傳遞的這種神經性基礎為外周促炎細胞因子參與神經精神性障礙的病理進程提供了可能。外周活化的促炎細胞因子信號可以通過體液和神經兩種途徑進入中樞。
　　 細胞因子參與調節(jié)抑郁

5、進程的可能機制包括調節(jié)神經遞質代謝、影響神經內分泌功能等。近年來，隨著抑郁癥細胞因子學說的發(fā)展，犬尿氨酸通路(kynurenine pathway,KP)在這一學說中的作用日益凸顯。在哺乳動物，與抑郁密切相關的神經遞質5-羥色胺(5-HT)的合成原料色氨酸有兩條不同的代謝通路，分別是KP和5-HT通路，其中90％的色氨酸通過KP代謝。吲哚胺2，3雙加氧酶(indoleamine2，3-dioxygenase，IDO)是KP通路的第一個限

6、速酶，將底物色氨酸催化生成犬尿氨酸。IDO是炎癥誘導型酶，可被多種炎性因子所誘導，且細胞因子間具有協(xié)同效應。其中IFNγ和TNFα是其強誘導劑。機體免疫系統(tǒng)激活引起細胞因子的過度分泌，誘導激活IDO，使色氨酸沿KP通路代謝增加，從而競爭性拮抗5-HT的生物合成過程，影響中樞神經傳遞。因此，IDO在抑郁癥細胞因子學說中的地位至關重要。但IDO是否介導慢性應激誘導動物抑郁行為的發(fā)生尚不明確。
　　 本研究將立足于抑郁癥的細胞因子學說

7、，從炎癥的角度探討慢性應激誘發(fā)動物抑郁行為的可能機制。首先建立慢性應激性小鼠抑郁模型，在此基礎上應用藥物拮抗應激誘導的炎癥反應，觀察阻斷炎癥對應激所致小鼠抑郁行為的改善作用，評價炎癥在介導應激誘發(fā)抑郁行為中的作用。其次，進一步觀察慢性應激對炎癥誘導型酶IDO的影響，同時觀察IDO特異性拮抗劑1-MT對應激所致小鼠抑郁行為的改善作用，評價IDO在介導應激誘發(fā)抑郁行為中的作用地位。再次，在上述研究基礎上，尋找與抑郁發(fā)病密切相關的特異性細胞因

8、子，并從IDO的角度初步闡明其介導抑郁發(fā)病的可能機制。具體內容包括:
　　 1.慢性應激性抑郁動物模型的建立與鑒定。采用慢性不可預見輕度應激性抑郁小鼠模型，將心理性、生理性應激方式交替聯合應用，最大程度地模擬人類所處的復雜環(huán)境。通過糖水偏愛測試、強迫游泳實驗、懸尾實驗檢測小鼠抑郁行為，并在此基礎上給予小鼠臨床抗抑郁藥氟西汀，觀察小鼠抑郁行為的改善效果，綜合評價建模是否成功。實驗結果顯示，慢性輕度應激使小鼠體重增長減緩;使小鼠糖水

9、偏愛分數時間依賴性降低。應激作用1、2周后，與對照組相比，糖水偏愛分數無明顯改變，但第2周時出現下降趨勢;應激作用3、4周后，糖水偏愛分數顯著降低。氟西汀可以明顯阻斷慢性應激引起的小鼠糖水偏愛降低。應激作用4周后，小鼠強迫游泳實驗和懸尾實驗中的不動時間也明顯延長。結果表明，應激性抑郁模型建立成功。
　　 2.炎癥在慢性應激誘發(fā)抑郁行為中的作用。基于應激與免疫激活、免疫激活與抑郁癥的關系，我們推測免疫激活引起的炎癥反應可能參與調節(jié)

10、慢性應激誘發(fā)抑郁行為的過程。應激的同時，給予小鼠廣譜抗炎藥米諾環(huán)素，觀察用藥不同時間對動物抑郁行為的改善效果。結果發(fā)現，慢性應激作用2周后，小鼠糖水偏愛、不動時間均無明顯改變，米諾環(huán)素對小鼠上述行為也無明顯影響;慢性應激作用3周后，與對照組相比，小鼠糖水偏愛分數明顯降低，強迫游泳實驗中的不動時間明顯延長，且米諾環(huán)素可以明顯阻斷應激引起的上述抑郁行為;用藥4周后，結果與第3周時相似，米諾環(huán)素可以明顯阻斷應激引起的小鼠抑郁行為，包括糖水偏愛

11、分數的降低和不動時間的延長。為了進一步確證炎癥在介導慢性應激誘發(fā)動物抑郁行為中的作用，我們對給藥組動物停止用藥，而應激刺激持續(xù)，觀察動物抑郁行為是否會出現。結果發(fā)現，停藥2周后，在應激的持續(xù)作用下小鼠出現糖水偏愛降低和不動時間延長的抑郁行為表現。同時，我們還觀察了慢性應激及米諾環(huán)素對小鼠外周和中樞炎癥反應的影響。結果顯示，慢性應激使小鼠外周促炎細胞因子的蛋白表達明顯升高，包括TNFα、IL-1β、IL-18;使中樞皮層內TNFα蛋白表達

12、水平明顯升高，海馬內TNFα蛋白表達下降，但對中腦內TNFα無明顯影響;對IL-1β、IL-18、IL-6、IFNγ等促炎細胞因子在皮層、海馬、中腦內的蛋白表達均無明顯影響。米諾環(huán)素可以明顯拮抗應激對中樞內TNFα蛋白表達的調節(jié)作用。慢性應激暴露可明顯激活中樞皮層內的小膠質細胞，而米諾環(huán)素可以明顯阻斷慢性應激引起的促炎細胞因子升高和小膠質細胞活化。另外，通過尼氏染色還發(fā)現，慢性應激對皮層神經元具有明顯的損傷作用，使神經元尼氏小體溶解丟失

13、，而米諾環(huán)素可以阻斷應激效應，對皮層神經元具有明顯的保護作用。
　　 3.IDO在慢性應激誘發(fā)抑郁行為中的作用。前面實驗結果發(fā)現，慢性應激使小鼠外周及中樞免疫系統(tǒng)激活，TNFα等促炎細胞因子表達上調。IDO是炎癥誘導型酶。我們推測慢性應激可能通過觸發(fā)免疫炎性反應激活IDO，影響神經遞質的代謝，從而誘發(fā)動物抑郁行為。由此，我們觀察了應激對IDO表達及其活性的影響。結果發(fā)現，慢性應激使IDO mRNA表達及活性明顯增強。在此基礎上運

14、用IDO特異性拮抗劑1-MT，觀察其對應激誘導的動物抑郁行為的改善效應。結果發(fā)現，IDO可以明顯阻斷慢性應激引起的IDO表達、活性增強及小鼠抑郁行為，包括糖水偏愛降低和強迫游泳實驗中不動時間的延長。結果提示，IDO在介導慢性應激誘發(fā)抑郁行為中起重要作用。
　　 4.TNFα參與介導慢性應激誘發(fā)抑郁行為。前面實驗發(fā)現，慢性應激暴露后只有TNFα在外周及中樞蛋白表達均上調，TNFα是IDO的強誘導劑，由此我們推測TNFα在介導應激所

15、致IDO活化及動物抑郁行為中起關鍵作用。應用TNFα單克隆抗體英夫利昔阻斷其生物學效應，觀察應激誘導的動物抑郁行為的改善效果。結果發(fā)現，英夫利昔可以完全阻斷慢性應激引起的TNFα蛋白表達升高，并且可以明顯拮抗慢性應激引起的小鼠抑郁行為，包括糖水偏愛分數降低和強迫游泳實驗中不動時間的延長。檢測中樞IDO表達變化發(fā)現，英夫利昔可以明顯阻斷慢性應激引起的IDO mRNA表達上調。另外，尼氏染色發(fā)現，英夫利昔明顯抑制慢性應激引起的皮層神經元損傷