TREK-1钾通道拮抗剂对CUMS大鼠抑郁行为及海马DG区神经再生的影响

第一部分慢性不可预见性温和应激刺激以及不同抗抑郁药物治疗对SD大鼠行为学表现的影响背景：抑郁症是人类最常见的精神障碍性疾病,发病机制复杂、诱因繁多,具有起病隐匿、病程时间长、复发率高的特点。目前,经典的三环类、五羟色胺能再摄取抑制剂等抗抑郁药虽然提高了临床抑郁症治疗的安全性和耐受性,但起效时间缓慢、充分显效时间长成为其主要缺点。TREK-1 (TWIK-related K+ channel 1)是双孔钾离子通道家族成员之一,由四个跨膜片段和两个孔道结构域串联而成。近年来研究发现,TREK-1双孔钾离子通道在抑郁症的治疗过程中发挥着重要作用。敲除或拮抗小鼠TREK-1钾通道在治疗早期即可发挥显著地抗抑郁作用,但拮抗TREK-1钾通道是否对成年Sprague Dawley(SD)大鼠的行为学产生早期影响尚不清楚。目的：探讨传统抗抑郁药与新型TREK-1通道拮抗剂对抑郁症大鼠行为学改善的时效影响,基于现有的实验结果,为临床抑郁症的治疗以及新型快速抗抑郁药的研发提供一定理论支撑。方法：(1)采用孤养结合慢性不可预见的温和性应激(chronic unpredicted mild stress, CUMS)方法对成年雄性SD大鼠进行抑郁模型制作,持续时间56天；(2)模型刺激28天后通过行为学评估(包括蔗糖水偏好实验、强迫游泳实验以及旷野实验)结合体质量变化筛选造模成功的大鼠进行后续处理,未成功建模的大鼠继续予以应激刺激；(3)抑郁症大鼠随机平均分为4组,分别给予氟西汀、spadin、SID1900以及生理盐水干预处理28天,对照组处理相同；(4)观察各组大鼠在干预处理后7、14、21、28天的行为学及体质量变化。结果：与正常组相比,CUMS模型刺激可显著降低大鼠的体质量、糖水偏好实验(sucrose preference test, SPT)中蔗糖水消耗比例以及在旷野实验(open field test, OFT)中的运动能力(P均<0.001),在强迫游泳实验(forced swimming test, FST)中的漂浮不动时间显著延长(P<0.001)。药物处理7天后,与CUMS组相比,CUMS+SPA组蔗糖水消耗比例显著增加(P<0.001), FST不动时间明显缩短(P<0.05)；此时,CUMS+FLU组与CUMS+SID组大鼠的行为学表现较CUMS组无显著性差异(P>0.05)；药物干预14天后,CUMS+SPA组与CUMS+SID组糖水消耗百分比以及OFT中水平与垂直运动能力较CUMS组均显著增加,FST不动时间显著减少(P<0.05),而CUMS+FLU组动物行为学表现与CUMS组相比,差异无统计学意义(P>0.05)；与CUMS+FLU组相比,CUMS+SID组糖水消耗比例、OFT水平运动总距离显著增加,FST不动时间显著缩短(P<0.05),CUMS+SPA组FST不动时间显著减少,OFT水平运动总距离明显增加(P<0.05)；药物治疗21天后,与CUMS组相比,CUMS+SPA组与CUMS+SID组在SPT、FST以及OFT中水平运动方面均存在显著性差异(P<0.001),CUMS+FLU组糖水消耗比例以及在OFT中运动能力呈现出上升趋势,FST不动时间有所减少,但差异无显著性(P>0.05)；药物治疗28天后,与CUMS组相比,各模型给药组糖水消耗比例及在OFT中运动能力均显著增加(P<0.01),在FST中不动时间显著减少(P<0.001)。与CUMS组相比,CUMS+SID组在药物处理7天后体质量即显著增加(P<0.01),随给药时间延长,这种影响越明显；CUMS+FLU组在给药28天后,体质量显著回升(P<0.05)；自给药14天起,CUMS+SID组体质量水平较CUMS+FLU组明显增高,差异有显著性(P<0.05)。不同时间抗抑郁药物治疗对正常大鼠的行为学改变及体质量变化无显著性影响(P>0.05)。结论：抗抑郁药物治疗可显著改善大鼠的抑郁样行为,TREK-1钾通道拮抗剂的抗抑郁效应的出现早于经典抗抑郁药氟西汀。第二部分慢性不可预见性温和应激刺激以及不同抗抑郁药物治疗对SD大鼠海马DG区神经再生的影响背景：一直以来,海马被认为与学习和记忆过程有关,但愈来愈多的实验证据表明,海马亦参与机体的应激和情绪反应的调节过程,介导应激相关的下丘脑-垂体-肾上腺轴的负反馈调节。影像学研究显示,抑郁症患者与抑郁模型动物的海马体积明显缩小。长期应激刺激导致海马神经元萎缩、丢失、凋亡,局部信息传递下降,神经再生能力显著降低。但慢性抗抑郁治疗可逆转海马区受损的神经发生。目的：探讨不同作用机制抗抑郁药对大鼠海马齿状回(dentate gyrus, DG)脑区神经再生状况的影响,为抑郁症的“神经再生障碍假说”提供基础实验依据。方法：(1)选取成年健康SD大鼠,采用孤养结合CUMS的方法制作应激抑郁模型；(2)模型刺激28天后通过行为学实验评估结合体质量变化筛选造模成功的大鼠进行后续处理；(3)模型成功的大鼠分别给予氟西汀、spadin、SID 1900和生理盐水治疗28天,对照组处理相同；(4)运用免疫组织化学方法检测抑郁样发病大鼠和抗抑郁治疗后各组大鼠海马DG区BrdU+细胞数量改变；(5)通过免疫荧光双标的方法检测各组动物海马DG区NeuN+/BrdU+和GFAP+/BrdU+新生神经元的分化情况；(6)通过免疫荧光方法检测各组间DG区TUNEL/BrdU+新生神经元的凋亡情况。结果：TREK-1钾通道拮抗剂spadin可促进正常大鼠海马DG区细胞的增殖(P<0.05),但抗抑郁药物治疗对正常组大鼠新生细胞的分化与转归无明显影响。与对照组相比,CUMS模型刺激显著降低大鼠海马DG区新生细胞的数量(P<0.01),促进新生细胞向胶质细胞方向的分化比例(P<0.05),降低向神经元方向的分化(P<0.001),显著增加海马DG区新生细胞的凋亡(P<0.001)。与CUMS组相比,长期抗抑郁治疗可显著逆转模型刺激导致降低的海马神经细胞增殖(P<0.001)；增加新生神经元所占比例(CUMS+FLU组,CUMS+SPA组及CUMS+SID组显著性分别为：P<0.01,P<0.001,P<0.001),而降低胶质细胞的分化百分比(各组显著性依次为P<0.05,P<0.01,P<0.05),差异有显著性；TREK-1钾通道拮抗剂处理可显著降低抑郁模型大鼠海马DG区新生细胞的凋亡比例(P<0.01)。结论：抗抑郁治疗可显著逆转抑郁症大鼠海马DG区降低的神经再生,TREK-1钾通道拮抗剂的促神经再生能力高于经典抗抑郁剂氟西汀。