香草醛吸嗅改善C57小鼠抑郁样行为及其机制的探索

研究背景和研究目的 抑郁症是由于脑内神经递质功能紊乱及相关脑区功能异常所致的神经精神性疾病，发病率呈逐年上升趋势。目前，最主要的干预手段是药物治疗，辅以心理治疗及物理治疗，但长期服用药物存在副反应重，依从性差，经济负担重等问题。嗅觉系统通过嗅神经与脑直接相连，从而提供了脑与外界的直接相连。且与管理情绪的相关脑区密切相关，使得通过嗅觉通路调节情绪，改善脑功能，干预抑郁症成为可能。芳香物质能够愉悦情绪，相关研究发现丁香酚通过嗅觉通路能够缓解抑郁症小鼠的抑郁样行为。本实验就是通过芳香物质香草醛吸嗅影响慢性抑郁症小鼠及嗅球毁损后抑郁症小鼠，评价其在抑郁症干预中的作用通路及其在抑郁症干预中的作用；探索其作用机制；为抑郁症的嗅觉通路干预提供理论支持。 第一部分小鼠抑郁症倾向的行为学观察 方法：C57雄性小鼠，60只，随机分组，均单笼饲养。45只为慢性不可预知性应激模型（CUMS）+孤养组，余皆为嗅球毁损组。CUMS+孤养组在造模3W后行抑郁症的行为学评估；嗅球毁损组小鼠在手术前、后行嗅觉辨识，1W后行抑郁症的行为学评估。抑郁症行为学评估试验包括悬尾实验（TST）、强迫游泳实验（FST）、24h糖水消耗实验（SWC）。 结果 CUMS+孤养组经过21天慢性不可预见性刺激后，与实验前相比，悬尾实验和强迫游泳实验的小鼠不动时间显著延长（P＜0.01），24h糖水消耗量显著减少（P＜0.01），表明小鼠有明显的抑郁样行为；嗅球毁损组小鼠实验前后嗅觉辨识结果表明手术后嗅球毁损完全（P＜0.01），行为学指标：悬尾实验中小鼠不动时间明显延长（P＜0.05），强迫游泳实验不动时间显著延长（P＜0.01），24h糖水消耗量显著减少（P＜0.01），表明嗅球毁损引起动物的抑郁样改变。以上各指标反 映动物抑郁症时的无助心理及快感缺乏情况。两种造模方法均成功的建立了抑郁症模型。 第二部分香草醛吸嗅改善小鼠抑郁样行为实验 方法：将所有实验小鼠分成4组（每组10只）：嗅球毁损组、香草醛组、百忧解组和模型组。前两组给予香草醛吸嗅进行干预。吸嗅时间为5W，评价不同时间点干预后抑郁症缓解情况。评价指标同抑郁症建模指标。 结果：百忧解组在干预2W后悬尾实验不动时间显著减少（P<0.01），强迫游泳实验不动时间明显减少（P＜0.05），4W后24h糖水消耗量显著增加（P＜0.05）；香草醛组小鼠2W后悬尾实验及强迫游泳实验不动时间均明显减少（P＜0.05），3W后24h糖水消耗量显著增加（P＜0.05）。嗅球毁损组及无干预模型组在吸嗅5W后均无明显变化。表明香草醛可以改善小鼠抑郁样行为，是通过嗅觉通路而非呼吸系统发挥作用。 第三部分香草醛改善抑郁样行为可能机制的探索 方法：免疫组织化学方法检测小鼠血浆5-HT、皮质醇含量及小鼠脑组织BDNF、海马区5-HT表达，以探索香草醛缓解小鼠抑郁样行为的可能作用机制； 结果：经吸嗅干预5W，行为学得到改善后，所测小鼠血浆5-HT含量经组间比较，香草醛组与模型组比较血浆5-HT含量（P<0.05）,差异有统计学意义。与模型组比较，香草醛组皮质醇含量有降低趋势，但未达到显著意义水平（P=0.792），与正常组比较未达到显著意义水平（P=0.06），差异无统计学意义。与正常组比较，BDNF检测结果无显著性改变。但数据显示香草醛组BDNF表达增加，高于嗅球毁损组及模型组。可能有两方面的原因①干预过程中，抑郁症的行为学改变发生在前，脑生化指标改变发生相对滞后，小鼠处死时可能还没有达到脑生化指标改变发生完全的时间点；②可能由于实验中的样本量（每组10只）过少，从而导致阴性结果。免疫组化图片经图像分析处理显示，与模型组及嗅球毁损组相比，香草醛组海马区5-HT表达明显增高，提示香草醛缓解抑郁症可能是通过影响海马区的结构及功能重塑密切相关。 结论 1.抑郁症与嗅觉密切相关。嗅球毁损后可以引起实验动物抑郁样改变。 2.嗅球毁损导致动物产生抑郁样行为的可能原因：嗅球毁损导致动物与外界交流的减少，引起脑内神经递质的改变及相关脑区功能及结构发生改变。 3.香草醛吸嗅可以缓解小鼠抑郁样行为，而嗅球毁损组小鼠抑郁样行为没有得到改善，表明香草醛是通过嗅觉通路而非呼吸系统发挥作用。 4.香草醛缓解抑郁样行为可能是通过调节中枢神经内分泌（皮质醇），影响5-HT等神经递质、影响调节神经再生的神经营养因子如BDNF表达，引起情绪相关脑区结构重塑与功能调整来发挥其作用的。 5.香草醛缓解抑郁样行为为芳香疗法防治抑郁症开辟了新领域。