慢性應(yīng)激誘發(fā)抑郁行為的炎性機制研究.pdf

1、抑郁癥是復(fù)雜的、多因素相互作用的結(jié)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(yīng)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(xiàn)有抗抑郁藥和治療手段尚不能滿足臨床需要。一方面，現(xiàn)有抗抑郁藥存在嚴(yán)重副作用，臨床起效慢;另一方面，相當(dāng)一部分抑郁患者對現(xiàn)有抗抑郁藥無療效反應(yīng)，且近半數(shù)抑郁患者治療停止后出現(xiàn)復(fù)發(fā)。因此，多角度闡明應(yīng)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(xiàn)實意義。
　　 隨著對抑郁癥研究的不斷深入，學(xué)者們提出了一系列關(guān)于抑郁癥發(fā)病機制的假說或?qū)W說，包括單胺假說、神經(jīng)退行性假說、細胞因子學(xué)說、下丘腦-垂體-腎上腺皮質(zhì)(hypothalamic-pituitary-adrenal，HPA)軸功能障礙假說等。其中，細胞因子學(xué)說自1991年提出以來即引起廣泛關(guān)注，并在過去二十年的時間里被眾多學(xué)者不斷論證補充。該學(xué)說認為抑郁癥可能與免疫激活導(dǎo)致細胞因子的過度分泌有關(guān)。

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(xiàn)，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(yīng)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(yīng)激暴露，特別是慢性應(yīng)激，同樣也能誘發(fā)人及實驗動物抑郁行為的出現(xiàn)。免疫激活和應(yīng)激具有相似的行為學(xué)效應(yīng)。因此，免疫炎性反應(yīng)可能是應(yīng)激調(diào)控抑郁進程的作用機制之一。
　　 細胞因子間相互調(diào)節(jié)，構(gòu)成一個復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，每種細

4、胞因子除誘導(dǎo)自身合成外，還可以通過級聯(lián)反應(yīng)(cascade)的方式誘導(dǎo)其他細胞因子的合成，包括TNFα、IL-1β、IL-6等。中樞內(nèi)，神經(jīng)元、星形膠質(zhì)細胞、小膠質(zhì)細胞也構(gòu)成細胞因子網(wǎng)絡(luò)，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(jīng)性基礎(chǔ)為外周促炎細胞因子參與神經(jīng)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(jīng)兩種途徑進入中樞。
　　 細胞因子參與調(diào)節(jié)抑郁

5、進程的可能機制包括調(diào)節(jié)神經(jīng)遞質(zhì)代謝、影響神經(jīng)內(nèi)分泌功能等。近年來，隨著抑郁癥細胞因子學(xué)說的發(fā)展，犬尿氨酸通路(kynurenine pathway,KP)在這一學(xué)說中的作用日益凸顯。在哺乳動物，與抑郁密切相關(guān)的神經(jīng)遞質(zhì)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(dǎo)型酶，可被多種炎性因子所誘導(dǎo)，且細胞因子間具有協(xié)同效應(yīng)。其中IFNγ和TNFα是其強誘導(dǎo)劑。機體免疫系統(tǒng)激活引起細胞因子的過度分泌，誘導(dǎo)激活I(lǐng)DO，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(jīng)傳遞。因此，IDO在抑郁癥細胞因子學(xué)說中的地位至關(guān)重要。但IDO是否介導(dǎo)慢性應(yīng)激誘導(dǎo)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(xué)說

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

8、子，并從IDO的角度初步闡明其介導(dǎo)抑郁發(fā)病的可能機制。具體內(nèi)容包括:
　　 1.慢性應(yīng)激性抑郁動物模型的建立與鑒定。采用慢性不可預(yù)見輕度應(yīng)激性抑郁小鼠模型，將心理性、生理性應(yīng)激方式交替聯(lián)合應(yīng)用，最大程度地模擬人類所處的復(fù)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(chǔ)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(jié)果顯示，慢性輕度應(yīng)激使小鼠體重增長減緩;使小鼠糖水

9、偏愛分數(shù)時間依賴性降低。應(yīng)激作用1、2周后，與對照組相比，糖水偏愛分數(shù)無明顯改變，但第2周時出現(xiàn)下降趨勢;應(yīng)激作用3、4周后，糖水偏愛分數(shù)顯著降低。氟西汀可以明顯阻斷慢性應(yīng)激引起的小鼠糖水偏愛降低。應(yīng)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(jié)果表明，應(yīng)激性抑郁模型建立成功。
　　 2.炎癥在慢性應(yīng)激誘發(fā)抑郁行為中的作用?；趹?yīng)激與免疫激活、免疫激活與抑郁癥的關(guān)系，我們推測免疫激活引起的炎癥反應(yīng)可能參與調(diào)節(jié)

10、慢性應(yīng)激誘發(fā)抑郁行為的過程。應(yīng)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(jié)果發(fā)現(xiàn)，慢性應(yīng)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(yīng)激作用3周后，與對照組相比，小鼠糖水偏愛分數(shù)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(yīng)激引起的上述抑郁行為;用藥4周后，結(jié)果與第3周時相似，米諾環(huán)素可以明顯阻斷應(yīng)激引起的小鼠抑郁行為，包括糖水偏愛

11、分數(shù)的降低和不動時間的延長。為了進一步確證炎癥在介導(dǎo)慢性應(yīng)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(yīng)激刺激持續(xù)，觀察動物抑郁行為是否會出現(xiàn)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，停藥2周后，在應(yīng)激的持續(xù)作用下小鼠出現(xiàn)糖水偏愛降低和不動時間延長的抑郁行為表現(xiàn)。同時，我們還觀察了慢性應(yīng)激及米諾環(huán)素對小鼠外周和中樞炎癥反應(yīng)的影響。結(jié)果顯示，慢性應(yīng)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(nèi)TNFα蛋白表達

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

13、，而米諾環(huán)素可以阻斷應(yīng)激效應(yīng)，對皮層神經(jīng)元具有明顯的保護作用。
　　 3.IDO在慢性應(yīng)激誘發(fā)抑郁行為中的作用。前面實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)，慢性應(yīng)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(diào)。IDO是炎癥誘導(dǎo)型酶。我們推測慢性應(yīng)激可能通過觸發(fā)免疫炎性反應(yīng)激活I(lǐng)DO，影響神經(jīng)遞質(zhì)的代謝，從而誘發(fā)動物抑郁行為。由此，我們觀察了應(yīng)激對IDO表達及其活性的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，慢性應(yīng)激使IDO mRNA表達及活性明顯增強。在此基礎(chǔ)上運

14、用IDO特異性拮抗劑1-MT，觀察其對應(yīng)激誘導(dǎo)的動物抑郁行為的改善效應(yīng)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，IDO可以明顯阻斷慢性應(yīng)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(jié)果提示，IDO在介導(dǎo)慢性應(yīng)激誘發(fā)抑郁行為中起重要作用。
　　 4.TNFα參與介導(dǎo)慢性應(yīng)激誘發(fā)抑郁行為。前面實驗發(fā)現(xiàn)，慢性應(yīng)激暴露后只有TNFα在外周及中樞蛋白表達均上調(diào)，TNFα是IDO的強誘導(dǎo)劑，由此我們推測TNFα在介導(dǎo)應(yīng)激所

15、致IDO活化及動物抑郁行為中起關(guān)鍵作用。應(yīng)用TNFα單克隆抗體英夫利昔阻斷其生物學(xué)效應(yīng)，觀察應(yīng)激誘導(dǎo)的動物抑郁行為的改善效果。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，英夫利昔可以完全阻斷慢性應(yīng)激引起的TNFα蛋白表達升高，并且可以明顯拮抗慢性應(yīng)激引起的小鼠抑郁行為，包括糖水偏愛分數(shù)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(xiàn)，英夫利昔可以明顯阻斷慢性應(yīng)激引起的IDO mRNA表達上調(diào)。另外，尼氏染色發(fā)現(xiàn)，英夫利昔明顯抑制慢性應(yīng)激引起的皮層神經(jīng)元損傷