慢性溫和不可預(yù)知性刺激致大鼠抑郁癥模型的病理機(jī)制研究進(jìn)展

趙 瑞，杜冠華

(中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院 北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院，藥物研究所 國家藥物篩選中心，北京 100050)

抑郁癥是一種發(fā)病率逐年上升的疾病，因其嚴(yán)重者會產(chǎn)生自殺傾向，所以嚴(yán)重危害人類的生命健康。臨床上治療抑郁癥的藥物有很多類，但是都存在一定的缺陷。WHO已將抗抑郁藥列為21世紀(jì)最需迫切開發(fā)的藥物之一，要找到起效更快、毒性更小的藥物，動物模型的應(yīng)用必不可少，現(xiàn)有比較接近抑郁癥臨床表現(xiàn)的動物模型是大鼠長期慢性溫和不可預(yù)知性應(yīng)激(CUMS)導(dǎo)致的病理模型。

CUMS模型是1987年由Willner P等人建立的，該模型通過在5～9周的時間內(nèi)慢性給與大鼠多種溫和但是不可預(yù)知的刺激，導(dǎo)致動物對糖水的偏嗜降低，糖水消耗量減少，造模2周即可以表現(xiàn)出該類癥狀，并且在造模結(jié)束后2周仍然可以表現(xiàn)該癥狀。在療效上：使用三環(huán)類抗抑郁藥物1周無效，而在治療2～4周后起效?？傮w來看該模型很好的模擬了人類抑郁癥心境低落、快感缺失的癥狀，并且通過給與藥物治療能夠很好的重現(xiàn)三環(huán)類抗抑郁藥物臨床治療起效的時間窗，也證明這一模型是很好的抑郁癥機(jī)制及抗抑郁藥物治療效果研究的動物模型［1］。

鑒于以上的原因這一模型已經(jīng)被廣泛復(fù)制并應(yīng)用于有關(guān)抑郁癥的研究中，隨著廣泛應(yīng)用，研究者不斷的對模型進(jìn)行完善并通過與自己的研究內(nèi)容結(jié)合，豐富了對該模型的病因病理的闡述并且擴(kuò)大了應(yīng)用的范圍。已有研究者總結(jié)了該模型的多種優(yōu)點(diǎn)：它能表現(xiàn)出抑郁癥的一系列癥狀；生物學(xué)指標(biāo)包括睡眠、神經(jīng)遞質(zhì)水平均產(chǎn)生了類似抑郁癥的變化；同時免疫系統(tǒng)及內(nèi)分泌系統(tǒng)的系列影響均重現(xiàn)了人類抑郁癥的相關(guān)變化。使用幾大類抗抑郁藥物治療則可以在3～4周逆轉(zhuǎn)抑郁癥快感缺失的核心癥狀［2］。

事實(shí)上該抗抑郁模型產(chǎn)生以上典型的抑郁癥表現(xiàn)有著更加根本的病因病理，通過對模型動物相關(guān)基因及表達(dá)蛋白質(zhì)等方面的影響進(jìn)行分析，能夠更加深層次的了解抑郁癥發(fā)病機(jī)制及相關(guān)治療藥物的優(yōu)缺點(diǎn)，從而為人類找到抑郁癥根本的發(fā)病原因并真正治愈這一疾病提供可能性。在此僅將該模型引起的受體、神經(jīng)肽類、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路信號分子等方面改變的病理機(jī)制研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

Papp M等研究發(fā)現(xiàn) CUMS在造模后7周神經(jīng)系統(tǒng)中皮層的β腎上腺素受體、5-HT1A受體和海馬的5-HT2受體與配體的最大結(jié)合容量值(Bmax)增加，而在給與三環(huán)類抗抑郁藥物4周后逆轉(zhuǎn)了β腎上腺素受體、海馬的5-HT2以上的改變，但是增加5-HT1A受體最大結(jié)合容量值。而5-HT1A受體的變化卻不能在正常動物重現(xiàn)，但是藥物治療不能改變平衡解離常數(shù)(Kd)［3］。許晶等人的研究則顯示模型大鼠海馬5-HT1A受體(5-HT1AR)特異性結(jié)合明顯下降，藥物治療三環(huán)類藥物治療可以使特異性結(jié)合能力提高，而5-羥色胺再攝取抑制劑(SSRI)氟西汀對這一環(huán)節(jié)沒有影響［4］。

Li YC等研究發(fā)現(xiàn)造模3周的雄性慢性抑郁模型大鼠海馬的大麻素受體1(CB1)的表達(dá)下調(diào)，其中背側(cè)區(qū)域的改變明顯強(qiáng)于腹側(cè)，雌性大鼠的改變正好相反，僅在海馬的腹側(cè)區(qū)域觀察到 CB1的上調(diào)。兩者脂肪酸酰胺水解酶(FAAH)的表達(dá)均提高。由此可見兩性的內(nèi)生大麻系統(tǒng)在抑郁癥的發(fā)生及治療過程中均需要重視，可能需要制定針對不同性別的特異性治療方案［5］。

Wu LM等研究在抑郁癥發(fā)病過程中海馬 CA3區(qū)興奮性氨基酸(EAA)的釋放增加，而糖皮質(zhì)激素可以加重這一損害過程，另外糖皮質(zhì)激素增加突觸素Ⅰ的表達(dá)，后者在神經(jīng)遞質(zhì)的釋放過程中起到重要作用。在造模21天的動物海馬突觸素Ⅰ的水平出現(xiàn)區(qū)域差異，在齒狀回(DG/CA3)升高而CA1區(qū)降低，經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)兩者的改變具有相關(guān)性，而且這種改變與抑郁相關(guān)的行為有相關(guān)性，研究還發(fā)現(xiàn)給與糖皮質(zhì)激素受體拮抗劑米非司酮一周后可以明顯改善突觸素Ⅰ的水平和對應(yīng)的抑郁行為，從而證明了糖皮質(zhì)激素受體拮抗劑發(fā)揮快速抗抑郁效應(yīng)與突觸素相關(guān)［6］。Mao QQ等研究表明造模6周的CUMS大鼠在血清皮質(zhì)酮水平升高的同時海馬區(qū)域糖皮質(zhì)激素受體(GR)的mRNA水平、海馬和大腦皮層腦源性神經(jīng)生長因子(BDNF)的mRNA水平均降低［7］。Yuan TT等研究發(fā)現(xiàn)應(yīng)激大鼠模型造模后海馬區(qū)域的谷氨酸水平升高、NMDA受體和AMPA受體水平降低，并且研究者發(fā)現(xiàn)海馬區(qū)域注射D1受體激動劑可以降低海馬區(qū)域谷氨酸的水平其抗抑郁效果由AMPA受體介導(dǎo)［8］。

Nollet M等研究了下丘腦表達(dá)的兩種肽類：食欲素(OXs)和黑色素聚集素(MCH)后者是種小型蛋白，他們負(fù)責(zé)肌體的一些自律行為。而在抑郁癥發(fā)病中，他們發(fā)生改變，研究者通過觀察食欲素(OXs)和黑色素聚集素及他們的受體、Fos蛋白等的相互關(guān)系發(fā)現(xiàn)：食欲素能的神經(jīng)元在下丘腦背側(cè)較外側(cè)核團(tuán)活躍，模型導(dǎo)致丘腦和下丘腦的OX受體2表達(dá)減少，MCH及其受體的表達(dá)沒有受到影響［9］。

Kim H等通過免疫組化研究證實(shí)造模8周的慢性應(yīng)激大鼠丘腦、下丘腦的部分核團(tuán)、弓狀核的神經(jīng)肽Y的表達(dá)減少而與之對應(yīng)的腸促胰肽酶的表達(dá)升高，并認(rèn)為兩者的改變與抑郁癥以及攝食障礙、焦慮等具有相關(guān)性［10］。Sergeyev V等的研究也表明在CUMS造模后3周檢測腦內(nèi)不同腦區(qū)的神經(jīng)肽Y，P物質(zhì)、甘丙肽的mRNA水平改變，發(fā)現(xiàn)海馬齒狀回的神經(jīng)肽Y的水平明顯降低，但是弓狀核內(nèi)神經(jīng)肽Y的水平升高，腹背正中、側(cè)面下丘腦核團(tuán)的P物質(zhì)水平升高，與之對應(yīng)的背中線和側(cè)面下丘腦核團(tuán)的甘丙肽的mRNA水平降低，結(jié)果提示了以上三種神經(jīng)肽類的改變是抑郁癥發(fā)病的潛在機(jī)制［11］。Lin YH等研究了一種可能與該應(yīng)激模型出現(xiàn)食欲減退相關(guān)的蛋白-胰相關(guān)蛋白(BPRP)的表達(dá)，在造模3周的大鼠腦內(nèi)單胺氧化酶A和B的活性明顯升高，而胰腺的BPRP水平明顯降低，解釋了應(yīng)激大鼠出現(xiàn)糖尿病相關(guān)癥狀的原因。BPRP在海馬區(qū)域的分布未發(fā)生明顯改變［12］。

Nowak B等研究了應(yīng)激模型對海馬齒狀回(DG)和CA1、CA3區(qū)的免疫反應(yīng)性神經(jīng)元中鈣結(jié)合蛋白D-28K(CB)和小清蛋白的影響，同時檢測細(xì)胞的增值(Ki-67表達(dá))和凋亡特性(活化caspase-3)，結(jié)果證實(shí)顆粒細(xì)胞(GC)的數(shù)量明顯減少，齒狀回的CB免疫反應(yīng)性神經(jīng)元發(fā)生改建而CA3區(qū)的此類細(xì)胞發(fā)生損傷，這些變化與增殖及凋亡無關(guān)，研究結(jié)果證實(shí)在應(yīng)激模型的病變區(qū)域鈣結(jié)合特性神經(jīng)元的表達(dá)參數(shù)發(fā)生變化并推測這些變化與抑郁癥狀相關(guān)［13］。

Gr?nli J等觀察造模5周的大鼠海馬區(qū)域的腦源性神經(jīng)生長因子(BDNF)和反應(yīng)元件結(jié)合蛋白(CREB)的水平，結(jié)果顯示模型組的海馬齒狀回而不是全部海馬區(qū)域BDNF表達(dá)水平減少，CREB第133位的絲氨酸磷酸化水平降低，說明 BDNF水平降低和 CREB活性下降在抑郁癥發(fā)病中扮演重要角色［14］。

Yang C等人研究了抑郁癥發(fā)生后神經(jīng)系統(tǒng)細(xì)胞骨架的改變情況，觀察了CUMS模型大鼠海馬區(qū)域神經(jīng)元微管相關(guān)蛋白MAP-2、磷酸化MAP-2、α-微管蛋白等的變化情況，結(jié)果顯示模型大鼠的微管動力學(xué)的損傷、磷酸化MAP-2的水平降低，反映了模型對于神經(jīng)細(xì)胞的發(fā)生有影響［15］。Bisaz R等人證實(shí)CUMS模型中與神經(jīng)細(xì)胞重塑相關(guān)的神經(jīng)細(xì)胞黏附分子(NCAM)在海馬區(qū)域的表達(dá)減少，并發(fā)現(xiàn)NCAM減少與動物的焦慮情緒及皮質(zhì)酮反應(yīng)增強(qiáng)，在給與NCAM的類似物進(jìn)行治療后可以緩解以上癥狀，也提示 NCAM有作為新的治療靶點(diǎn)地可能性［16］。

Bachis A等的研究則顯示在造模5周的大鼠即可以出現(xiàn)大腦皮層caspase-3陽性神經(jīng)元增多，表現(xiàn)與皮質(zhì)酮水平增加，抑郁癥狀出現(xiàn)相一致，證明抑郁癥發(fā)生時出現(xiàn)了皮層神經(jīng)元凋亡趨勢［17］。Yang D等人將臨床上抑郁癥發(fā)生時嗅球部位的敏感性降低及嚴(yán)重抑郁癥患者嗅球體積減小聯(lián)系到應(yīng)激模型，發(fā)現(xiàn)慢性應(yīng)激導(dǎo)致嗅球部位的突觸素(synaptophysin)表達(dá)下調(diào)而突觸融合蛋白(syntaxin)上調(diào)，同時觀察到嗅球體積減小和功能紊亂，證明該模型與臨床具有一致性［18］。

Laugeray A研究了 CUMS模型導(dǎo)致的色氨酸-犬尿酸通路的改變，犬尿酸通路(KP)有別于5-HT合成通路中的色氨酸通路(TRP)，在應(yīng)激模型中應(yīng)激刺激可以產(chǎn)生一些刺激神經(jīng)系統(tǒng)的化合物：喹啉酸(QUIN)和犬尿喹啉酸(KYNA)，研究者檢測了大腦皮質(zhì)及皮質(zhì)下區(qū)域5-HT通路的色氨酸(TRP)、5-HT、5-HIAA和KP通路的犬尿氨酸(KYN)、QUIN、KYNA，發(fā)現(xiàn)在腦內(nèi)5-HT和犬尿氨酸呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)，外周TRP和KP呈現(xiàn)分解代謝加強(qiáng)。另外發(fā)現(xiàn)在皮質(zhì)下區(qū)域KYN優(yōu)先通過KP代謝，而在皮層水平此通路的則衰減，研究者推測KP這一變化和中樞神經(jīng)系統(tǒng)谷氨酸能神經(jīng)元參與抑郁癥發(fā)病的情況相關(guān)［19］。以上研究者還證實(shí) KP的異常是引起焦慮和抑郁癥行為異常的關(guān)鍵影響因素，外周高的KYN/TRP的比值與中樞神經(jīng)系統(tǒng)皮質(zhì)5-HT代謝增加及杏仁核KYNA減少有相關(guān)性，應(yīng)激條件下外周KP水平的提高可能是中樞神經(jīng)系統(tǒng)生化改變和行為學(xué)變化的基礎(chǔ)，也證明它對于情緒調(diào)控的重要性［20］。

綜合以上的研究結(jié)果表明抗抑郁研究病變部位主要集中的區(qū)域是皮層、丘腦、下丘腦和海馬，研究證明了這些區(qū)域的一些神經(jīng)肽類的表達(dá)量的變化、遞質(zhì)生成通路的改變、一些與抑郁癥相關(guān)的受體、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的蛋白水平等的影響；還結(jié)合性別、凋亡等因素研究了多種因子的改變。總之研究者努力發(fā)現(xiàn)抑郁癥表現(xiàn)與機(jī)制之間的關(guān)聯(lián)性，從而尋找到疾病發(fā)生的根本原因，并將這些具有相關(guān)性的因子發(fā)展為潛在的藥物靶點(diǎn)，為尋找到具有新機(jī)制的有效抗抑郁藥物提出希望。

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