王 昕,朱珂璇,陳 琳,黃玉芳,趙玉男
(南京中醫(yī)藥大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院實(shí)驗(yàn)研究中心 南京 210046)
人參總皂苷抗皮質(zhì)酮誘導(dǎo)的海馬星形膠質(zhì)細(xì)胞可塑性損傷的作用研 究*
王 昕,朱珂璇,陳 琳,黃玉芳,趙玉男**
(南京中醫(yī)藥大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院實(shí)驗(yàn)研究中心 南京 210046)
目的:觀察人參總皂苷(GTS)對(duì)皮質(zhì)酮(CORT)誘導(dǎo)的小鼠抑郁樣行為以及海馬星型膠質(zhì)細(xì)胞(AS)可塑性損傷的影響,探討GTS抗抑郁的作用機(jī)理。方法:60只C57BL/6N小鼠隨機(jī)分成6組,即Control、CORT、陽性藥、低劑量GTS、中劑量GTS以及高劑量GTS。CORT組連續(xù)5周皮下注射CORT制備小鼠抑郁模型,各給藥組在模型復(fù)制的后3周灌胃給予低劑量GTS(GTSL,每日12.5 mg·kg-1)、中劑量GTS(GTSM, 每日25 mg·kg-1)、高劑量GTS(GTSH,每日50 mg·kg-1)和氟西汀(Flu,每日10 mg·kg-1)。在用藥處理3周之后,進(jìn)行行為學(xué)試驗(yàn)和血清CORT測(cè)定,并采用Western-blot法檢測(cè)海馬膠質(zhì)細(xì)胞源性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子(GDNF)、膠質(zhì)纖維酸性蛋白(GFAP)蛋白的表達(dá)水平,采用免疫組化染色和體視學(xué)方法定量海馬(GFAP)陽性細(xì)胞的數(shù)目。結(jié)果:與對(duì)照組相比,CORT組在行為學(xué)檢測(cè)中,靜止不動(dòng)時(shí)間明顯增加,GDNF、GFAP蛋白表達(dá)水平及海馬GFAP陽性細(xì)胞數(shù)目顯著下調(diào)。GTS各組均能改善模型小鼠的抑郁樣行為,上調(diào)GDNF 、GFAP蛋白水平,增加海馬GFAP陽性細(xì)胞的數(shù)目。結(jié)論:GTS對(duì)CORT誘導(dǎo)的小鼠抑郁樣行為及海馬AS可塑性損傷均有改善作用。
星形膠質(zhì)細(xì)胞 可塑性 人參總皂苷 膠質(zhì)纖維酸性蛋白 膠質(zhì)細(xì)胞源性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子
慢性應(yīng)激可以誘導(dǎo)下丘腦-腺垂體-腎上腺皮質(zhì)軸(Hypothalamus Pituitary Adrenalcortex Axis,HPAA)亢奮,促使糖皮質(zhì)激素水平持續(xù)增高,導(dǎo)致中樞神經(jīng)損傷從而誘發(fā)情感、行為異常,表現(xiàn)出抑郁樣行為[1]。研究表明,星形膠質(zhì)細(xì)胞(Astrocyte,AS)是應(yīng)激的主要靶點(diǎn),慢性應(yīng)激或長(zhǎng)期皮質(zhì)酮注射可以導(dǎo)致大腦前額皮質(zhì)、海馬以及杏仁體的AS形態(tài)學(xué)及其特定的膠質(zhì)纖維酸性蛋白(GFAP)表達(dá)發(fā)生改變,這些改變與應(yīng)激導(dǎo)致的抑郁樣行為密切相關(guān)[2]。此外,通過藥物改善AS的可塑性可有效避免因應(yīng)激引起的抑郁樣行為[3,4]。
人參總皂苷(Ginseng Total Saponins,GTS)是人參的主要活性成分,有廣泛的神經(jīng)活性,并在抗抑郁方面具有一定療效。Kang A等[5]采用強(qiáng)迫游泳、強(qiáng)迫懸尾以及蔗糖水偏好評(píng)估GTS干預(yù)脂多糖誘導(dǎo)的抑郁樣行為,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,GTS具有抗抑郁效果。在慢性應(yīng)激導(dǎo)致的抑郁模型中,GTS也具有抗抑郁的效果[6]。本研究基于長(zhǎng)期皮質(zhì)酮注射誘導(dǎo)的抑郁模型,進(jìn)一步評(píng)價(jià)其抗抑郁的效果,并從海馬AS可塑性角度探討其抗抑郁的可能機(jī)制。
1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物
健康雄性C57BL/6N小鼠60只,體重18-21 g,購(gòu)于江蘇大學(xué),許可證號(hào)SCXK(蘇)2013-0011,飼養(yǎng)于南京中醫(yī)藥大學(xué)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中心動(dòng)物房。
1.2 藥物與試劑
人參Panax ginseng C. A. Meyer的生藥購(gòu)自南京市先聲再康藥店。皮質(zhì)酮(Corticosterone,CORT)(美國(guó)Sigma公 司,批號(hào):C2505)。CORT ELISA測(cè)定試劑盒(Biovalue,批號(hào):15063001)。氟西汀(Fluoxetine,F(xiàn)LU)(蘇州制藥有限公司,批號(hào):8146B)。膠質(zhì)纖維酸性蛋白(Collagen Fibre Acidic Protein,GFAP)、膠質(zhì)源性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子(Glial Derived Neurotrophic Factor,GDNF)單克隆抗體(美國(guó)Santa Cruz公司,批號(hào)分別是SC65343、SC13147)。 辣 根 過 氧 化 物 酶(Horse Radish Peroxidase,HRP)標(biāo)記的山羊抗小鼠IgG及山羊抗兔IgG(北京博奧森生物技術(shù)有限公司,批號(hào):C-0029)。二步法免疫組化檢測(cè)試劑盒PV-9000(北京中杉金橋生物技術(shù)有限公司,批號(hào):K166722D)。其他試劑均為分析純,購(gòu)自南京化學(xué)試劑公司。
1.3 儀器設(shè)備
Spectramax M5多功能酶標(biāo)儀(美國(guó)Molecular Devices公司),U3000超高效液相色譜儀(美國(guó)戴安公司),Western-blot套裝,包括DYY-5D電泳儀電源,DYCZ-25D垂直電泳儀,DYCZ-40G轉(zhuǎn)印電泳儀(北京市六一儀器廠),Tanon 4200全自動(dòng)化學(xué)發(fā)光圖像分析系統(tǒng)(上海天能科技有限公司),Milli-Q Advantage A10超純水儀(美國(guó)Millipore公司),CM1950冰凍切片機(jī)(德國(guó)萊卡儀器有限公司),MBF-NL/SI體視學(xué)分析系統(tǒng)(Stereo Investigator,4.04,澳大利亞MBF公司)。
2.1 動(dòng)物模型的制備
CORT致動(dòng)物抑郁模型參考Zhao Y等的研究[7]。首先將CORT 500 mg溶解于5 mL二甲基亞楓DMSO中,配置成100 mg·mL-1的CORT母液。使用前用生理鹽水稀釋50倍制成2 mg·mL-1的CORT工作液。造模組隨機(jī)時(shí)間點(diǎn)給予皮下注射CORT,注射劑量為20 mg·kg-1·d-1。
2.2 GTS的制備及給藥劑量
GTS的制備方法參照Zhao Y N等的研究[8],人參水煎液經(jīng)大孔吸附樹脂D101,再聯(lián)用陰陽離子交換樹脂得到高純度的GTS,香草醛-濃硫酸比色法測(cè)得總皂苷含量為101.8±2.5%。高效液相色譜法測(cè)定GTS中Rg1、Re、Rd的含量分別為9.20±0.69%、7.52±0.36%、2.89±0.23%。給藥劑量由人臨床常規(guī)用量換算成小鼠用量,設(shè)置3個(gè)劑量組:低劑量GTSL(每日12.5 mg·kg-1)、中劑量GTSM(每日25 mg·kg-1)、高劑量GTSH(每日50 mg·kg-1)。陽性藥物氟西汀劑量組(每日10 mg·kg-1)。
2.3 動(dòng)物分組
60只C57BL/6N小鼠隨機(jī)分成6組:Control、CORT、CORT+FLU、CORT+ GTSL、CORT+GTSM以及CORT+GTSH,每組10只。除Control組給予相同劑量的生理鹽水外,其他各組小鼠均連續(xù)給予5周的CORT皮下注射,后3周開始灌胃給藥(FLU或GTS),Control和CORT組給予相同劑量的蒸餾水。給藥第20天和21天分別進(jìn)行強(qiáng)迫游泳實(shí)驗(yàn)(Forced Swimming Test,F(xiàn)ST)和強(qiáng)迫懸尾實(shí)驗(yàn)(Tail Suspension Test,TST),第22天對(duì)每只小鼠進(jìn)行眼眶取血,4℃離心(3 000 rpm,10 min),取上清液于-20℃保存,待測(cè)血清CORT水平。第23天將每組動(dòng)物隨機(jī)分成兩小組,每組5只,一小組心臟灌注后取腦,用于GFAP免疫組化染色。另一小組處死小鼠,取海馬組織裝入EP管中,放入液氮缸中,用于檢測(cè)GFAP和GDNF蛋白的表達(dá)水平。
2.4 行為學(xué)實(shí)驗(yàn)
2.4.1 小鼠強(qiáng)迫游泳
采用Porsolt等人報(bào)道的方法[9]進(jìn)行FST實(shí)驗(yàn):將小鼠分別放入加有20 cm水深的5 L燒杯中,水溫為20℃。小鼠游泳6 min,記錄小鼠在實(shí)驗(yàn)最后4 min內(nèi)累計(jì)不動(dòng)時(shí)間。不動(dòng)的判定標(biāo)準(zhǔn)為無主動(dòng)逃避行為,如跳躍、探查、游泳、躬起身體等。每只動(dòng)物實(shí)驗(yàn)后更換器皿內(nèi)的水,保持水的清潔,消除動(dòng)物糞便及氣味的干擾。
2.4.2 小鼠強(qiáng)迫懸尾
TST采用Steru L等[10]報(bào)道的方法。在結(jié)束FST后小鼠休息24 h,小鼠頭部離臺(tái)面 25 cm,用膠帶和小鉤對(duì)折小鼠尾尖部約 1 cm 處,使動(dòng)物呈現(xiàn)懸空倒掛狀,每只小鼠懸掛5 min,記錄實(shí)驗(yàn)后4 min小鼠累計(jì)不動(dòng)時(shí)間,不動(dòng)的判定標(biāo)準(zhǔn)是小鼠在空中僅有細(xì)小的肢體動(dòng)作或停止掙扎。
2.5 血清CORT的檢測(cè)
采用CORT ELISA檢測(cè)試劑盒,嚴(yán)格按照說明書操作檢測(cè)。
2.6 Western-blot實(shí)驗(yàn)
取海馬組織,加入預(yù)冷的l mL的RIPA 組織裂解緩沖液,用勻漿機(jī)冰浴勻漿2 min至組織完全裂解,放入4℃離心(12 000 rpm,10 min),吸取上清液,轉(zhuǎn)移至新預(yù)冷的EP管中置于冰上,即為蛋白樣品。樣品加入4倍量的上樣緩沖液,按1:3比例混勻,置100℃金屬浴中變性15 min,4℃冷卻樣品。變性樣品經(jīng)10% SDS-PAGE凝膠電泳后,濕法將膠上的蛋白轉(zhuǎn)移到PVDF膜上。轉(zhuǎn)膜成功后切斷電源,取出雜交膜。將膜用4mL TBST漂洗干凈后,浸于封閉液(1% BSA TBST液)中,37 ℃輕搖1 h。封閉結(jié)束后,一抗4 ℃ 搖床過夜。次日,用TBST 漂洗3次后,加入HRP標(biāo)記的TBST 稀釋的二抗(1:2 000),室溫孵育膜1 h。TBST 再次漂洗3次,采用化學(xué)發(fā)光法,將膜平鋪放入化學(xué)發(fā)光底物孵育,進(jìn)行曝光(時(shí)間約3-15 min不等)顯影。最后,將膜上目的條帶掃描進(jìn)電腦,用Bandscan 軟件進(jìn)行灰度分析,以各樣本灰度值與內(nèi)參β-actin灰度值的比值作為所測(cè)樣品中目的蛋白相對(duì)含量。
2.7 小鼠腦組織灌注固定
5%水合氯醛深度麻醉小鼠后,打開胸腔,迅速暴露心臟,由左心室心尖處進(jìn)針,右心耳剪一缺口,先灌注0.1 mol·L-1PBS 20 mL做心臟灌流,隨后灌注由0.01M PBS(pH=7.4)配制的4%多聚甲醛20 mL,先快后慢,至動(dòng)物全身僵硬、肝臟變白,用時(shí)10-15 min。灌注結(jié)束后,迅速取腦,放入4%多聚甲醛溶液中進(jìn)行外固定24 h。利用小鼠腦模具,取前囟后方1.5-5.0 mm腦組織,將其浸入30%蔗糖溶液于4℃冰箱中直至沉底。應(yīng)用-20℃恒冷冰凍切片機(jī)制作連續(xù)切片,每張切片厚度為60 μm,收集小鼠完整海馬連續(xù)切片約為24張,用于GFAP免疫組化染色。
2.8 GFAP免疫組化染色
取出切片用0.01M PBS(pH=7.4)清冼3次,每次2 min;用3% H2O2處理切片10 min,以阻斷內(nèi)源性過氧化物酶;用PBS沖洗切片3次,按照比例加入一抗GFAP(1:400)孵育液,于4℃冰箱中置搖床上孵育過夜;次日取出切片,用PBS漂洗3次后,用0.3% Triton X-100處理切片20 min,以增加細(xì)胞和組織的通透性,有利于抗原抗體結(jié)合;按比例滴加二抗過氧化物酶標(biāo)記羊抗小鼠/兔Ig G(1:100)聚合物,室溫置搖床上孵育20 min;DAB顯色5-10 min(DAB 1:100),在顯微鏡下觀察染色程度。用自來水終止染色后,常規(guī)脫水、透明、中性樹膠封片、鏡檢。GFAP染色后AS呈棕黃色,清晰可見細(xì)胞體及突起的形態(tài)(圖1)。
圖1 星形膠質(zhì)細(xì)胞GFAP免疫組化染色
圖2 星形膠質(zhì)細(xì)胞計(jì)數(shù)的海馬區(qū)域
2.9 海馬AS數(shù)量的體視學(xué)測(cè)量
GFAP染色的24張海馬連續(xù)切片,每隔4張取1張,共6張納入AS體視學(xué)計(jì)數(shù)。采用Czéh B等[11]報(bào)道的方法,應(yīng)用光學(xué)體視框(50 μm×50 μm)測(cè)定AS總數(shù)。采用半自動(dòng)的系統(tǒng)建立設(shè)置,在4倍鏡下選定海馬區(qū)域(圖2),在40倍的鏡下獲取GFAP陽性AS的圖像,通過顯微鏡輸出到電腦顯示屏上,形成一個(gè)三維光學(xué)解剖計(jì)數(shù)X Y Z軸的立體圖像。在40倍的鏡下聚焦,從光學(xué)體視框的最頂部到最底部由Stereo Investigator 4.04軟件測(cè)量6張切片的實(shí)際厚度,計(jì)算平均厚度。根據(jù)測(cè)量的平均厚度,設(shè)置保護(hù)區(qū)域?yàn)?5 μm。
無偏計(jì)數(shù)框的計(jì)數(shù)原則:能觀察到細(xì)胞核仁地聚焦,且完全落在計(jì)數(shù)框內(nèi)或只與綠線相交而不與紅線相交(圖3)。海馬AS總細(xì)胞數(shù)的計(jì)算公式:誤差系數(shù)來表示(Error Coefficient,EC)。
2.10 數(shù)據(jù)處理
用SPSS 16.0統(tǒng)-計(jì)軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析,計(jì)量資料用(x ±s)表示,多組比較采用單因素方差分析,組間兩兩比較采用LSD檢驗(yàn),P<0.05、P<0.01具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。Ntotal =∑Q_×1/ssf×A(x, y step)/a(frame)×t/h
其中,∑Q_是計(jì)數(shù)AS數(shù)量;ssf是截面取樣率(1/4);A(x, y step)與 每 個(gè)500 μm×500 μm區(qū)域相關(guān)聯(lián)的X,Y運(yùn)動(dòng)(取樣區(qū));a(frame)是50 μm×50 μm的計(jì)算框架的區(qū)域;t是切片的實(shí)測(cè)厚度;而h的密度計(jì)的高度(20 μm))。數(shù)量估計(jì)的精度用
圖3 星形膠質(zhì)細(xì)胞體視學(xué)測(cè)量
圖4 GTS對(duì)抑郁模型小鼠在強(qiáng)迫游泳實(shí)驗(yàn)(A)和懸尾實(shí)驗(yàn)(B)中不動(dòng)時(shí)間的影響(n=10)
3.1 行為學(xué)實(shí)驗(yàn)
單因素方差分析表明:FST(F(5,54)=5.707,P<0.01)和TST(F(5,54)=9.059,P<0.01)組間存在顯著性差異(圖4a和b);進(jìn)一步兩兩比較發(fā)現(xiàn):在FST中,CORT組小鼠靜止不動(dòng)時(shí)間比Control組顯著增加(P<0.01),F(xiàn)LU、GTS 3個(gè)劑量組均能明顯拮抗CORT組小鼠靜止不動(dòng)時(shí)間的延長(zhǎng)(P<0.01)。在TST中,統(tǒng)計(jì)結(jié)果與FST類似。
3.2 血清CORT水平
單因素方差分析表明,組間血清CORT的水平存在明顯差異(F(5.54)=112.747,P<0.01)。進(jìn)一步兩兩比較發(fā)現(xiàn),與Control組相比,模型組小鼠血清CORT的濃度顯著升高(P<0.01),給藥對(duì)模型小鼠CORT的濃度無顯著性影響(圖5)。
3.3 海馬GFAP、GDNF蛋白含量
3.3.1 GFAP蛋白
單因素方差分析表明海馬GFAP蛋白的表達(dá)組間存在顯著性差異(F(5,24)=10.348,P<0.01);進(jìn)一步兩兩比較發(fā)現(xiàn),與Control組相比,CORT組小鼠海馬組織內(nèi)的GFAP蛋白表達(dá)明顯下調(diào)(P<0.01),F(xiàn)LU、GTS 中劑量和高劑量均能顯著上調(diào)CORT組小鼠海馬組織內(nèi)GFAP蛋白的表達(dá)(P<0.01)(圖6b)。
3.3.2 GDNF蛋白
單因素方差分析表明海馬GDNF蛋白的表達(dá)組間存在顯 著 性 差 異(F(5,24)=8.781,P<0.01);進(jìn)一步兩兩比較發(fā)現(xiàn),與Control組相比,CORT組小鼠海馬組織內(nèi)該蛋白表達(dá)明顯下降(P<0.01),F(xiàn)LU(P<0.01)和 GTS 3個(gè) 劑 量(P<0.05)均能顯著拮抗CORT組小鼠海馬組織內(nèi)GDNF蛋白的表達(dá)下調(diào)(圖6c)。
3.4 海馬GFAP陽性AS的體視學(xué)計(jì)數(shù)
每組每只小鼠海馬AS數(shù)目的體視學(xué)測(cè)定結(jié)果詳見表1。單因素方差分析表明:海馬GFAP陽性AS的數(shù)目組間存在顯著性差異(F(5,24)=9.142,P<0.01)。進(jìn)一步兩兩比較發(fā)現(xiàn):與Control組比,CORT組小鼠海馬GFAP陽性細(xì)胞數(shù)明顯下降(P<0.01);與CORT組比,CORT+FLU、CORT+GTSM、CORT+GTSH組的GFAP陽性細(xì)胞數(shù)目明顯上調(diào)(P<0.01)。
圖5 GTS對(duì)抑郁模型小鼠血清CORT水平的影響(n=10)
圖6 GTS對(duì)抑郁模型小鼠海馬GFAP(b)和GDNF(c)蛋白含量的影響(n=5)
圖7 GTS對(duì)抑郁模型小鼠海馬AS數(shù)目的影響(n=5)
4.1 GTS抗抑郁的作用
本實(shí)驗(yàn)采用長(zhǎng)期皮質(zhì)酮注射致抑郁動(dòng)物模型,觀察GTS抗抑郁的作用。早前Iijima M等[12]對(duì)該模型進(jìn)行了藥理學(xué)特性評(píng)價(jià),已被國(guó)內(nèi)外多個(gè)研究團(tuán)隊(duì)用于抗抑郁藥物或機(jī)理的研究。本實(shí)驗(yàn)的行為學(xué)檢測(cè)結(jié)果顯示:與Control組相比,CORT組小鼠靜止不動(dòng)的時(shí)間明顯延長(zhǎng),與Zhao Y等的研究結(jié)果一致,說明CORT組小鼠出現(xiàn)抑郁樣行為,造模成功。與CORT組相比,GTS各組長(zhǎng)期給藥均能使模型動(dòng)物靜止不動(dòng)的時(shí)間縮短,表現(xiàn)出抗抑郁活性,與其它研究人員得到的結(jié)果類似。如GTS能顯著改善模型小鼠抑郁行為及生化指標(biāo)[13]。GTS可明顯改善小鼠在“行為絕望”模型中的運(yùn)動(dòng)能力,具有一定抗抑郁作用[14]。血清CORT結(jié)果分析發(fā)現(xiàn)GTS對(duì)改善外源性CORT所致的抑郁樣行為并非通過降低血清CORT水平,可能是通過中樞機(jī)制保護(hù)神經(jīng)元不受損傷。為此,本文進(jìn)一步從海馬AS可塑性角度,探討 GTS改善抑郁樣行為的作用機(jī)制。
表1 GTS對(duì)抑郁模型小鼠海馬AS數(shù)目的影響
4.2 GTS拮抗皮質(zhì)酮誘導(dǎo)的海馬AS可塑性損傷
海馬AS可塑性是在內(nèi)外環(huán)境變化的刺激下,在整個(gè)生命過程中,能改變其自身特性,其表型上呈現(xiàn)出很大程度的可變性或通過改變自身特性適應(yīng)損傷刺激的能力,包括結(jié)構(gòu)可塑性和功能可塑性。AS結(jié)構(gòu)可塑性表現(xiàn)在As數(shù)目、As胞體體積以及突起的變化[15];AS通過其形態(tài)學(xué)上的變化,改變其與神經(jīng)元之間的空間體積、排布及覆蓋情況,從而不同程度地抑制或加強(qiáng)突觸的形成。AS功能可塑性主要表現(xiàn)為As活性的改變,尤其是GFAP mRNA轉(zhuǎn)錄和相關(guān)蛋白表達(dá)量的高低改變等。GFAP蛋白表達(dá)升高,其AS活化;反之表現(xiàn)為AS功能下降。GFAP在維持AS的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)能力、AS和神經(jīng)元之間信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、神經(jīng)元可塑性及血腦屏障等方面都發(fā)揮著重要作用。GDNF是由AS釋放的一種特異性保護(hù)神經(jīng)元損傷的神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子,在中樞神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育中存在多種相互關(guān)聯(lián)的信號(hào)傳導(dǎo)通路,能夠促進(jìn)發(fā)育中神經(jīng)元的存活、分化及正確遷移,與應(yīng)激導(dǎo)致的神經(jīng)元損傷的關(guān)系較為密切[19]。
體視學(xué)分析結(jié)果顯示:與Control組比,CORT組小鼠AS數(shù)目明顯下降,表明長(zhǎng)期注射CORT可使海馬GFAP陽性的AS數(shù)目減少,該實(shí)驗(yàn)結(jié)果與Czéh B等[11]、Tynan R J等[16]、Liu Q等[17]以及Zhang H等[18]的發(fā)現(xiàn)一致。與CORT組相比,GTSM、GTSH組均能提高模型小鼠海馬AS數(shù)目,提示GTS可拮抗CORT誘導(dǎo)的海馬結(jié)構(gòu)可塑性損傷。Westernblot結(jié)果顯示:與Control組相比,CORT組小鼠GFAP、GDNF蛋白表達(dá)均顯著下降;與CORT組相比,GTSM、GTSH組均能上調(diào)模型小鼠海馬組織內(nèi)GFAP、GDNF蛋白的表達(dá),提示GTS可拮抗CORT誘導(dǎo)的海馬功能可塑性損傷。大量研究表明:海馬AS的可塑性在動(dòng)物抑郁樣行為中扮演重要角色[2,11,17,20-22],因此GTS抗長(zhǎng)期皮質(zhì)酮注射導(dǎo)致的抑郁樣行為的作用機(jī)制可能是通過調(diào)節(jié)海馬AS的結(jié)構(gòu)和功能可塑性而實(shí)現(xiàn)的。
綜上所述,GTS有如下特點(diǎn):①具有抗抑郁樣行為作用;②提高小鼠海馬GFAP陽性細(xì)胞數(shù)目,改善海馬AS可塑性;③上調(diào)GDNF、GFAP蛋白表達(dá),保護(hù)海馬神經(jīng)元。本研究認(rèn)為,GTS抗抑郁的作用可能與改善AS的可塑性有關(guān)。
參考文獻(xiàn)
1 Zhao Y, Xie W, Dai J, et al. The varying effects of short-term and longterm corticosterone injections on depression-like behavior in mice. Brain Res, 2009, 1261:82-90.
2 Bender C L, Calfa G D, Molina V A. Astrocyte plasticity induced by emotional stress: A new partner in psychiatric physiopathology? Prog Neuropsychopharmacol Biol Psychiatry, 2016, 65:68-77.
3 王敏建, 況利, 李大奇. 抗抑郁藥物對(duì)抑郁模型大鼠海馬星形膠質(zhì)細(xì)胞的作用. 重慶醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào),2006,31(4):509-512.
4 黃倩,楚世峰,連曉媛,等. 人參皂苷Rg1的抗抑郁作用及其作用機(jī)制. 神經(jīng)藥理學(xué)報(bào),2013,3(1):1-11.
5 Kang A, Hao H, Zheng X, et al. Peripheral anti-inflammatory effects explain the ginsenosides paradox between poor brain distribution and anti-depression efficacy. J Neuroinflammation, 2011, 8:100-113.
6 Dang H, Chen Y, Liu X, et al. Antidepressant effect of ginseng total saponins in the forced swimming test and chronic mild stress models of depression. Prog Neuropsychopharmacol Biol Psychiatry, 2009, 33(8):1417-1424.
7 Zhao Y, Ma R, Shen J, Su H, Xing D, et al. A mouse model of depression induced by repeated corticosterone injections. Eur J Pharmacol, 2008, 581(1-2):113-120.
8 Zhao Y N, Wang Z L, Dai J G, et al. Preparation and quality assessment of high-purity ginseng total saponins by ion exchange resin combined with macroporous adsorption resin separation. Chin J Nat Med, 2014, 12(5): 382-392.
9 Porsolt R D, Anton G, Blavet N, et al. Behavioral despair inrats: a new model sensitive to antidepressant treatments. Eur J Pharmacol, 1978, 47(4):379-391.
10 Steru L, Chermat R, Thierry B, et al. The tail suspension test: a new method for screening antidepressants in mice. Psychopharmacology (Berlin), 1985, 85(3):367-370.
11 Czéh B, Simon M, Schmelting B, et al. Astroglial plasticity in the hippocampus is affected by chronic psychosocial stress and concomitant fluoxetine treatment. Neuropsychopharmacology, 2006, 31(8):1616–1626.
12 Iijima M, Ito A, Kurosu S, et al. Pharmacological characterization of repeated corticosterone injection-induced depression model in rats. Brain Res, 2010, 1359:75-80.
13 劉麗琴,羅艷,張瑞睿,等. 人參皂苷對(duì)慢性應(yīng)激抑郁模型大鼠行為學(xué)及HPA軸、BDNF的影響. 中國(guó)中藥雜志,2011,36(10):1342-1347.
14 陶震,魯毅,司梁宏,等. 人參總皂苷對(duì)小鼠的抗抑郁作用. 藥學(xué)與臨床研究,2010,18(4):360-362.
15 姚君茹,潘三強(qiáng),呂來清. 星形膠質(zhì)細(xì)胞的可塑性. 解剖學(xué)研究,2002,24(1):49-51.
16 Tynan R J, Beynon S B, Hinwood M, et al. Walker FR chronic stressinduced disruption of the astrocyte network is driven by structural atrophy and not loss of astrocytes. Acta Neuropathol, 2013, 126(1):75-91.
17 Liu Q, Li B, Zhu H Y, et al. Glia atrophy in the hippocampus of chronic unpredictable stress-induced depression model rats is reversed by electroacupuncture treatment. J Affect Disord, 2011, 128(3):309-313.
18 Zhang H, Zhao Y, Wang Z. Chronic corticosterone exposure reduces hippocampal astrocyte structural plasticity and induces hippocampal atrophy in mice. Neurosci Lett, 2015, 592:76-81.
19 陳琳,戴建國(guó),王中立,等. 腦內(nèi)膠質(zhì)細(xì)胞源性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子及其受體復(fù)合物研究進(jìn)展. 中國(guó)藥理學(xué)通報(bào),2013,29(3):315-318.
20 Banasr M, Duman R S. Glial loss in the prefreontal cortex is sufficient to induce depressive-like behaviors. Biol Psychiatry, 2008, 64(10):863-870.
21 Domin H, Szewczyk B, Wo?niak M, et al. Antidepressant-like effect of the mGluR5 antagonist MTEP in an astroglial degeneration model of depression. Behav Brain Res, 2014, 273:22-33.
22 Sun J D, Liu Y, Yuan Y H, et al. Gap junction dysfunction in the prefrontal cortex induces depressive-like behaviors in rats. Neuropsychopharmacology, 2012, 37(5):1305-1320.
Effects of Ginseng Total Saponins on Hippocampal Astrocytes Plasticity Impairment Induced by Repeated Corticosterone Injection
Wang Xin, Zhu Kexuan, Chen Lin, Huang Yufang, Zhao Yunan
(Research Center, Basic Medical College, Nanjing University of Chinese Medicine, Nanjing 210046, China)
This study aimed to probe the effects of ginseng total saponins (GTS) on the plasticity impairment of hippocampal astrocyte (AS) stimulated by corticosterone (CORT) and to elucidate the antidepressant mechanisms of GTS. Sixty male mice were divided into six matched groups: the control group, the CORT group, the lowdose GTS (12.5 mg·kg-1) plus CORT (GTSL) group, the moderate-dose GTS (25 mg·kg-1) plus CORT (GTSM) group, the high-dose GTS (50 mg·kg-1) plus CORT (GTSH) group, and the fluoxetine plus CORT (FLU) group.CORT had been subcutaneously administered once a day for 5 weeks. 2 weeks after CORT injection, GTS and FLU had been intragastrically administered daily for 3 weeks. After the 3 weeks’ treatment, the depression-like behavior of the mice was noted and serum CORT concentration was detected. Western blot was adopted to analyze the protein expression of hippocampal glial derived neurotrophic factor (GDNF) and glial fibers acidic protein (GFAP). The stereology in combination with immunohistochemical staining was used to quantify GFAP-positive cells in the hippocampus. As a result, compared with the control group, the immobility time of the CORT group significantly increased, and the protein level of GDNF and GFAP and the GFAP-positive cell count significantly decreased. GTS reversed the changes of depression-like behavior, GDNF and GFAP protein expressions, and the number of GFAP-positive cells stimulated by CORT. In conclusion, it was demonstrated that GTS suppressed the depression-like behavior of the mice and the plasticity impairment of AS in the hippocampus induced by CORT.
Astrocyte, plasticity, ginseng total saponins, glial fibrillary acidic protein, glial cell line-derived neurotrophic factor
10.11842/wst.2016.09.023
R965
A
(責(zé)任編輯:馬雅靜,責(zé)任譯審:朱黎婷)
2016-09-19
修回日期:2016-09-19
* 國(guó)家自然科學(xué)基金委青年基金項(xiàng)目(81303246):腦局部糖原代謝在人參總皂苷抗應(yīng)激致海馬結(jié)構(gòu)可塑性損傷中的作用研究,負(fù)責(zé)人:趙玉男;江蘇省高校優(yōu)勢(shì)學(xué)科建設(shè)工程資助項(xiàng)目(中西醫(yī)結(jié)合),負(fù)責(zé)人:黃熙。
** 通訊作者:趙玉男,副教授,主要研究方向:中藥藥理學(xué)。