2024年1月2日发(作者:国际油价最新信息)

生堡堡边医堂皇堕型堂盘查!!!!生!旦筮箜鲞筮!翅鱼!也』旦!!型丛型鱼旦翌i!!尘:』些!!型垫!!:!!!:箜:塑!:!‘13??基础研究?长期注射皮质酮致慢性应激抑郁小鼠海马星形胶质细胞和突触结构可塑性的变化张绘宇赵玉男王中立511436广州,广州医科大学病理教研室(张绘宇);210023南京,南京中医药大学病理教研室(赵玉男、王中立)通信作者:张绘宇,Emai|:huiyuzhan9615@126.comDOI:10.3760/cma.j.issn.1674—6554.2016.01.004【摘要】目的探讨长期皮质酮(Corticosterone,CORT)注射对小鼠海马星形胶质细胞和突触结构可塑性的影响。方法将40只雄性C57BL/6N小鼠随机分为正常对照组与模型组,模型组小鼠给予连续四周的CORT皮下注射,构建慢性应激抑郁障碍小鼠模型;采用强迫悬尾和糖水偏好实验验证慢性应激模型的建立,放射免疫法测定小鼠血清中CORT水平;采用蛋白免疫印迹法测定突触囊泡蛋白(Synaptophysin,SYP)和突触后致密物一95(Postsynaptiedensity-95,PSD-95)的蛋白表达水平;采用免疫细胞化学和定量体视学技术,三维测量胶质纤维酸性蛋白阳性星形胶质细胞体积和细胞突起长度。结果模型组小鼠强迫悬尾不动时间[(137.95±6.22)S]较对照组[(114.05±4.12)S]明显延长(P<O.01),模型组糖水偏好[(62.42±6.75)%]较对照组[(86.52±5.08)%]明显降低(P<0.01);抑郁小鼠的血清CORT水平[(11.48±0.62)ng/m1]比对照组[(1.11±0.05)ng/m1]明显增高(P<0.叭);模型组海马SYP表达水平和PSD一95表达水平均比对照组[(0.54±0.04)VS(0.99±0.14),(0.57±0.07)US(1.03±0.10);均P<0.叭)明显降低;模型组星形胶质细胞体积[(132.04±9.23)肛m3]和细胞突起总长度[(1.39±0.05)×1077斗m],低于对照组[(168.49±9.01)斗m3],[(1.77±0.10)×10Ixm],差异具有统计学意义(P<O.05,P<O.01)。并且星形胶质细胞突起总长度缩短与海马SYP和PSD一95的蛋白表达减少呈正相关(r=0.660,P<0.01;r=o.614,P<O.01)。结论长期CORT注射诱导小鼠抑郁样行为,可能与CORT缩短星形胶质细胞突起长度而致突触结构可塑性有关。【关键词】皮质酮;星形胶质细胞;抑郁症;突触基金项目:国家自然科学基金(81303246);广东省中医药局科研基金(20151274);广州医科大学科研基金(2015C04)Effectsoflong-terminjectionofcorticosteroneOilhippocampalastrocytesandsynapficplasticityinmiceZhangHuiyu,ZhaoYunan,WangZhongliDepartmentofPathology,SchoolofBasicScience,GuangzhouMedicalUniversity,Guangzhou511436,China(ZhangHY);LaboratoryofPathologicalSciences,BasicMedicalCollege,NanjingUniversityofChineseMedi—cine,Nanjing210023,China(ZhaoYN,WangZL)Correspondingauthor:ZhangHuiyu,Entail:huiyuzhan9615@126.corn【Abstract】0bjectiveTostudytheeffectsoflong—terminjectionofcorticosterone(CORT)onthehippocampalastrocytesandsynapticplasticityinmice.MethodsMaleC57BL/6Nmice0=40)wererail-domlydividedintocontrolgroupandmodelgroup.MiceinthemodelgroupweretreatedwithsubcutaneousinjectionofCORTfor4weekstogeneratechronicstressdepressionmodel.ChronicstressmodelwasprovedtobeestablishedbytailsuspensiontestandsucrosepreferencetestandserumlevelofCORTWasdeterminedbyradioimmunoassay.Proteinexpressionlevelsofhippocampalsynaptophysin(SYP)andpostsynapticden—sity-95(PSD-95)weredetectedbyWesternblot.Somalvolumeandprotrusionlengthofglialfibrillaryacidicprotein—positiveastrocyteswereassayedbyimmunoeytochemistryandquantitativestereologicaltechniques.ResultsImmobilitytimeinmodelgroup((137.95±6.22)S)wassignificantlyextendedincomparisonwiththatinthecontrolgroup((114.05±4.12)S)(P<o.01).Sucrosepreferenceinthemodelgroup(62.42±6.75)%WaSlowerthanthatinthecontrolgroup(86.52±5.08)%(P<O.01).CORTlevelsinmodelgroup((11.48±0.62)rig/m1)wassignificantlyincreasedcomparedwiththatinthecontrolgroup((1.11±0.05)万方数据

生堡鱼塑匿堂量堕型堂苤查!Q!!生!旦箜堑鲞箜!塑垦!鱼』壁!!型丛塑壁旦堡也墅i:』!!!!翌!!!!:!!!:箜:№:!ng/m1)(P<O.01).HippocampalSYP(O.54+0.04)andPSD一95(0.57_+0.07)expressionlevelsinmodelgroupwerelowerthanthoseinthecontrolgroup(0.99_+0.14),(1.03_+0.10)(P<O.01).Somalvolumeinthemodelgroup((132.04_+9.23)斗m’)andprotrusionlength((1.39_+0.05)×10Ixm)waslowerthanthatin7thecontrolgroup((168.49_+9.01)斗m’),(1.77_+0.10)X107Ixm)(P<0.05,P<0.01).SYPandPSD一95ex—pressionlevelwasfoundtobepositivelycorrelatedwiththereductionoftheprotrusionlength(r20.660.P<0.0l;r20.614,P<0.01)inastrocytes.ConclusionTheresultssuggestthatdepression—likebehavior—in—ducedbylong—termCORTtreatmentispossiblycausedbytheahernationofthesynapticplasticityassociatedwiththereductionofthereducingtheprotrusionlength.【Keywords】Corticosterone;Astrocyte;Depression;SynapseFundprograms:NafionMNaturalScienceFoundationofTraditionalChineseMedicineScienceFoundationofenceChina(81303246);GuangdongProvinceChina(20151274);GuangzhouMedicalUniversitySci—FoundationofChina(2015C04)抑郁症(depression)是由各种原因引起的以抑胶质纤维酸性蛋白(glialfibrillaryacidicprotein,郁为主要症状的一组心境障碍或情感障碍性疾病,其终生患病率约为16%11-2]。慢性应激或精神创伤被认为是引发或加剧抑郁症的重要原因"J。大量的临床数据表明,抑郁症患者皮质醇水平升高.认知功能和情感障碍∽J。在啮齿类动物中,长期皮下注射CORT可诱导抑郁样行为"J。研究表明抑郁症与一些脑区功能和结构的可塑性损伤有关,尤其是抑郁症患者和啮齿类动物抑郁模型的海马区结构和功能的改变。6J。据报道双相抑郁症病人脑内海马区GFAP)多克隆抗体购自SantaCruz,HRP标记的山羊抗小鼠IgG及山羊抗兔IgG购自geneScript。3.实验仪器:小鼠强迫悬尾测试分析系统、计算机实时检测分析处理系统的JLBehv.FSG.4行为学检测仪器购于上海吉量软件科技有限公司。体视学分析系统StereoInvestigator,version4.04购于美国佛蒙特州威利斯顿市MBF(生物科技)公司。酶标仪SpectramaxM5购置于美国MolecularDevices公司。二、方法突触囊泡蛋白的表达降低"J,很可能是突触的信息传递障碍而致抑郁症,到目前为止抑郁症的发病机制尚不清楚。关于抑郁症以往更多的研究是CORT对神经元的影响¨j,很少研究有关CORT对星形胶1.CORT注射诱导小鼠慢性应激性抑郁模型:动物完全随机分为正常对照组与模型组,每组20只。根据文献[10]给予小鼠皮下注射CORT,制备慢性应激抑郁模型。每天在白天的随机时间,模型组按20mg/kg剂量给予皮下注射CORT混悬液(?昆悬液浓度为2mg/m1),对照组每天皮下注射相同剂质细胞和突触可塑性的影响。Lucassen等一1在研究与抑郁症相关的应激模型中发现,首先发生改变的是星形胶质细胞。星形胶质细胞不仅具有营养和保护神经元的作用,还具有多种氨基酸递质转运体,调控突触间隙递质的摄取清除,对维持突触传递效能至关重要。在小鼠抑郁样行为的发生机制中神经元的凋亡可能不是主要因素,更主要的因素可能是星量的生理盐水,连续注射4周。4周后进行体质量测定、行为学测试和糖水偏好实验。正常对照组完全随机选择动物分成两组@=10/组),模型组也完全随机选择动物分成两组@=10/组),一对用于免形胶质细胞的可塑性致突触结构可塑性的神经元功能障碍。材料与方法一、材料疫组化体视学分析,另一对抽血检测CORT和海马组织Western—blot蛋白免疫印迹实验。2.小鼠强迫悬尾实验:强迫悬尾实验(tailpensionSUS-test,TST)采用小鼠强迫悬尾计算机实时检cm测分析处理系统进行测试,该系统可以自动记录和1.实验动物:健康成年雄性ICR级C57BL/6N小鼠40只,体质量18-20g。购于广东省医学实验分析小鼠强迫悬尾不动时间。距小鼠尾尖部约1处用胶带和小钩对折粘在一起,小鼠头部离台面25动物中心,许可证号:SCXK(粤)2015—0002。饲养于广州医科大学实验动物中心SYXK(粤)2010—0104。室温(25±1)℃,12h/12h昼夜节律,自由饮食进水。实验遵守中国脊椎动物保护公约制定饲养与实验方案。2.主要试剂:B.actin和SYP单克隆,PSD一95和cm,使动物呈现悬空倒挂状,每只小鼠悬挂5min,计算机自动记录实验后4min小鼠累计不动时问。3.小鼠糖水偏好实验:糖水偏好实验(sucrosepreference24test,SPT)是在rI’ST结束后禁食禁水h,进行糖水消耗实验。单笼饲养,每笼同时给予l%蔗糖水和纯水,观察其在24h内的液体消耗量,万方数据

史堡堑塑医堂皇堕型堂苤盍!Q!!生!旦箜堑鲞筮!塑£!也』旦!!塑丛旦鱼旦翌也坠i:』!!!!翌!Q!!:!!!:箜:塑!:!计算糖水偏爱比率。糖水偏爱比率=糖水消耗/总液体消耗×100%。4.血清CORT测定:采用定量竞争酶联免疫法测定血清CORT(assaypro,目录编号ec3001—1)。在96孔板中先预涂多克隆CORT特异性抗体,分别加入标准的血清样品25出和25恤l生物素标记的CORT,孵育2h后,加入链霉亲和素.过氧化物酶50斗l孵育30min。在酶标仪(MolecularDevices,us),采用波长450nm进行读板。每个标准血清和样本均取三个复孔的平均值进行计算,样品浓度根据标准曲线测得。5.Western—blot蛋白免疫印迹实验:取海马100mg加1ml的RIPA组织裂解缓冲液,冰浴匀浆至组织完全裂解后于10000xg离心3min,收集离心上清液。在95℃水浴中变性5min。可分装放置一20℃备用。制备好电泳胶后用微量加样器将准备好的样品液和预染蛋白marker分别上样。经10%SDS—PAGE凝胶电泳后,湿法将胶上的蛋白转移到PVDF膜上。将膜浸于含5%脱脂奶粉的25mlPBST缓冲液中,37℃轻摇1h以封闭膜上的非特异结合。浸入PBST稀释的一抗[SYP(1:500)、PSD一95(1:500)、[3-actin(1:l000)]4℃静置过夜。加入HRP标记的PBST稀释的二抗(1:2000)以结合一抗,室温孵育膜lh。采用化学发光法,显影胶片。将胶片上目的条带扫描进电脑,用Bandscan软件进行灰度分析,以各样本灰度值与内参13-actin灰度值的比值作为所测样品中目的蛋白相对含量。6.体视学测量:(1)小鼠脑组织灌注固定方法:1%戊巴比妥钠深度麻醉小鼠,灌注后迅速断头开颅取脑,应用小鼠脑模具取材每只鼠的取材范围均为前囟后方1.5—5.0mm的脑组织块,以-20oC恒冷冰冻切片机由嘴侧向尾侧行冠状序列连续冰冻切片,每张切片厚度为60斗m,收集整个海马切片数量约24张。(2)GFAP免疫组织化学染色:采用Envision+法,用5%正常羊血清封闭非特异性抗原结合位点;一抗GFAP(1:1000)于4℃冰箱中置摇床上孵育过夜;二抗为过氧化物酶标记的多聚体羊抗兔IgG(1:100),室温置摇床上孵育1.5h;DAB显色5min(DAB1:100)。(3)星形胶质细胞体积、细胞突起长度的测量:每只小鼠海马连续切片24张,每间隔4张取1张分成4组,每组均可恢复成完整海马。根据体视学计数原则设置各项参数,采用万方数据Cz6h等…o报道的方法,随机选择一组,用ZeissHIRs显微镜采集每张切片中二维信息,应用体视学Stereo.Investigator4.04软件自动程序重建三维海马,在10×10倍镜下获取GFAP阳性细胞图像,设置4条测量线,标记细胞边界与4条测量线的8个交叉点,计算细胞体积。设置15个体视球,在细胞突起与球体交界处做标记,计算突起总长度。7.统计学分析:采用SPSS16.0统计软件进行统计学分析。实验数据以均值±标准差的形式表示,组间比较采用t检验,以P<0.05为差异有统计学意义。结果一、体质量变化比较两组小鼠随机分组,其初始体质量(g)采用t检验分析,P=0.98,组间差异无统计学意义。小鼠皮下注射CORT4周后,模型组体质量显著低于对照组,差异有统计学意义(P<O.01)。见表1。表l慢性应激前后小鼠体质量的比较(i4-s)注:与对照组比较,4P<O.01二、强迫悬尾和糖水偏好实验结果小鼠皮下注射CORT4周后慢性应激模型组与正常对照组相比,在强迫悬尾实验中表现出不动时间较对照组明显延长(P<O.01);在糖水偏好实验中糖水消耗量较对照组显著减少,差异有统计学意义(P<0.01)。见表2。表2模型组与对照组强迫悬尾和糖水偏好实验结果(i±s)注:与对照组比较,8P<0.0l三、CORT、SYP和PSD一95蛋白检测结果实验进行4周后,与对照组小鼠相比,模型组小鼠血清CORT水平显著升高(P<0.01)。在电泳图中可见,对照B—actin蛋白质条带表达均一。模型组SYP和PSD.95蛋白条带灰度值表达显著下降,SYP和PSD-95蛋白与对照组相比,模型组小鼠海马组织内的SYP和PSD一95蛋白表达明显下降(P<0.01)。见图1、表3。

虫堡复发匡堂皇堕型堂盘查垫!鱼生!月筮箜鲞筮!塑堡!地』璺!!型丛鲤鱼旦堕!墅i:』塑!!型!Q!!:!!!:垄:№:!脚“n●——,●-j}?常川f;!_’娌组“9●●————一鸭。一%—簟■●阉—I■黪图1小鼠海马组织内SYP和PSD一95蛋白表达(Western-blot)电泳结果表3CORT、SYP和PSD.95蛋白检测结果(i±s)组别倒数血(C训ORT*平表三怒)lI叫叫J霞还菌I比但J嚣琵霰还匿I比1且J对照组10I.11±0.050.99±0.141.03:tO.10模型组1011.4810.6240.54+0.0480.57±0.078四、体视学测量结果GFAP免疫组织化学染色可以显示脑内星形胶质细胞。免疫标记的GFAP阳性星形胶质细胞呈棕黄色,清晰可见细胞体和突起的形态。体视学测量表明:模型组GFAP阳性星形胶质细胞的体积明显小于对照组(P<0.05)。模型组GFAP阳性星形胶质细胞的突起长度明显比对照组缩短(P<0.01)。相关分析显示海马星形胶质细胞突起长度与SYP和PSD.95蛋白表达量呈正相关(r=0.660,P<0.01;r=0.614,P<0.01)。见图2、图3、表4。文.‘。j,.q,t-?.,‘,?’-’,、由‘父;,!一’7If’r■●’j文。.‘.?、-k二。r护≯-‘,,j警t。-_.',。文,分.。‘oA对照组B模型组图2星形胶质细胞GFAP免疫组织化学染色(x400)表4小鼠海马星形胶质细胞的体积、纤维长度的体视学测量结果(i±s)星形胶质细胞星形胶质细胞组别例数体积(恤。3)突起总长度(×107E皿)对照组10168.49±9.Ol1.77+0.10模型组10132.04土9.2381.39±0.050注:与对照组比较,。P<0.05,6P<0.01万方数据图3小鼠海马星形胶质细胞细胞突起长度与SYP和PSD一95蛋白表达量的相关性分析讨论强迫悬尾实验已被广泛用来检测啮齿类动物抑郁表型的有效性。糖水偏好实验可以反映抑郁症的主要症状,即快感缺失症状。抑郁模型中动物对糖水的摄入量降低的行为较好的模拟了人类快感缺失、兴趣降低这一核心症状,并且是非常敏感的指标。高剂量长期注射CORT可致小鼠抑郁样行为¨2l,并且长期注射CORT诱导抑郁样行为呈梯度增加。在啮齿类动物长期注射CORT已经被认为是一个可靠的研究慢性应激抑郁障碍的动物模型。本研究根据前期研究成果…1连续4周小鼠皮下注射CORT,模型组体质量明显降低,显著增加血清CORT水平。长期CORT升高可使小鼠强迫悬尾静止不动时间延长,糖水相对消耗量减少、糖水偏好程度显著降低,证实了在啮齿类动物长期注射CORT可以诱导出抑郁样行为。海马是边缘系统的重要组成部分,被广泛地应用于抑郁症的研究中。它参与高级认知活动,是学习、记忆和情感等认知活动的重要解剖基础之一【13|。研究表明在抑郁症患者与抑郁模型大鼠的海马区结构和功能有所改变。这表明抑郁症与突触结构可塑性及突触联系的减少具有相关性¨4|,而且这些改变是抑郁患者与海马相关的认知缺损的基

主堡鱼塑匡堂皇堕型堂苤查!Q!!生!旦筮箜鲞筮!塑些也』旦!!塑丛型鱼堡型!!尘:』!!!!翌!Q!!:!!!:垄:塑!:!础。SYP是一种相对分子质量为38万的钙结合蛋白,与突触功能密切相关。特异性分布于突触前膜囊泡上。SYP染色的定位和定量可准确地反映突触分布密度,并以此推测突触数量及增生情况¨引。SYP参与突触重塑、影响突触可塑性的作用也受到广泛关注‘16|。因此,SYP正日益成为研究突触可塑性最常用的指标之一。本研究的数据表明,长期注射CORT,神经系统突触发生和成熟标志性蛋白SYP的水平明显下降。提示CORT升高影响突触的形成与成熟,突触数目的减少与功能降低将影响神经系统的信息传递。PSD一95位于突触后膜,分子量为90—95kD,是突触后致密带内含量最为丰富的一种细胞骨架蛋白,与突触的结构和功能密切相关。PSD-95可与突触间隙内黏附分子neuroligins结合,后者再与突触前膜蛋白neurexins结合,从而维持突触正常的结构。PSD一95在整合NMDA受体介导的信号转导中发挥关键性作用¨7|。本研究的数据表明,长期注射CORT,PSD.95水平明显下降。提示CORT升高影响突触的结构,引起了突触可塑性的改变,参与抑郁症的发病机制。在我们的动物实验研究中发现模型组小鼠的海马SYP和PSD一95的蛋白表达量明显下降,这表明长期的糖皮质激素水平升高导致海马突触数目减少,结构改变。这种突触的改变可能会导致神经信息传递功能的下降,从而引起认知及情感等多方面的变化,导致患者表现出抑郁症的各种临床症状。GFAP是细胞骨架的中间丝蛋白,特异表达于星形胶质细胞,能够用来特异性地标记成熟的星形胶质细胞。在我们的实验中,GFAP标记的星形胶质细胞被用来量化星形胶质细胞结构的可塑性,通过三维体视学分析。长期注射CORT小鼠海马星形胶质细胞体积明显减少。在本研究中我们还发现,长期注射CORT,星形胶质细胞突起长度明显缩短,并且星形胶质细胞突起的长度缩短与海马SYP和PSD.95减少呈正相关。这表明星形胶质细胞突起的长度缩短可能会影响突触的结构可塑性。本研究结果表明,慢性应激诱导的星形胶质细胞突起长度缩短可能会影响突触的功能。长期以来人们认为突触的形成与功能只和神经元有关。但最近的研究表明星形胶质细胞在突触发生、突触传递的调节和突触可塑性中发挥极为重要的功能。电子显微镜观察发现,星形胶质细胞伸出细长的突起与突触前和突触后神经元共同构成三重突触(tripartitesynapses)结构¨8I。星形胶质细胞的万方数据突起对突触结构和功能的可塑性起调控作用,直接影响突触的可塑性。星形胶质细胞和神经元之间的相互作用在调节突触功能和可塑性方面发挥着重要的作用,星形胶质细胞对维持突触信号传递效能至关重要。缩短的星形胶质细胞突起可能导致突起的数目减少,突触的功能降低。从突触水平而言,突触的动态变化直接影响信息传递的效能¨9I。星形胶质细胞的突起能够广泛影响星形胶质细胞之间的缝隙连接,影响突触传递,从而诱导小鼠抑郁样行为。这表明星形胶质细胞突起缩短可能参与了抑郁症的发病机制。本实验着重研究长期CORT注射对海马星形胶质细胞和突触结构可塑性的影响。长期CORT注射可导致小鼠诱导抑郁样行为,引起星形胶质细胞体积减小和突起长度的缩短,降低了海马SYP和PSD.95的蛋白表达。我们的研究表明,星形胶质细胞突起的缩短,影响了突触的结构可塑性,减少了突触的数目,进而影响突触的功能诱导了小鼠抑郁样行为。利益冲突无参考文献f1]SamuelsBA,LeonardoED,GadientR,eta1.Modelingtreatment.resistantdepression[J].Neuropharmacotogy,2011,61(3):408—413.DOI:10.1016/j.neuropharm.2011.02.017.[2]郭宗君,刘世恩,高振波,等.应用神经决策学方法探讨精神心理相关疾病发病机制的思考[J/CD].中华诊断学电子杂志,2015.3(2):122—127.DOI:10.3877/cma.J.issn.2095—655X.2015.02.011.GuoZJ,LiuSE,GaoZB,eta1.Theresearchonthepathogenesisoftherelatedmentalandpsychologicaldiseaseswithdecisionneuro-science[J/CD].ChinJDiagnostics(ElectronicEdition),2015,3(2):122-127.DOI:10.3877/cma.i.issn.2095—655X.2015.02.011.[3]常庚,许晶,张文娣,等.慢性应激对大鼠海马线粒体解偶联蛋白4及Bcl一2蛋白表达的影响[J].中华行为医学与脑科学杂志,2014,23(2):101—103.DOI:10.3760/cma.j.issn.1674-6554.2014.02.002.ChangG,XuJ,ZhangWD,eta1.Effectofchronicstressonex.pressionofuncouplingprotein4andBcl??2proteinofrathippocam-palmitochondria[J].ChinJBehavMedBrainSci,2014,23(2):101-103.DOI:10.3760/cma.j.issn.1674—6554.2014.02.002.[4]ZhaoY,WangZ,DaiJ,eta1.BeneficialeffectsofbenzodiazepinediazepamOnchronicstress—inducedimpairmentofhippocampalstructuralplasticityanddepression-likebehaviorinmice[J].Be.havBrainRes,2012,228(2):339—350.DOI:10.1016/j.bbr.2011.12.013.[5]YauSY,IJauBW,TongJB,eta1.Hippocampalneurogenesisanddendriticplasticitysupportrunning-improvedspatiallearninganddepression—likebehaviourinstressedrats[J].PLoSOne,2011,6:e24263.DOI:10.1371/joumal.pone.0024263.[6]TaeWS,KimSS,LeeKU,eta1.Hippocampalshapedeformationinfemalepatientswithunremittingmajordepressivedisorder[J].AJNRAmJNeuroradiol,2011,32:671—676.DOI:10.3174/ajnrA2367.[7]VawterMP,ThatcherL,UsenN,eta1.Reductionofsynapsininthehippocampusofpatientswithbipolardisorderandschizophreni-

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