本文關(guān)鍵詞：慢性應(yīng)激和氟西汀處理后對(duì)大鼠海馬及前額葉星形膠質(zhì)細(xì)胞谷氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)體GLT-1表達(dá)的影響

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【摘要】：研究背景：抑郁癥是以心境低落、思維遲緩、意志活動(dòng)減退為主要特征的綜合征,是情感性精神障礙中的一種,具有高發(fā)病、高復(fù)發(fā)、高致殘的特點(diǎn)。最近的研究表明全球抑郁癥的患病率大約是17%。一項(xiàng)從2001至2005年中國(guó)四個(gè)省1.13億成年人的流行病學(xué)調(diào)查顯示中國(guó)人抑郁癥患病率在6%。另外,有研究表明約有25～30%的抑郁癥患者有自殺行為,11～19%自殺身亡。WHO的全球疾病負(fù)擔(dān)合作研究指出：預(yù)計(jì)2020年抑郁癥將成為繼冠心病后的世界第二大疾病負(fù)擔(dān)源。抑郁癥所引起的自殺、社會(huì)功能損害和精神殘疾給個(gè)體、家庭和社會(huì)帶來(lái)沉重的負(fù)擔(dān)。但是,目前抑郁癥的發(fā)病和治療機(jī)制仍然是不清楚的。過(guò)去幾十年,關(guān)于抑郁癥的病因主要集中在單胺能神經(jīng)遞質(zhì)系統(tǒng)(5-羥色胺和去甲腎上腺素),因此,有關(guān)抑郁癥治療的靶單位也主要針對(duì)單胺能神經(jīng)遞質(zhì)系統(tǒng)。目前,人們已經(jīng)逐漸認(rèn)識(shí)到單胺類(lèi)神經(jīng)遞質(zhì)失調(diào)學(xué)說(shuō)單獨(dú)不足以解釋抑郁癥的發(fā)病及抗抑郁藥的作用機(jī)制。越來(lái)越多的證據(jù)表明,谷氨酸能神經(jīng)遞質(zhì)系統(tǒng)對(duì)于抑郁癥的發(fā)生和治療起著重要作用。目前普遍認(rèn)為應(yīng)激刺激在抑郁癥的發(fā)病過(guò)程中起著重要作用,應(yīng)激通過(guò)下丘腦-垂體-腎上腺軸釋放的皮質(zhì)激素對(duì)腦的結(jié)構(gòu)和功能造成損害而導(dǎo)致抑郁的發(fā)生,在這個(gè)過(guò)程中,谷氨酸起著重要的中介作用。有研究顯示,應(yīng)激刺激誘導(dǎo)糖皮質(zhì)激素大量釋放,作用于對(duì)應(yīng)的糖皮質(zhì)激素受體,隨后引起谷氨酸神經(jīng)元大量釋放谷氨酸到突觸間隙,引起突觸間隙谷氨酸瞬間急劇增高。有研究表明,突觸間隙過(guò)量的谷氨酸產(chǎn)生的神經(jīng)毒性導(dǎo)致神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞和神經(jīng)元的損害與一些神經(jīng)精神疾病(包括抑郁癥)發(fā)生是相關(guān)的。由于在突觸間隙缺乏特異性代謝酶,其過(guò)量的谷氨酸主要通過(guò)存在于星形膠質(zhì)細(xì)胞上的谷氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)體進(jìn)行清除的。目前研究發(fā)現(xiàn),人類(lèi)細(xì)胞外谷氨酸水平被5種亞型的谷氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)體EAAT所調(diào)控：EAAT1(嚙齒類(lèi)動(dòng)物命名為GLAST:谷氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)體),EAAT2(嚙齒類(lèi)動(dòng)物命名為GLT-1：谷氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)體1),EAAT3(嚙齒類(lèi)動(dòng)物命名為EAAC21:興奮性氨基酸載體1),以及EAAT4和EAAT5。其中,GLAST和GLT-1廣泛表達(dá)于神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞膜上,而EAAC1和EAAT4主要分布在神經(jīng)細(xì)胞膜上。EAAT5則主要存在于視網(wǎng)膜的神經(jīng)細(xì)胞和神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞膜上。研究顯示,GLT-1在海馬和前額葉星形膠質(zhì)細(xì)胞的膜表面大量表達(dá),其參與大約90%以上的谷氨酸的攝取和轉(zhuǎn)運(yùn)。GLT-1將谷氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)到星形膠質(zhì)細(xì)胞中,由谷氨酰胺合成酶(GS)將谷氨酸轉(zhuǎn)化為無(wú)毒的谷氨酰胺。來(lái)自臨床病人和應(yīng)激抑郁動(dòng)物模型的研究顯示,星形膠質(zhì)細(xì)胞谷氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)體GLT-1的表達(dá)是改變的。然而通過(guò)抑郁癥病人尸檢和抑郁動(dòng)物模型的研究發(fā)現(xiàn),兩者腦內(nèi)GLT-1表達(dá)水平的變化方向不一致。因此,通過(guò)可靠的抑郁動(dòng)物模型對(duì)星形膠質(zhì)細(xì)胞GLT-1在抑郁癥的發(fā)病和治療中的作用還需要進(jìn)一步研究。氟西汀,一種選擇性5-HT再攝取抑制劑,是臨床最常見(jiàn)的一線抗抑郁藥,研究發(fā)現(xiàn),氟西汀使用后可以立即升高突觸間隙的5-HT的濃度,然而其抗抑郁的臨床療效卻需要數(shù)周才能顯現(xiàn),這種不一致顯示除了單胺能神經(jīng)遞質(zhì)系統(tǒng)以外可能還有其他機(jī)制涉及氟西汀的臨床抗抑郁活動(dòng)。現(xiàn)有的研究顯示谷氨酸能神經(jīng)遞質(zhì)系統(tǒng)與氟西汀的抗抑郁活動(dòng)相關(guān),但是,關(guān)于星形膠質(zhì)細(xì)胞谷氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)體GLT-1是否參與氟西汀的抗抑郁活動(dòng),目前國(guó)內(nèi)外尚未曾有研究報(bào)道。研究目的：研究CUS應(yīng)激和氟西汀治療對(duì)實(shí)驗(yàn)大鼠海馬及前額葉星形膠質(zhì)細(xì)胞谷氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)體GLT-1表達(dá)的影響,擬探討星形膠質(zhì)細(xì)胞谷氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)體GLT-1在抑郁癥的發(fā)病和治療中可能的作用機(jī)制。研究方法：(1)利用隨機(jī)數(shù)字表將60只SD大鼠隨機(jī)分為3組：(ⅰ)對(duì)照組：空白對(duì)照+生理鹽水；(ⅱ)CUS組：CUS+生理鹽水；(ⅲ)氟西汀組：CUS+氟西汀,每組20只,動(dòng)物單獨(dú)接受應(yīng)激和藥物注射,其余時(shí)間4-5只一籠喂養(yǎng)。CUS(第36天)和FLX治療(第65天)后進(jìn)行糖水偏好和曠場(chǎng)行為實(shí)驗(yàn)。行為實(shí)驗(yàn)結(jié)束后立即將所有大鼠處死。每組動(dòng)物10只用于免疫組織化學(xué)法檢測(cè)GLT-1的蛋白表達(dá)。另外的10只用于GLT-1的蛋白免疫印跡分析。(2)慢性不可預(yù)見(jiàn)性應(yīng)激抑郁模型(CUS)的制備：對(duì)CUS組和氟西汀組大鼠進(jìn)行連續(xù)35天,每天2次應(yīng)激刺激。本實(shí)驗(yàn)采用10種不同的應(yīng)激刺激：鼠籠45°傾斜24 h,潮濕墊料24 h,行為限制2 h,4℃冰水游泳5 min,42℃熱水游泳5 min,禁食24 h,禁水24 h,夾尾1 min,鼠籠搖晃15 min,24 h晝夜顛倒。將大鼠分別暴露于這些應(yīng)激刺激下。同樣的刺激不能出現(xiàn)在兩個(gè)連續(xù)的階段,對(duì)照組大鼠不遭受應(yīng)激。(3)行為學(xué)測(cè)試：(ⅰ)糖水偏好實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)動(dòng)物禁水12 h后,給予動(dòng)物事先稱(chēng)量好的兩瓶水,一瓶為1%蔗糖溶液,一瓶為動(dòng)物日常飲用水。一小時(shí)后,計(jì)算動(dòng)物的糖水偏好(糖水偏好=糖水消耗/總液體消耗×100%)。(ⅱ)曠場(chǎng)實(shí)驗(yàn)：采用WMZ動(dòng)物運(yùn)動(dòng)軌跡記錄分析系統(tǒng)(EthoVision 3.0;荷蘭)記錄并分析大鼠在曠場(chǎng)內(nèi)10 min的行為活動(dòng),主要觀測(cè)指標(biāo)為總行程,平均運(yùn)動(dòng)速度,直立次數(shù)(垂直運(yùn)動(dòng)得分,兩前爪騰空或攀附墻壁)。(ⅲ)氟西汀治療：連續(xù)28天每天向大鼠腹腔注射氟西汀(10 mg/kg)或等體積的生理鹽水。(ⅳ)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,麻醉大鼠并使用4%多聚甲醛心臟灌注,斷頭取腦,石蠟包埋切片,通過(guò)免疫組織化學(xué)法檢測(cè)實(shí)驗(yàn)大鼠海馬及前額葉星形膠質(zhì)細(xì)胞谷氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)體GLT-1表達(dá)的改變。(ⅴ)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,麻醉大鼠斷頭取海馬及前額葉組織,提取總蛋白,測(cè)定總蛋白濃度,使用免疫印跡法檢測(cè)實(shí)驗(yàn)大鼠海馬及前額葉星形膠質(zhì)細(xì)胞谷氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)體GLT-1表達(dá)的改變。(ⅵ)應(yīng)用SPSS 17.0軟件統(tǒng)計(jì)包對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。研究結(jié)果：(1)CUS后大鼠糖水偏好,體重增長(zhǎng),24 h攝食量,總行程,運(yùn)動(dòng)速度,直立次數(shù)與對(duì)照組比較均有顯著下降(P0.01),28天氟西汀治療后,大鼠的各項(xiàng)行為學(xué)指標(biāo)均顯著增加,與對(duì)照組比較無(wú)統(tǒng)計(jì)差異,與CUS組比較差異顯著(P0.01)。(2)免疫組織化學(xué)分析顯示,對(duì)照組大鼠海馬CAl, CA3和DG區(qū)及前額葉的GLT-1表達(dá)增加,CUS組大鼠的GLT-1表達(dá)下降。而氟西汀組大鼠的GLT-1表達(dá)增加。即經(jīng)過(guò)氟西汀治療后大鼠的海馬及前額葉GLT-1表達(dá)明顯多于應(yīng)激組大鼠,而與對(duì)照組相似。通過(guò)總光密度(IOD)對(duì)GLT-1表達(dá)水平進(jìn)行量化分析,結(jié)果發(fā)現(xiàn)三組大鼠海馬CAl, CA3和DG區(qū)及前額葉GLT-1的表達(dá)有著顯著性差異(P0.01)。CUS組大鼠海馬及前額葉GLT-1的表達(dá)明顯減少,CA1區(qū)(與對(duì)照組對(duì)比：p0.01,與氟西汀組比較：p0.01),CA3區(qū)(與對(duì)照組對(duì)比：p0.01,與氟西汀組比較：p0.01),DG區(qū)(與對(duì)照組對(duì)比：p0.01,與氟西汀組比較：p0.01),前額葉(與對(duì)照組對(duì)比：p0.01,與氟西汀組比較：p0.01)。(3)免疫印跡分析顯示,對(duì)照組,CUS組和氟西汀組大鼠海馬及前額葉GLT-1的表達(dá)有顯著差異(p0.01)。CUS組大鼠海馬及前額葉GLT-1的表達(dá)明顯減少(與對(duì)照組對(duì)比：p0.01,與氟西汀組比較：p0.01)。而氟西汀組大鼠海馬及前額葉GLT-1的表達(dá)與對(duì)照組相比無(wú)顯著差異。結(jié)論：CUS應(yīng)激后,實(shí)驗(yàn)大鼠的行為及其海馬和前額葉星形膠質(zhì)細(xì)胞谷氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)體GLT-1表達(dá)明顯改變,而氟西汀的治療可以逆轉(zhuǎn)CUS大鼠的行為改變,同時(shí)上調(diào)海馬及前額葉星形膠質(zhì)細(xì)胞谷氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)體GLT-1的表達(dá)。本研究證明了GLT-1可能參與了氟西汀的抗抑郁活動(dòng)。進(jìn)一步支持了GLT-1是一個(gè)與抑郁癥發(fā)病和治療有關(guān)的非常有前景的分子,可能成為未來(lái)一個(gè)新的治療抑郁癥的藥理學(xué)靶點(diǎn)。
【學(xué)位授予單位】：武漢大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：R749.4

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本文編號(hào)：1262185