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目的:
创伤后应激障碍(post-traumatic stress disorder, PTSD)是对严重应激源的一种异常精神反应,是应激精神疾病中最为典型的一种,随着战争、社会暴力事件、重大交通事故和自然灾害等创伤意外的增多,PTSD发病率越来越高。现今,PTSD以其发病率、患病率高、慢性病程、难以治愈等特点,严重影响人们身心健康而备受关注。
PTSD其生物学机制主要包括以下三个方面:皮质类固醇激素受体功能下调,去甲肾上腺素能系统的兴奋,以及5-HT能系统的缺陷。正常状态下5-HT能阳性细胞广泛分布于中缝核各部,尤以中缝背核部位密集,因此中缝背核可能在PTSD的发病中起重要作用。
PTSD是一种典型的应激性精神障碍疾病,5-HT功能失调使机体在应激时不能维持内环境的稳定,可能是应激相关障碍的重要病因学基础。在已知的5-HT受体中,5-HT1A作为治疗焦虑、抑郁等精神障碍的主要关键点受到了特别关注。近年的研究显示,PTSD大鼠中缝背核神经元可能发生凋亡,大量实验研究发现细胞色素C(cytochrome c,Cyt-c)从线粒体释放到细胞浆是多种细胞凋亡的共同表现,而Cyt-c基因敲除的细胞能对刺激因素诱导的凋亡具有明显的耐受性,Cyt-c是线粒体介导的细胞凋亡途径中不可缺少的重要因子,在凋亡过程中起着关键作用。
“单一连续刺激(single prolonged stress,SPS)”SPS动物模型是目前探讨PTSD发病机制的较理想的实验模型,该方法已经被国际所认同。因此本研究采用SPS方法刺激大鼠制作PTSD模型,并研究刺激后中缝背核神经元各时间段5-HT1A受体的改变及线粒体凋亡途径的关键点Cyt-c的表达变化,旨在探讨脑内5-HT能细胞密集分布的中缝背核,其功能失调在PTSD发生机制中发挥的重要作用,为揭示PTSD的发病机制提供实验依据。
实验方法:
1、模型制作及分组
采用2005年日本文部省召开的国际PTSD科学会议确定的SPS模型。其具体方法是将大鼠按连续进行下述步骤处理:固定刺激2小时后,立即强迫性游水20min,水深40cm,水温25℃;休息15min;乙谜麻醉至意识丧失;无干扰空间常规喂养。
随机分为5组,即正常对照组及SPS1d、4d、7d和14d组。
2、5-HT1A受体的免疫组化
免疫组化:分别选取各组大鼠灌流固定、沉糖的大脑,制作冰冻切片,分别用PV法进行中缝背核的5-HT1A受体免疫组织化学染色,DAB显色,中性树胶封片,光学显微镜观察,摄片。
3、5-HT1A受体的Western Blotting、
Western Blotting:分别取新鲜中缝背核经匀浆、超声粉碎后高速低温离心,提取上清蛋白,电泳,转膜,经封闭后分别加一抗4℃过夜;HRP标记IgG孵育2h,ECL发光,检测条带各光密度值。
4、5-HT1A受体的RT-PCR及Cyt-c的RT-PCR
RT-PCR:断头取脑分离中缝背核,提取总RNA,进行逆转录和PCR扩增。扩增结束后进行凝胶电泳,成像并进行积分光密度分析。
5、Cyt-c的光电镜酶组织细胞化学
灌流取冰冻切片,下降梯度PBS脱糖,孵育液37℃孵育半小时,甘油明胶封片,光镜下观察,摄片。
常规电镜制样,倒扣包埋、聚合、半薄切片定位,AO超薄切片机进行超薄切片,透射电镜下观察。
结果:
1、5-HT1A受体的免疫组化、Western Blotting及RT-PCR的结果
PTSD大鼠中缝背核神经元5-HT1A受体的各项表达于SPS7d达高峰,SPS14d逐渐下降。
2、Cyt-c酶组化及透射电镜及Cyt-c的RT-PCR结果
光镜下,与正常对照组相比,SPS组中缝背核神经元Cyt-c阳性表达明显增加。电镜下,SPS后,中缝背核经元出现线粒体肿胀,Cyt-c从线粒体释放入胞浆。在正常组大鼠中缝背核中Cyt-c mRNA有少量表达,SPS刺激后,Cyt-c mRNA的表达出现逐渐上调的趋势。
结论:
1、PTSD大鼠中缝背核神经元5-HT1A受体的改变导致5-HT能系统调控紊乱,可能是大鼠焦虑和情绪紊乱的重要病理生理基础之一。
2、PTSD大鼠中缝背核Cyt-c从线粒体释放入胞质,是介导中缝背核神经元凋亡的发生的物质基础。