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抑郁症是常见的精神障碍疾病,预计到2030年,将成为全球第一大疾病负担。抑郁症的发生被认为是情感回路脑区相互作用异常造成的,包括前额叶皮质、海马、伏隔核、杏仁核等。前额叶皮质属于皮层高级情感中枢,具有决策等功能,海马也属于高级情感中枢;伏隔核和杏仁核属于皮层下低级本能行为中枢,伏隔核是调节快感缺乏行为的核心脑区,杏仁核是影响焦虑样行为的脑区。神经可塑性假说认为中枢神经系统神经元形态、功能的变化是导致抑郁症的原因。树突棘的数量和形态是神经可塑性的重要指标。Kalirin-7能够与Rho这一类小分子G蛋白相互作用,影响神经可塑性。慢性不可预见性温和应激(CUMS)是经典的动物慢性应激抑郁症模型,可以模拟压力、诱导出动物抑郁样行为、且该效应能够被抗抑郁药逆转。有研究发现,慢性应激会导致内侧前额叶皮质、海马CA3区的椎体神经元顶树突树突棘密度降低,以及伏隔核中间多棘神经元和基底外侧杏仁核神经元树突棘密度升高。但是,当前抗抑郁药对高达30%患者无效,因此对新的抗抑郁方法的研究有迫切需求。近年来研究发现,运动能够缓解抑郁症,但其抗抑郁机制仍不十分清楚,有关运动抗抑郁的神经可塑性研究也较少,因此相关研究具有重要意义。本研究的实验目的是探究跑台运动是否能够逆转CUMS诱发的动物抑郁样行为、情感回路脑区树突棘及Kalirin-7的变化。成年雄性SD大鼠被随机分为4组:正常组、CUMS组、运动组和CUMS+运动组。抑郁样行为通过糖水偏爱和旷场实验进行测定。高尔基染色用于观察、统计目标脑区神经元的树突棘密度和形态(矮胖型、瘦长型和蘑菇型),包括海马CA3区和内侧前额叶皮质三个亚区(前扣带回皮质、前边缘皮质和下边缘皮质)的椎体神经元顶树突的树突棘,以及伏隔核两个亚区(伏隔核核部和壳部)中间多棘神经元和基底外侧杏仁核神经元的树突棘。Western blot用于统计目标脑区Kalirin-7的表达,包括内侧前额叶皮质、海马、伏隔核和杏仁核。结果显示CUMS诱发大鼠抑郁样行为,并伴随海马CA3区和内侧前额叶皮质及其三亚区的椎体神经元顶树突树突棘密度下降,以及伏隔核及其两亚区中间多棘神经元和基底外侧杏仁核神经元树突棘密度升高;而运动逆转了CUMS诱发的抑郁样行为和上述脑区及亚区树突棘密度的变化。且除了下边缘皮质的树突棘密度变化主要是由蘑菇型树突棘实现的,其余脑区及亚区树突棘密度的变化都主要由矮胖型和瘦长型树突棘实现。CUMS降低了内侧前额叶皮质和海马Kalirin-7的表达,提高了伏隔核和杏仁核Kalirin-7的表达。但是运动对CUMS诱导相关脑区Kalirin-7表达的变化仅发生在内侧前额叶皮质。运动抗抑郁可能是通过情感回路脑区的变化实现的,运动和CUMS可能首先影响皮层高级中枢包括前额叶皮质和海马,然后投射影响皮层下本能行为中枢伏隔核和杏仁核,同时伴随着情感回路脑区树突棘密度、形态的改变,最终引发抑郁样行为的改变。Kalirin-7在运动抗抑郁过程中,可能主要在内侧前额叶皮质发挥作用。本实验发现跑台运动逆转CUMS引起的大鼠抑郁样行为,并伴随着情感回路脑区树突棘密度变化,且该过程主要是由非成熟型的矮胖型、瘦长型树突棘实现的。同时运动对CUMS诱导的情感回路脑区Kalirin-7表达的逆转,仅发生在内侧前额叶皮质。本实验为抑郁症的脑区相互作用和潜在药物靶点研究提供重要依据。