论文部分内容阅读
抑郁症是一种常见的精神系统疾病,以情绪低落、兴趣缺失、食欲减退、愉快感丧失、精力下降等核心症状为主,并伴有强烈的自责、内疚、无价值感,严重者还会出现自杀等极端自残行为。抑郁症的发病机制尚未完全阐明,针对抑郁症的假说主要与单胺神经递质、下丘脑-垂体-肾上腺轴变化、炎症、神经可塑性和神经发生、大脑结构化和功能化改变以及基因、环境和表观遗传有关。多巴胺是与抑郁症密切相关的单胺类神经递质。临床数据显示:多巴胺及其代谢产物表达水平在抑郁症患者显著下调。Rasd2（又称Rhes）是高度特异性表达在纹状体中等多棘神经元（MSNs）的甲状腺激素调控靶基,其对多巴胺神经元具有重要的调控作用。然而Rasd2是否对抑郁症具有改善作用其的详细作用机制是什么,尚不完全清楚。能量限制已经被证明与脑功能显著改善相关,并且可以有效改善情绪状态;并且有研究表明能量限制可改善啮齿类动物抑郁症。抑郁症发病率的持续上升给社会带来了巨大的经济负担。研究抑郁症的发病机制是神经科学领域的重要课题。因此,本研究采用转录组学、行为学和分子生物学相关实验较为全面的考察了转录因子Rasd2介导的能量限制对抑郁样行为改善的作用及其机制。大量的研究表明:能量限制对抑郁样行为具有显著的改善作用。然而其详细的作用机制尚不完全清楚。在本研究中,我们首先利用高通量测序的方法对小鼠前额叶皮质和海马的转录组进行生物信息学分析,研究显示:能量限制显著改变了前额叶皮质和海马内的基因表达水平。进一步的GO富集分析显示:能量限制对Rasd2、D2受体等12个基因产生显著的调控作用。KEGG通路富集分析显示:能量限制可能与PI3K-AKT和神经活性配体-受体相互作用信号通路密切相关。我们根据转录组学筛选得到的结果,提出了“Rasd2通过多巴胺D2受体介导能量限制对抑郁样行为改善作用”的假说。因此,我们利用D2受体拮抗剂探究了Rasd2在能量限制抗抑郁作用中的机制。实验分为四组,对照组,禁食组,多巴胺D2受体拮抗剂和禁食组和多巴胺D2受体拮抗剂组。旷场实验排除了围绝经期抑郁模型小鼠自发运动量改变的干扰。在旷场实验中,各组之间无显著差异。在强迫游泳实验中,与对照组相比,禁食组小鼠在强迫游泳实验中的不动时间显著减少,多巴胺D2受体拮抗剂组的不动时间显著增加、游泳时间显著减少;与禁食组相比,多巴胺D2受体拮抗剂和禁食组的不动时间显著增加、游泳时间显著减少。因此,行为学实验的结果提示:能量限制可以对小鼠产生抗抑郁样作用,而多巴胺D2受体拮抗剂逆转了能量限制的抗抑郁样作用,同时也提示了多巴胺对抑郁样行为的重要调控作用。我们接着采用免疫印迹实验对能量限制抗抑郁样作用机制进行了研究,结果表明:无论是在小鼠的前额叶皮质还是海马中,禁食都会促进Rasd2、D2受体表达水平的升高,而多巴胺D2受体拮抗剂则可以阻断禁食对Rasd2、D2受体表达的影响,提示Rasd2、Drd2在能量限制的抗抑郁样作用中具有密切的联系。此外,能量限制可以通过调控CREB（cAMP反应元件结合蛋白）?/BDNF（脑源性神经营养因子）信号通路、内啡肽的释放对神经系统产生保护作用。CREB是与功能和结构相关的大型转录因子组的成员,参与神经元可塑性和神经递质的释放的调控。BDNF是脑源性神经营养因子,其表达水平与神经元新生及抑郁样行为密切相关。临床数据显示:BDNF表达水平的升高与抑郁症状减轻有关。我们的结果表明:能量限制显著提升前额叶皮质和海马CREB和BDNF的表水平,而多巴胺D2受体拮抗剂的处理则可以部分或者完全逆转能量限制对CREB/BDNF信号通路的影响,提示能量限制的抗抑郁样作用可能与多巴胺D2受体介导的CREB/BDNF信号通路的激活密切相关。此外,我们的研究表明:能量限制也显著改变了AKT蛋白的表达水平。提示AKT相关信号通路也参与了能量限制的抗抑郁样作用。基于Rasd2、D2受体表达水平的密切联系,我们继续研究Rasd2的表达变化对围绝经期抑郁小鼠抑郁样行为的影响。我们首先检测了围绝经期抑郁小鼠模型Rasd2表达水平的变化。研究发现:摘除卵巢后Rasd2的表达水平显著下调,提示Rasd2表达下调可能与抑郁发病有关。因此,我们利用腺病毒特异性过表达了抑郁小鼠海马内的Rasd2。药理行为学的研究表明:Rasd2过表达可以明显缩短抑郁小鼠在强迫游泳实验中的不动时间、增加游泳时间,而不影响小鼠在旷场实验中的自发运动量,说明Rasd2过表达对抗抑郁样行为具有一定的改善作用。在免疫印迹实验中,我们发现Rasd2过表达调控了CREB在海马的表达水平。并且,Rasd2过表达可以显著升高小鼠前额叶皮质和海马中磷酸化CREB蛋白的表达水平,提示Rasd2可能通过调控CREB磷酸化而产生抗抑郁样作用。此外,Rasd2过表达会导致AKT在前额叶皮质和海马的表达水平显著下降,但AKT表达水平与CREB磷酸化的关系仍需要后续实验确认。综上,本研究以卵巢摘除抑郁模型小鼠为研究对象,采用转录组学、行为学和分子生物学等研究方法,从分子和整体水平初步探究了转录因子Rasd2介导的能量限制在抗抑郁样行为发挥作用。能量限制具有操作简便,几乎无副作用的优点,作为抗抑郁的辅助治疗的手段具有一定的应用前景。本项目的研究为能量限制的抗抑郁治疗,尤其是女性抑郁症的治疗提供有力的理论支持。