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研究背景：
抑郁症(major depressive disorder，MDD)和短暂性全脑缺血(transient global ischaemia , TGI)分别代表最常见的精神和神经性疾病，严重困扰着患者的工作与生活，给家庭和社会带来沉重的负担。以往研究表明，慢性脑缺血是抑郁症发病的危险因素，可一定程度上加重抑郁症的发生。然而抑郁症作为独立危险因素对脑缺血发作的影响仅见于流行病学研究，未见相关实验性研究报道。
短暂性全脑缺血可特异性引起学习记忆损伤和海马CA1锥体神经元死亡，且损害程度与缺血时长呈正相关。有文献报道释放到海马CA1的多巴胺能神经元主要来源于蓝斑核(locus coeruleus，LC)，而非过去认为的中脑腹侧被盖区(ventral tegmental area，VTA)。影像学结果显示抑郁症患者的蓝斑核活动异常，而蓝斑核是脑中合成去甲肾上腺素与多巴胺神经递质的主要核团。因此本研究以小鼠为模型，探究慢性抑郁是否能导致海马CA1对脑缺血易感以及探讨其环路机制。
研究方法：
1.采用双侧颈总动脉结扎方法(bilateral common carotid artery occlusion， BCCAO)对小鼠进行TGI造模，实验分为假手术(Sham)、TGI-10min、TGI-20min、TGI-30min四组。旷场实验检测各组小鼠的运动能力，肌力实验检测小鼠肌力水平以及水迷宫实验检测小鼠的学习记忆能力的差别。对造模后的实验小鼠灌流取材，采用免疫荧光染色方法对小鼠海马CA1锥体神经元数目进行统计。综合行为学以及免疫荧光的结果选择适合本研究的TGI临界时间点。
2.在C57BL/6J小鼠上采用慢性社交失败应激(chronic social defeat stress， CSDS)抑郁造模，通过社会接触实验以及强迫游泳实验对小鼠的抑郁行为进行检测。接着对抑郁造模的小鼠分别进行Sham或TGI-10min手术。通过水迷宫实验以及海马CA1神经元的存活来评估抑郁是否能导致脑缺血易感。
3.我们在LC核团注射示踪病毒标记LC核团的TH能神经元，病毒表达4周后，小鼠进行10天的CSDS造模。通过全脑成像技术以及定量分析方法对对照组、易感组、抵抗组小鼠投射纤维进行统计。
4.运用化学遗传学的方法，在LC核团脑立体定位注射混合病毒，标记LC区域的TH神经元，在病毒表达至高峰期，注射配体药物CNO，选择性地激活或抑制Th:LC-CA1神经环路。研究这条环路是否参与抑郁加重脑缺血易感导致的学习记忆障碍和海马CA1神经元死亡。
研究结果：
1.Sham、TGI-10min、TGI-20min、TGI-30min组小鼠旷场和肌力实验无明显差异。TGI-20min与TGI-30min组小鼠相比于Sham与TGI-10min组小鼠，学习记忆能力受损，且海马CA1区锥体神经元丢失。
2.通过社会接触实验可将CSDS造模的小鼠分为易感组与抵抗组。强迫游泳实验结果表明CSDS易感组小鼠表现出明显的绝望行为。水迷宫实验以及海马的免疫荧光染色结果显示易感/脑缺血组小鼠较对照/假手术、易感/假手术、抵抗/假手术、对照/脑缺血组和抵抗/脑缺血组小鼠表现出明显地学习记忆障碍和海马CA1锥体神经元的死亡。实验结果表明抑郁造模的易感小鼠能够加重TGI造模导致的学习记忆障碍和海马CA1锥体神经元的死亡。
3.通过全脑病毒示踪技术，我们对对照组、易感组、抵抗组小鼠LC的TH神经元进行了全脑示踪。通过共聚焦成像，我们发现CSDS易感的小鼠，LC核团的TH神经元向海马CA1投射的神经纤维特异性减少。
4.利用化学遗传学的方法，hM4Di/TGI-10min组相比于其他组(mCherry/Sham、mCherry/TGI-10min、hM4Di/Sham组)在水迷宫学习阶段中找到平台的潜伏期较慢，游泳总距离较长，且在第7天撤去平台检测记忆水平时，该组小鼠在目标象限逗留的时间明显缩短，表现出较差的记忆水平。在用免疫荧光方法检测海马CA1区锥体神经元的情况时，发现hM4Di/TGI-10min组较其他组海马CA1锥体神经元的死亡较多。即抑制Th:LC-CA1神经环路即能模拟抑郁导致脑缺血易感产生的学习记忆障碍和海马CA1锥体神经元的死亡。
5.利用化学遗传学的方法，hM3Dq/TGI-10min组较mCherry/TGI-10min组在水迷宫实验中能够更快的找到平台，且在检测记忆水平时，在目标象限逗留的时间明显增加。用免疫荧光方法检测海马CA1锥体神经元的情况时，发现相比于mCherry/TGI-10min组，hM3Dq/TGI-10min组海马CA1锥体神经元的死亡明显减少。即兴奋Th:LC-CA1神经环路即能挽救抑郁导致脑缺血易感产生的学习记忆障碍和海马CA1锥体神经元的死亡。
6.兴奋Th:LC-CA1神经环路仅对CSDS造模的易感组小鼠的学习记忆及海马CA1区域神经元的死亡的改善作用，对抵抗组小鼠无明显影响。
结论：
我们运用动物造模、病毒示踪、化学遗传学、免疫荧光、行为学检测等研究技术发现：
1.动物水平上验证抑郁能够加重脑缺血易感产生的学习记忆损伤和海马CA1锥体神经元死亡。
2.在抑郁状态下Th:LC-CA1神经投射特异性减少。
3.Th:LC-CA1神经环路参与到抑郁加重脑缺血易感的发病机制中。
抑郁症(major depressive disorder，MDD)和短暂性全脑缺血(transient global ischaemia , TGI)分别代表最常见的精神和神经性疾病，严重困扰着患者的工作与生活，给家庭和社会带来沉重的负担。以往研究表明，慢性脑缺血是抑郁症发病的危险因素，可一定程度上加重抑郁症的发生。然而抑郁症作为独立危险因素对脑缺血发作的影响仅见于流行病学研究，未见相关实验性研究报道。
短暂性全脑缺血可特异性引起学习记忆损伤和海马CA1锥体神经元死亡，且损害程度与缺血时长呈正相关。有文献报道释放到海马CA1的多巴胺能神经元主要来源于蓝斑核(locus coeruleus，LC)，而非过去认为的中脑腹侧被盖区(ventral tegmental area，VTA)。影像学结果显示抑郁症患者的蓝斑核活动异常，而蓝斑核是脑中合成去甲肾上腺素与多巴胺神经递质的主要核团。因此本研究以小鼠为模型，探究慢性抑郁是否能导致海马CA1对脑缺血易感以及探讨其环路机制。
研究方法：
1.采用双侧颈总动脉结扎方法(bilateral common carotid artery occlusion， BCCAO)对小鼠进行TGI造模，实验分为假手术(Sham)、TGI-10min、TGI-20min、TGI-30min四组。旷场实验检测各组小鼠的运动能力，肌力实验检测小鼠肌力水平以及水迷宫实验检测小鼠的学习记忆能力的差别。对造模后的实验小鼠灌流取材，采用免疫荧光染色方法对小鼠海马CA1锥体神经元数目进行统计。综合行为学以及免疫荧光的结果选择适合本研究的TGI临界时间点。
2.在C57BL/6J小鼠上采用慢性社交失败应激(chronic social defeat stress， CSDS)抑郁造模，通过社会接触实验以及强迫游泳实验对小鼠的抑郁行为进行检测。接着对抑郁造模的小鼠分别进行Sham或TGI-10min手术。通过水迷宫实验以及海马CA1神经元的存活来评估抑郁是否能导致脑缺血易感。
3.我们在LC核团注射示踪病毒标记LC核团的TH能神经元，病毒表达4周后，小鼠进行10天的CSDS造模。通过全脑成像技术以及定量分析方法对对照组、易感组、抵抗组小鼠投射纤维进行统计。
4.运用化学遗传学的方法，在LC核团脑立体定位注射混合病毒，标记LC区域的TH神经元，在病毒表达至高峰期，注射配体药物CNO，选择性地激活或抑制Th:LC-CA1神经环路。研究这条环路是否参与抑郁加重脑缺血易感导致的学习记忆障碍和海马CA1神经元死亡。
研究结果：
1.Sham、TGI-10min、TGI-20min、TGI-30min组小鼠旷场和肌力实验无明显差异。TGI-20min与TGI-30min组小鼠相比于Sham与TGI-10min组小鼠，学习记忆能力受损，且海马CA1区锥体神经元丢失。
2.通过社会接触实验可将CSDS造模的小鼠分为易感组与抵抗组。强迫游泳实验结果表明CSDS易感组小鼠表现出明显的绝望行为。水迷宫实验以及海马的免疫荧光染色结果显示易感/脑缺血组小鼠较对照/假手术、易感/假手术、抵抗/假手术、对照/脑缺血组和抵抗/脑缺血组小鼠表现出明显地学习记忆障碍和海马CA1锥体神经元的死亡。实验结果表明抑郁造模的易感小鼠能够加重TGI造模导致的学习记忆障碍和海马CA1锥体神经元的死亡。
3.通过全脑病毒示踪技术，我们对对照组、易感组、抵抗组小鼠LC的TH神经元进行了全脑示踪。通过共聚焦成像，我们发现CSDS易感的小鼠，LC核团的TH神经元向海马CA1投射的神经纤维特异性减少。
4.利用化学遗传学的方法，hM4Di/TGI-10min组相比于其他组(mCherry/Sham、mCherry/TGI-10min、hM4Di/Sham组)在水迷宫学习阶段中找到平台的潜伏期较慢，游泳总距离较长，且在第7天撤去平台检测记忆水平时，该组小鼠在目标象限逗留的时间明显缩短，表现出较差的记忆水平。在用免疫荧光方法检测海马CA1区锥体神经元的情况时，发现hM4Di/TGI-10min组较其他组海马CA1锥体神经元的死亡较多。即抑制Th:LC-CA1神经环路即能模拟抑郁导致脑缺血易感产生的学习记忆障碍和海马CA1锥体神经元的死亡。
5.利用化学遗传学的方法，hM3Dq/TGI-10min组较mCherry/TGI-10min组在水迷宫实验中能够更快的找到平台，且在检测记忆水平时，在目标象限逗留的时间明显增加。用免疫荧光方法检测海马CA1锥体神经元的情况时，发现相比于mCherry/TGI-10min组，hM3Dq/TGI-10min组海马CA1锥体神经元的死亡明显减少。即兴奋Th:LC-CA1神经环路即能挽救抑郁导致脑缺血易感产生的学习记忆障碍和海马CA1锥体神经元的死亡。
6.兴奋Th:LC-CA1神经环路仅对CSDS造模的易感组小鼠的学习记忆及海马CA1区域神经元的死亡的改善作用，对抵抗组小鼠无明显影响。
结论：
我们运用动物造模、病毒示踪、化学遗传学、免疫荧光、行为学检测等研究技术发现：
1.动物水平上验证抑郁能够加重脑缺血易感产生的学习记忆损伤和海马CA1锥体神经元死亡。
2.在抑郁状态下Th:LC-CA1神经投射特异性减少。
3.Th:LC-CA1神经环路参与到抑郁加重脑缺血易感的发病机制中。