研究背景:抑郁症是一种基因与环境交互作用的重大精神障碍性疾病,关于抑郁症发病机制从神经发生障碍到免疫功能紊乱学说,众说纷纭,传统观念大多是以稳定的体内环境紊乱和机体功能障碍为切入点展开研究,忽略基因和动态的体外环境的影响作用,以致临床上出现40%患者抗抑郁药物治疗无效现象,靶向寻找抑郁症的发病机制及相应的抗抑郁药物的研发显得极为重要。国外学者研究发现骨钙素敲除基因小鼠出现焦虑样症状,并伴有GABA抑制性神经递质显著增加及5-HT显著降低现象,给予骨钙素症状改善。这一病理改变与抑郁症的发病机制相似,由此我们推测骨钙素可能参与抑郁症的病理生理过程并具有抗抑郁作用。因此我们以骨钙素为研究切入点,在研究骨钙素与抑郁症关系的同时,初步探索骨钙素的抗抑郁作用机制。研究目的:1.收集临床抑郁症患者及健康对照人群血清,检测两组人群血清中骨钙素的表达水平,评估骨钙素表达与抑郁症的关系。2.构建急性应激抑郁小鼠模型,采用腹腔注射给予C57BL/6小鼠骨钙素,结合行为学实验,评估骨钙素的快速抗抑郁效果。3.基于Western Blotting、蛋白芯片、ELISA和非靶向代谢组学技术,初步探索骨钙素的抗抑郁作用机制。研究方法:主要分成三部分开展相关研究。第一部分,基于罗氏电化学自动发光免疫法检测健康对照和抑郁症患者血清中骨钙素的表达情况;第二部分,基于急性应激抑郁模型,结合行为学观察评估骨钙素的快速抗抑郁效果;第三部分,采用免疫印迹技术、elisa和非靶向代谢技术研究骨钙素的快速抗抑郁机制。主要方法如下:1.运用罗氏电化学自动发光免疫检测仪,评估骨钙素在健康对照(n=354)及抑郁症(n=199)人群血清中的表达水平,评估骨钙素的临床诊断价值。2.通过构建急性应激抑郁小鼠模型,根据不同实验目的需求,分别按照骨钙素最佳作用浓度、骨钙素最佳作用分型以及骨钙素潜在作用机制研究三个阶段评价骨钙素的快速起效抗抑郁作用及作用机制初步探索。每个行为学阶段动物分组根据实验目的进行调整。3.采用westernblotting方式、elisa和蛋白芯片技术初步检测骨钙素的快速抗抑郁作用机制。同时结合gc-ms非靶向代谢技术检测小鼠海马组织内代谢物的表达水平,通过研究骨钙素对脑内代谢物的影响情况,以进一步探索骨钙素的潜在作用机制。研究结果:1.通过电化学发光免疫检测分析后,与健康对照组比较,重型抑郁症组患者血清骨钙素的表达水平显著降低,差异具有统计学意义。2.通过评估强迫游泳、悬尾实验及旷场实验行为学数据,与生理盐水组相比,完全羧化骨钙素和氯胺酮组小鼠强迫游泳、悬尾实验累计不动时间显著减少,而旷场实验活动距离无显著改变,羧化不完全骨钙素组小鼠三组行为学数据均无显著性改变;给予拮抗剂nbqx后,完全羧化骨钙素和氯胺酮的抗抑郁作用效果显著减弱。完全羧化骨钙素能快速逆转小鼠抑郁模型的行为,发挥快速起效抗抑郁作用,抗抑郁效果与氯胺酮类似。3.基于体外细胞实验和动物学实验,检测发现完全羧化骨钙素可以显著抑制nmda2a型受体的表达,进一步提高谷氨酸受体ampa受体1型glur1、3型glur3和4型glur4等蛋白的表达;此外,完全羧化骨钙素可以促进海马组织bdnf的表达水平;ampar拮抗剂nbqx的使用可以减弱骨钙素的作用。4.gc-ms非靶向代谢组学检测结果提示骨钙素处理组中共有24个差异代谢物,分别是1-甲基海因、γ-氨基丁酸、4-乙基苯酚、抗坏血酸盐、天冬氨酸、磷酸甘油、dl-二氢(神经)鞘氨醇、乙醇胺、谷氨酸、腺苷、肌酸、谷氨酰胺、n-乙酰天冬氨酸、焦谷氨酸甘氨酸、乳酸、l-别苏氨酸、l-苹果、磷酸甲酯、肌醇、、磷酸盐、丝氨酸、琥珀酸以及尿酸。研究结论:1.抑郁症患者血清骨钙素的表达量显著降低。2.完全羧化骨钙素具有快速抗抑郁作用,而不完全羧化骨钙素不具备快速抗抑郁作用。3.完全羧化骨钙素可能通过下调NMDA的表达促进谷氨酸受体AMPAR的表达,通过促进谷氨酸和BDNF的表达及减少抑制性神经递质GABA的表达发挥快速抗抑郁作用。