抑郁症或称抑郁障碍(depressive disorder)是指持续的心境低落为主要症状的临床症状群或状态,是心境障碍(mood disorder)的主要类型。各种社会性、环境性因素都让抑郁症的发病率急剧上升。世界卫生组织(WHO)预计,到2020年,在全球范围内抑郁症将成为严重影响人类身心健康的第二大病患。抑郁症对患者健康的损害,主要表现为心境低落、思维迟缓、意志活动减退、认知功能损害以及躯体症状。然而,抑郁症最危险之处在于其消极悲观情绪导致的潜在的自杀风险(suicide risk)。迄今,虽然抑郁症的病因尚不清楚,但是经过多年来不懈地探索,学者们提出一些神经和分子机制的学说以解释抑郁症的病因及转归,例如神经环路、单胺类神经递质系统、神经营养因子及神经再生、神经内分泌和神经免疫的相互作用等等。在大量抑郁症患者的尸检和神经影像学的研究中发现前额皮层和海马区的变化,这些脑区被认为与抑郁障碍的认知(如无价值感和内疚情绪)相关。抑郁症的单胺假说起源于早期的临床观察,认为抑郁障碍是由于脑内单胺类神经递质的功能降低所致。一些抑郁患者海马区及大脑其他区域体积的减小则支持了抑郁障碍的神经营养因子假说。神经营养因子调节成体大脑的可塑性。神经内分泌及神经免疫的相互作用假说认为,大脑中神经环路中小胶质细胞、胶质细胞及神经元多方相互作用,共同参与到抑郁障碍中。目前,治疗抑郁症,尤其是中、重度抑郁症的首选依然是药物治疗。但各种抗抑郁药都或多或少存在起效慢、副作用大以及患者依从性欠佳等问题。此外,心理治疗和物理性治疗也常结合或单独用于治疗抑郁症。复杂的病因、非标准的诊断以及欠佳的疗效,都使抑郁症成为神经系统研究领域的一大挑战。对抑郁症内在机制的探索大致可以分为三个水平,即基因水平、激素水平以及大脑环路水平。三个层次的研究相辅相成,共同回答关于抑郁症的病因、发展及转归的问题。基于基因层次的研究被认为是最基础的,因为激素的分泌和神经环路的形成都与基因表达的调控直接相关。调控基因的表达是极其精密的过程。在这样的过程中,转录因子(transcription factor,TF)发挥着重要的作用,与染色质调节因子、表观遗传调控子共同作用于基因,调节细胞增殖、分化、衰老和死亡等过程,并与细胞再生和肿瘤形成密切相关。过氧化物酶体增殖激活受体(peroxisome proliferator-activated receptor,PPARs)是一类配体依赖的核转录因子,属于II型核受体超家族成员之一。PPAR与其他细胞核激素受体作用方式一致。首先,PPAR结合到目的基因启动子区域的顺势作用元件上。PPAR与RXR结合形成异物二聚体。然后,结合配体激活转录。在PPAR-RXR异二聚体中,二者的配体均可以激活该复合体,但同时结合则可以效应更强。PPAR有三个亚型:α,β和Y。在这三个亚型中,神经系统领域研究最多的是PPARY。PPARγ最初在脂肪细胞被发现,具有调节糖脂能量代谢,增加胰岛素敏感性,维持机体稳态的作用。在随后的研究中,学者们发现PPARY还参与调节肾源性水肿,肿瘤的发生发展以及动脉粥样硬化等重要的生理、病理过程。在神经系统的研究中,PPARY呈现出一种特异性的表达,即在正常成年脑组织中的含量很低,但在胚胎神经系统和发生病变的脑组织中含量显著升高。这样的表达特点是否说明PPARγ在神经发育和神经损伤后修复中具有重要作用。大量文献已经证实,在缺血性脑卒中、脊髓损伤和阿尔兹海默症、帕金森氏病等神经系统退行性疾病中,PPARY均表现出神经保护的作用。PPARY的神经保护作用包括多种机制。在代谢调节方面,PPARY提高胰岛素敏感性、增加葡萄糖利用率,纠正代谢紊乱。在抗炎方面,PPARY抑制促炎症因子的活性和胶质细胞的激活,减轻炎症反应。在抗氧化应激方面,PPARY抑制氧化酶活性并促进抗氧化酶活性,减少自由基形成。在抗凋亡方面,PPAR Y激活细胞存活信号通路,维持细胞膜和线粒体膜的稳定性。此外,在对HPA轴以及摄食行为等神经调节过程的研究中发现,PPARγ也参与其中。利用转基因动物为载体的研究,证实了神经元来源的PPARy可以不依赖于胶质细胞的激活而起到保护神经元的作用。神经炎症,神经元的凋亡,HPA轴功能失调等,都参与了抑郁症的发病。因此,以PPARy为靶标研究抑郁症已势在必行。近年,已有文献做出尝试,发现PPARy的激动剂具有减轻抑郁样行为的作用。基于PPARγ在中枢神经系统的多种功能的研究,我们期望证明神经元内源性PPARγ是否参与调节抑郁症,并试图寻找其作用机制,以此为临床诊断、治疗和抗抑郁的新药开发提供理论依据。为观察抑郁症对脑内PPARγ含量的影响,我们设计了如下实验。根据实验环境和设备以及预实验结果,经过多种比较,我们选择慢性社交挫败模型(chronic social defeat stress,CSDS)作为本实验的抑郁症小鼠模型。选择雄性C57/B6J小鼠,10周,23-25g,随机分组。按照CSDS标准化操作进行模型制备。造模结束后,利用social interaction检测两组小鼠的接触区时间,并计算接触区时间比率(ratio)。选取ratio<0.9的小鼠为敏感组,而ratio>1.1的小鼠为不敏感组。急性分离小鼠全脑,去除小脑、中脑、脑干及嗅球。利用western blot检测其中PPARy在蛋白水平的表达情况,Q-PCR检测转录水平。实验发现,敏感组PPARy表达量与对照组不具有显著差异,而不敏感组PPARY在转录水平和蛋白表达水平都显著高于对照组和敏感组。随后,我们以同样的方法检测了几个与抑郁症关系密切的脑区的PPARy水平。在海马区(hippocampus),三组PPAR Y表达无显著差异。在前额叶皮层(PFC),敏感组PPARy表达量显著低于对照组和不敏感组;而对照组与不敏感组PPARy的表达量并无统计学差异。以上结果提示,升高的PPARy表达水平可能与抗抑郁样行为相关,但抑郁样行为的发生可能不涉及全脑PPARγ表达量的改变。接下来,为探索PPARγ激动剂罗格列酮是否对该模型有效,我们设计了如下实验。CSDS标准化操作制备模型之后,将实验组小鼠分别平均分为3组,分别给予安慰剂、罗格列酮和丙咪嗪三种药物,即安慰剂组,罗格列酮组,丙咪嗓组。连续10天腹腔注射药物(或安慰剂)后,利用social interaction检测两组小鼠接触区时间。每组小鼠在接触区域的平均用来评价改组小鼠的抑郁程度。结果显示,腹腔注射罗格列酮可以有效地逆转造模组小鼠的回避样行为,缓解抑郁症状,而此时经典三环类抗抑郁药丙咪嗪的效果尚未体现。以上结果提示,PPARY激动剂在社交挫败模型中具有抗抑郁样行为的作用。为了进一步确定神经元PPARY功能缺乏是否可以导致抑郁,我们利用两种转基因鼠(PPARγ loxp/loxp和CamKII-cre)构建了锥体神经元特异性敲除PPAR Y的小鼠。经基因鉴定和表型鉴定,证实我们构建的敲除小鼠是成功的。随后,我们对锥体神经元内PPARY缺陷的小鼠进行了行为学的检测,,观察其有无抑郁样行为表型。在旷场实验(open field test)中,KO小鼠与对照组小鼠的自主运动能力,焦虑水平无显著差异。在社会交往实验中,KO小鼠较对照组小鼠在接触区域的时间显著降低,提示其具有社交障碍。KO小鼠表现出的社交障碍决定了该品系的敲除小鼠不适宜通过CSDS而制备抑郁模型。随后,我们检测了其他抑郁相关表型。在强迫游泳实验(forced swimming test,FST)中,KO小鼠的不动时间显著高于对照组,并且这种增高的趋势可以被丙咪嗉逆转。这提示锥体神经元内PPARY的缺失导致了抑郁样行为的发生。而在悬尾实验(tail suspension test,TST)与糖水偏好实验(sucrose preference test,SPT)中,KO小鼠的不动时间和糖水偏好值(sucrose preference,SP)则与对照组无明显差异。这可能是因为FST与TST参与的抑郁样行为的大脑机制不完全相同所致,也从另一个侧面让我们发现PPARγ调节抑郁样行为是具有特异性的。从我们的实验结果中可以得到以下结论。社交挫败抑郁模型中,小鼠全皮层PPARγ含量发生改变,而在额叶皮层等脑区表达变化较为显著,而在海马区变化不大。PPARγ激动剂可以在社交挫败模型中显著降低小鼠的抑郁样行为。锥体神经元内PPARγ缺失可以导致抑郁样行为的发生。