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目的:抑郁症作为一种临床常见的精神疾病,核心症状表现为情绪低落和快感缺失,全球发病率约16%,严重威胁人类身心健康,同时也造成了巨大的社会经济负担。传统抗抑郁药的作用靶点多是指向单胺能系统如临床常用的三环类抗抑郁药,但这些药物都存在着起效慢、有效率低等缺点。2000年首次临床研究证实,单次小剂量的氯胺酮静脉内给药可以发挥快速有效的抗抑郁作用,此后有关氯胺酮抗抑郁机制的研究层出不穷,提出了多种假说包括去抑制假说、突触外谷氨酸激活假说、氯胺酮代谢产物假说、抑制缰核过度放电假说等。新近研究表明,钙/钙调素依赖性蛋白激酶Ⅱbeta亚基(CaMKⅡbeta)在抑郁症核心症状的形成中起着关键性的调节作用,而钙/钙调素依赖性蛋白激酶Ⅱalpha亚基(CaMKⅡalpha)在小鼠海马中敲除可引发一系列精神症状。因此,我们推测海马中CaMKⅡalpha及CaMKⅡbeta可能在氯胺酮抗抑郁过程中发挥了重要作用。本研究旨在通过建立脂多糖(LPS)腹腔注射诱导急性抑郁建立小鼠抑郁模型,观察CaMKⅡalpha及CaMKⅡeta在氯胺酮抗抑郁过程中的变化和作用,并探讨可能的相关机制。方法:成年C57BL/6小鼠80只,20～30 g,随机分为4组(n=20):对照组(CON组),对照+氯胺酮组(CON+KET组),急性应激组(LPS组),急性应激+氯胺酮组(LPS+KET组)。CON组正常饲养,LPS组和LPS+KET组于造模当天腹腔注射1 mg/kg LPS,LPS+KET组于腹腔注射LPS 20 h后腹腔注射10 mg/kg氯胺酮,CON+KET组于同一时间点腹腔注射10 mg/kg氯胺酮。4 h后行旷场实验(Open field test,OFT)、新环境进食抑制实验(Novelty suppressed feeding test,NSFT),强迫游泳实验(Forced swimming test,FST)检测其运动能力、焦虑以及抑郁样行为。行为学测试结束后,取小鼠海马组织,采用Western Blotting检测海马中CaMKⅡalpha、CaMKⅡbeta、磷酸化N-甲基-D-天冬氨酸受体2B亚基(p-GluN2B)、N-甲基-D-天冬氨酸受体2B亚基(GluN2B)、死亡相关蛋白激酶-1(DAPK1)、驱动蛋白2家族成员(KIF17)、突触后密度蛋白95(Postsynaptic density95,PSD95)、神经突触素1(Synapsin1)、α-氨基-3-羟基-5-甲基-4-异恶唑丙酸受体1(GluA1)及α-氨基-3-羟基-5-甲基-4-异恶唑丙酸受体2(GluA2);采用免疫荧光检测海马原代神经元Synapsin 1/CaMKⅡalpha以及Synapsin 1/CaMKⅡbeta的共定位比率;采用免疫共沉淀检测KIF17、CaMKⅡ、GluN2B三者是否相互结合;采用膜片钳技术检测海马CA1区锥体神经元微小型兴奋性突触后电流(mini Excitatory post-synaptic current,miniEPSC)及 SC-CA1 区长时程增强(Long term potentiation,LTP)的改变。结果:在OFT中,四组小鼠的运动总距离无统计学差异(P>0.05);与CON组相比,LPS组在中央区探索时间明显缩短(P<0.05);进入中央区次数明显减少(P<0.05);与LPS组相比,LPS+KET组在中央区探索时间明显延长(P<0.05);进入中央区次数明显增加(P<0.05)。在FST中,与CON组相比,LPS组不动时间明显延长(P<0.05);游泳时间明显缩短(P<0.05);与LPS组相比,LPS+KET组不动时间明显缩短(P<0.05);游泳时间明显延长(P<0.05);四组攀爬时间无统计学差异(P>0.05)。在NSFT中,与CON组相比,LPS组进食潜伏期明显延长(P<0.05);与LPS组相比,LPS+KET组进食潜伏期明显缩短(P<0.05);各组15 min进食总量无统计学差异(P>0.05)。Western Blot检测中,与CON组相比,LPS组海马细胞膜上以及突触小体中CaMKⅡalpha表达含量明显升高(P<0.05);与LPS组相比,LPS+KET组海马细胞膜上以及突触小体中CaMKⅡalpha表达含量明显降低(P<0.05);各组海马总蛋白中CaMKⅡalpha表达含量无统计学差异(P>0.05)。与CON组相比,LPS组海马细胞膜上以及突触小体中CaMKⅡbeta表达含量明显降低(P<0.05);与LPS组相比,LPS+KET组海马细胞膜上以及突触小体中CaMKⅡbeta表达含量明显升高(P<0.05);各组海马总蛋白中CaMKⅡbeta表达含量无统计学差异(P>0.05)。与CON组相比,LPS组海马突触小体中p-GluN2B、GluN2B、DAPK1以及总蛋白中KIF17表达含量明显升高(P<0.05);与LPS组相比,LPS+KET组海马突触小体中p-GluN2B、GluN2B、DAPK1以及总蛋白中KIF17表达含量明显降低(P<0.05)。与CON组相比,LPS组海马突触小体中PSD95、Synapsin1、GluA1表达含量明显下降(P<0.05);与LPS组相比,LPS+KET组海马突触小体中PSD95、Synapsin1、GluA1表达含量明显上升(P<0.05)。免疫荧光检测中,与CON组相比,LPS组海马神经元Synapsin 1/CaMKⅡalpha共定位比率明显上升(P<0.05),与LPS组相比,LPS+KET组海马神经元Synapsin 1/CaMKⅡalpha共定位比率明显下降(P<0.05);与CON组相比,LPS组海马神经元Synapsin 1/CaMKⅡbeta共定位比率明显下降(P<0.05),与LPS组相比,LPS+KET组海马神经元Synapsin 1/CaMKⅡbeta共定位比率明显上升(P<0.05)。免疫共沉淀实验中,CaMKⅡ与GluN2B特异性结合,而KIF17不与GluN2B结合。电生理检测中,与CON组相比,LPS组海马CA1区锥体神经元miniEPSC振幅降低(P<0.05),频率明显减慢(P<0.01),与LPS组相比,LPS+KET组CA1区锥体神经元miniEPSC振幅增高(P<0.05),频率明显加快(P<0.01)。与CON组相比,LPS组SC-CA1区LTP诱发显著障碍(P<0.01),与LPS组相比,LPS+KET组SC-CA1区LTP诱发正常(P<0.01)。结论:急性LPS应激可使小鼠产生抑郁以及焦虑样行为,可导致CaMKⅡalpha与beta亚基比例失衡,使GluN2B上膜增加,GluA1上膜减少,进而使钙离子过度内流产生神经毒性,同时破坏脑区神经递质传递的平衡以及突触可塑性。氯胺酮可逆转上述改变,从而发挥抗抑郁作用。