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人脑额叶主要调控记忆、认知及情绪等高级智能活动,外科手术常造成额叶损伤,抑郁症是额叶损伤常见的并发症之一,临床上主要表现为长久持续的情绪低落、精神萎靡、快感缺失、认知功能障碍、睡眠紊乱等。星形胶质细胞与额叶损伤致抑郁症的病理发生发展有关,但其确切机制不明确。研究发现,与β-链蛋白(β-catenin)水平相关的Wnt信号功能障碍可能导致抑郁症。我研究室前期研究表明,2型星形胶质细胞(type 2 astrocytes,T2As)具有神经干细胞特性,成束和延伸蛋白ζ-1(fasciculation and elongation protein zeta-1,FEZ1)在T2As中表达水平与神经元接近。FEZ1是首个被证实与精神分裂症断裂基因-1(disrupted in schzophrenia1,DISC1)结合的蛋白,参与中枢神经系统发育与轴突成束,并对精神兴奋剂高度敏感,提示FEZ1的功能障碍可能与抑郁症有关。本研究建立额叶损伤致抑郁症大鼠模型,将T2As移植至上述模型大鼠的损伤部位,观察抑郁症样行为的变化,检测FEZ1和Wnt通路中β-catenin、Cyclin D1的表达变化,探讨星形胶质细胞在额叶损伤致抑郁症大鼠模型中的作用。目的:建立额叶损伤致抑郁症大鼠模型,观察额叶损伤后大鼠的行为学变化。将T2As移植到额叶皮质损伤位置,探讨星形胶质细胞在抑郁症大鼠模型中的作用。方法:(1)采用立体定位技术及刀片切割法建立额叶损伤致抑郁症大鼠模型,分为假手术组(单纯开颅骨缝)、损伤组(右侧额叶损伤),行为学实验包括糖水实验、强迫游泳实验、旷场实验,分别观察额叶损伤后大鼠的糖水偏好指数变化、累积不动时间变化以及大鼠的跨格数和理毛次数的变化。额叶损伤后大鼠的糖水偏好指数下降,累积不动时间增加,跨格数减少,理毛次数增加,则表明模型建立成功。(2)采用恒温振荡与差速贴壁法分离纯化O-2A祖细胞(oligodendrocyte-type-2astrocyte progenitor),诱导分化得到T2As,形态学观察与免疫细胞化学方法鉴定,用5-溴脱氧尿嘧啶核苷(5-bromo-2-deoxyuridine,Brd U)对其进行标记。SD大鼠分为假手术组(单纯开颅骨缝)、移植组(T2As植入损伤位置)、损伤组(等量的生理盐水植入损伤位置),应用行为学实验包括糖水偏好实验、强迫游泳实验以及旷场实验观察移植T2As后大鼠的行为学变化。(3)Western blot检测损伤与移植细胞6 w、8 w后GFAP、FEZ1以及β-catenin、Cyclin D1在大鼠额叶皮质与海马中的表达变化;免疫组织化学检测损伤与移植细胞后6 w额叶皮质中GFAP、Neu N和FEZ1的表达与定位。结果:(1)行为学结果显示,额叶损伤后2 w大鼠的糖水偏好指数显著下降,快感缺乏;强迫游泳实验中大鼠的累积不动时间增加;旷场实验中,大鼠的跨格数降低,理毛次数增加,大鼠的活动力下降,表明额叶损伤后大鼠出现快感缺乏、行为绝望且活动度下降等抑郁症样行为。(2)采用恒温振荡法和差速贴壁法分离纯化T2As,获得细胞纯度较高,免疫细胞化学显示T2As呈A2B5+/GFAP+;Brd U标记率达到63.62±3.38%,且移植T2As 1 w后,免疫荧光检测到伤口部位Brd U阳性细胞。(3)移植T2As后,大鼠的糖水偏好指数较损伤组从4 w开始有所上升,到6 w时显著上升;强迫游泳实验中,移植T2As后6 w大鼠的累积不动时间较损伤组显著下降;旷场实验中,与损伤组相比,移植T2As后3 w大鼠的跨格数增加,理毛次数减少,到6 w时差异显著,表明移植T2As后抑郁症大鼠的行为学得到明显改善。(4)Western blot结果显示,在6 w、8 w,损伤组大鼠的额叶皮质中GFAP表达较假手术组显著下调,移植组GFAP表达较损伤组显著上升,海马组织中损伤组GFAP表达较假手术组无明显变化,而移植组GFAP表达较损伤组显著上升。在6 w、8 w,皮质和海马中FEZ1的表达变化趋势与皮质中GFAP变化相同。免疫组织化学结果显示,6 w后,损伤组损伤部位GFAP阳性细胞数目较假手术组减少,而移植组GFAP阳性细胞数量较损伤组增加。6 w后,损伤组损伤部位FEZ1表达量较假手术组下降,神经元数量减少;移植组FEZ1表达量较损伤组升高,且在损伤皮质周围神经元数量增加。(5)6 w、8 w后,在大鼠额叶皮质和海马中,损伤组Wnt/β-catenin通路中β-catenin、Cyclin D1的表达较假手术组显著下降,移植组其表达量较损伤组显著上升。结论:行为学实验结果表明,额叶损伤后大鼠表现快感缺乏、行为绝望且活动度下降等抑郁症样行为,表明模型建立成功。移植T2As后上述行为学症状得到明显改善,且FEZ1的表达上调,提示FEZ1可能在额叶损伤致抑郁症大鼠模型的神经修复过程中发挥重要作用。移植T2As后,在额叶皮质和海马中,Wnt/β-catenin信号通路中β-catenin和Cyclin D1表达上调,提示T2As对抑郁症大鼠模型的神经修复作用可能主要与此通路有关。