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【研究背景与目的】最近研究发现睡眠剥夺(Sleep deprivation,SD)增加抑郁或焦虑的风险,是抑郁症的一项独立危险因子。神经炎症反应在抑郁症的发生、发展中至关重要,调控炎症反应对其具有潜在的治疗意义。硫化氢(Hydrogen sulfide,H2S)作为一种新型的神经调质及气体信号分子,具有神经保护、调节突触可塑性和抗神经炎症的作用。我们实验室的前期研究结果表明H2S对糖尿病大鼠的抑郁和急性应激所致抑郁均有改善作用。因此,本研究拟探讨:(1)SD是否可诱导大鼠抑郁和焦虑行为,及促进神经炎症反应?(2)H2S是否可拮抗SD所致大鼠抑郁和焦虑行为,其机理是否涉及到调控神经炎症反应?【方法】采用改良多平台水环境法(Modified multiple platform method,MMPM)建立SD模型;新环境进食抑制试验(novelty-suppressed feeding test,NSFT)、强迫游泳实验(forced swimming test,FST)和悬尾实验(tail suspension test,TST)检测大鼠抑郁行为;高架十字迷宫实验(elevated plus-maze test,EPMT)检测大鼠焦虑行为;自发活动评价大鼠运动量;酶联免疫吸附实验(enzyme-linked immuno sorbent assay,ELISA)检测大鼠脑内促炎症细胞因子(IL-1β、IL-6和TNF-α),抗炎症细胞因子(IL-4和IL-10)及趋化因子(CCL2和CX3CL1)含量;免疫荧光(Immunofluorescence,IF)技术检测大鼠脑内巨噬细胞和活化的星形胶质细胞的数量。【结果】1.SD诱导大鼠抑郁和焦虑行为。对Wistar大鼠进行72 h SD后,所有大鼠予以行为学测试。结果显示:与对照组相比,SD大鼠在NSFT中进食潜伏期延长;FST中不动时间延长,攀爬时间缩短;TST中不动时间延长;EPMT中开放臂停留时间和进入次数比减少;自发活动无明显差异。这些表明SD可诱导大鼠抑郁和焦虑行为。2.SD促进大鼠神经炎症反应。对大鼠脑内炎症水平进行检测,结果示:SD诱导大鼠脑内促炎症细胞因子(IL-1β、IL-6和TNF-α)升高及抗炎症细胞因子(IL-4和IL-10)降低、巨噬细胞和活化的星形胶质细胞数量增加、趋化因子(CCL2和CX3CL1)含量增加,表明SD可诱导大鼠神经炎症反应。3.H2S拮抗SD诱导大鼠抑郁和焦虑行为。Na HS(H2S供体,30和100μmol/Kg/d,10 d)明显缩短SD大鼠在NSFT中的进食潜伏期和FST中的不动时间,并增加其攀爬时间;同时显著减少SD大鼠在TST中的不动时间,表明H2S可拮抗SD大鼠的抑郁行为。EPMT结果显示:Na HS(30和100μmol/Kg/d)明显增加SD大鼠的开放臂停留时间和开放臂进入次数比,对总进臂次数无影响,表明H2S可拮抗SD大鼠的焦虑行为。此外,Na HS(30和100μmol/Kg/d)对自发活动无影响,表明H2S不改变大鼠的运动量。4.H2S逆转SD诱导大鼠神经炎症反应。Na HS改善SD所致大鼠脑内促炎症细胞因子(IL-1β、IL-6和TNF-α)的升高及抗炎症细胞因子(IL-4和IL-10)的降低、巨噬细胞和活化的星形胶质细胞的数量增加及趋化因子(CCL2和CX3CL1)的含量增加,表明H2S可逆转SD诱导大鼠神经炎症反应。【结论】1.睡眠剥夺可诱导大鼠抑郁和焦虑行为,并促进神经炎症反应。2.硫化氢可拮抗睡眠剥夺所致大鼠抑郁和焦虑行为,其机理涉及抑制神经炎症反应。