论文部分内容阅读
背景:作为一种复杂而又严重的神经精神疾病,重度抑郁症（Major depressive disorder,MDD）的机制尚不清楚。除了遗传性因素外,许多证据表明MDD与慢性应激密切相关。杏仁核是参与情绪和动机产生的关键脑区,在面对各类应激时发挥重要作用。然而,MDD中杏仁核的作用研究较少,因此研究慢性应激下的杏仁核分子改变对理解MDD的发病机制是必要的。目的:构建慢性束缚应激（Chronic restraint stress,CRS）和脂多糖诱导（Lipopolysaccharide-induced,LPS）两种小鼠抑郁模型,探索不同模型中杏仁核的转录组改变,验证相关分子并探讨杏仁核在不同慢性应激所导致的MDD中可能发挥的重要作用。方法:构建慢性束缚应激小鼠模型和脂多糖诱导抑郁小鼠模型,通过多个行为学实验评价小鼠抑郁样行为改变。采用转录组学测序获得数据并筛选出不同慢性应激下杏仁核的差异表达基因（Differential expression m RNAs,DEGs）,经生物信息学分析寻找DEGs可能参与MDD的信号通路,采用实时定量聚合酶链式反应（Reverse transcription-quantitative polymerase chain reaction,RT-q PCR）对关键通路的部分测序结果进行验证。结果:行为学实验显示,相比于CRS对照组,CRS模型组体重改变值明显小于对照组,糖水偏好值明显降低,在强迫游泳实验中的静止时间明显增加。与生理盐水组相比,慢性LPS模型组体重减少,高架实验中开放臂时间明显减少,蔗糖偏好值明显降低,在悬尾实验和强迫游泳实验中静止时间显著增加。在转录组学测序结果中,CRS模型组杏仁核脑区筛选出173个DEGs,其中76个基因上调,97个基因下调,差异基因通路富集分析提示嘌呤代谢、钙信号通路、神经活动配体-受体相互作用、甲状腺激素信号通路、PPAR信号途径和多巴胺能神经元突触等通路发生改变。而在慢性LPS模型组杏仁核中筛选出321个DEGs,其中302个基因上调,19个基因下调,其差异基因则主要富集于ABC转运蛋白体、TNF信号途径,PI3K-AKT、NF-κB和HIF-1等通路。经过对部分关键DEGs的RT-q PCR验证,验证和测序结果保持一致,支持上述通路分析。验证发现CRS组杏仁核中显著上调基因有Slit1、Slit3、Cd36、Nr2f2、Nr4a3和Esr1,显著下调基因包括Drd1、Drd2、Ppp1r1b、Gnal、Sema3f、Sema5b、Ephb1、Adora2a和Ngfr。在LPS组杏仁核差异基因验证中,绝大多数基因为上调,参与包括小胶质细胞和星形胶质细胞的活化,趋化因子的激活以及炎症因子水平增加等活动。结论:慢性束缚应激和慢性脂多糖诱导都能够使小鼠产生抑郁样行为。相比与对照组,模型组杏仁核的多个分子的水平发生显著性改变。其中CRS组主要发生多巴胺能突触功能降低和轴突导向相关通路紊乱,而LPS组以神经炎症相关通路改变最为显著。本研究为杏仁核在面对不同慢性应激所致MDD的可能机制提供依据。背景:重度抑郁症（Major depressive disorder,MDD）作为一种常见的精神疾病,给全球公共卫生安全带来严峻挑战。因其机制不清,临床上难以对其进行准确的诊断和及时有效的治疗。近年多项临床研究表明与正常健康对照相比,MDD患者的肠道微生物组成明显不同。白介素-17A（Interleukin-17A）在调节机体功能上起重要作用,其与抑郁症联系较为紧密,但肠道菌群和IL-17A与抑郁症中潜在的机制仍远未阐明。目的:首先检测Il17a-/-小鼠的行为表型;研究IL-17A基因敲除后小鼠肠道菌群组成改变,探索其可能在抑郁症中发挥相关作用。方法:对野生型（Wild type,WT）小鼠与IL-17A基因敲除（Il17a-/-）小鼠进行一系列行为学测试;通过16S r RNA测序,检测Il17a-/-小鼠和WT小鼠的肠道菌群组成,筛选出和抑郁症可能有关的肠道微生物菌群。结果:行为学实验结果表明,相比于WT小鼠,Il17a-/-小鼠在悬尾实验和强迫游泳实验中的不动时间均显著减少。16S r RNA测序结果显示,Il17a-/-小鼠的微生物组成明显改变。进一步分析提示,两组的微生物α多样性未出现显著性差异,主坐标分析（Principal co-ordinates analysis,PCA）提示两组肠道菌群OTU水平的β多样性存在明显差异。然后我们进行多个分类学水平的群落组成和相对丰富度分析。从门水平上,两组间的软壁菌门（Tenericutes）、疣微菌门（Verrucomicrobia）和Saccharibacteria的相对丰度有显著差异,其中Tenericutes和Saccharibacteria上调,Verrucomicrobia下调。科水平肠道菌群组成相对丰度结果显示,12个优势细菌类群相对丰度改变,其中9个类群相对丰度增加,3个类群相对丰度减少。LEf Se多级物种差异判别分析,以线性判别分析（Linear discriminant analysis,LDA）得分大于3为条件,发现两组间存在56个差异OUT,Il17a-/-小鼠差异OUT 33个,WT小鼠差异OUT 23个,这些OUT反应了Il17a-/-小鼠独特的肠道菌群组成。结论:IL-17A敲除可能通过改变肠道微生物组成在抗抑郁表型中发挥作用。本研究发现的部分关键菌群可能为下一步研究指明方向,为理解肠道微生物参与抑郁症的机制提供新思路。