人类或其他哺乳动物发育早期经历的事件刺激,例如母爱忽视、虐待、食物短缺、精神压力、疾病和感染等,对其后期发育过程中的认知和心理健康产生重大影响。个体所经历早期应激事件后产生的免疫记忆等痕迹通过复杂的分子和细胞机制,以表观遗传和细胞的可塑性改变等方式保存下来,进而影响个体发育后期中枢神经系统对应激事件的响应水平。动物和临床实验表明,中枢神经系统的炎症因子失衡是个体心理和行为异常的重要诱发因素。对早期应激动物中枢神经系统内环境变化的基础研究,为这类应激所致的心理发育异常的临床治疗和药物开发提供了重要参考。在本研究中,我们通过母婴分离的方法建立C57BL/6J小鼠的早期应激(Early life stress,ELS)模型,研究这一应激模式中小胶质细胞的表型及相关分子标记的变化,分别从细胞和分子层面探索调控小胶质细胞表型对早期应激子代个体精神病理进程的影响。研究主要分以下几个方面:1.研究早期应激子代小鼠对二次应激的行为响应。与对照组相比,早期应激小鼠在抑郁和焦虑样行为检测中的表现并未显示出统计学上的显著性差异,综合性抑郁评分显示无明显抑郁样症状。在给予青春期小鼠短期的阈下束缚应激(Chronic restraint stress,CRS)之后,早期应激小鼠表现出明显的抑郁和焦虑样行为,而其运动能力未受影响。表明早期应激对子代的影响并不一定表现出明显的行为学上的变化,而会增加其后期对应激事件的敏感性,从而引起显著的抑郁和焦虑样行为。2.探索调控小胶质细胞表型对早期应激子代小鼠行为异常的改善作用。对子代小鼠海马组织的免疫荧光检测显示早期应激小鼠小胶质细胞对应激更加敏感。二次应激之后,过度激活的小胶质细胞数目增加,细胞胞体增大,细胞分枝数目减少,小胶质细胞标记CX3CR1表达量降低。米诺环素给药显著降低了早期应激子代对二次应激的敏感性,焦虑和抑郁样行为检测结果均和对照组小鼠无差异。米诺环素抑制了早期应激子代海马区小胶质细胞对应激的响应水平,二次应激之后,激活的小胶质细胞数目显著低于未给药组。表明小胶质细胞参与了早期应激所致子代精神异常的病理进程,而调控小胶质细胞表型具有缓解早期应激子代心理发育异常的作用。3.探索调节小胶质细胞激活表型对子代小鼠大脑海马区内环境稳态与神经发生的影响。实时荧光定量PCR(Real-Time PCR,RT-PCR)检测表明二次应激之后早期应激小鼠海马区促炎性分子表达增加,抗炎性分子表达水平降低。蛋白质免疫印迹实验(Western Blot,WB)也证实二次应激导致早期应激小鼠海马区促炎性细胞因子(IL-6,IL-1β)蛋白质表达增加而抗炎性细胞因子(IL-4,TGF-β)蛋白质水平降低。米诺环素给药可显著缓解两次应激所导致的中枢炎症因子失衡。二次应激之后,早期应激小鼠海马区神经元增殖与分化比显著降低,神经元分化相关的分子标记DCX表达亦降低。米诺环素给药促使早期应激小鼠海马区的神经元增殖和分化水平得到恢复,同时提高了脑源性神经营养因子(Brain-derived neurotrophic factor,BDNF)的表达水平。这些结果表明调控小胶质细胞表型可实现早期应激小鼠中枢内环境的再平衡,促进海马区的神经发生。4.探索核转录因子PPARγ在早期应激所致子代行为异常中的作用。通过行为学检测筛选出应激高敏感性和应激低敏感性的早期应激子代小鼠,检测不同应激敏感型小鼠大脑海马区和前额叶皮质区小胶质细胞的表型与PPARγ表达水平的变化。酶联免疫吸附测定实验(Enzyme-Linked Immunosorbent Assay,ELISA)表明应激敏感型子代海马区和前额叶皮质区PPARγ表达水平明显高于对照组小鼠。此外,免疫荧光染色结果显示应激高敏感型小鼠海马区激活的小胶质细胞比例更高。对早期应激小鼠的糖水偏好和强迫游泳检测结果与PPARγ水平的相关性分析表明PPARγ与子代小鼠的抑郁样行为具有显著相关性。这些结果揭示了作为小胶质细胞表型关键调控因子的PPARγ参与了早期应激所致后期精神异常的进程。5.通过调节子代小鼠中枢神经系统PPARγ水平调控其小胶质细胞表型及行为。PPARγ激动剂吡格列酮给药显著降低了早期应激小鼠的对应激的敏感性,其海马区和皮质区PPARγ蛋白质水平亦得到恢复。相应地,吡格列酮给药促使早期应激子代小鼠海马区的小胶质细胞激活水平降低,神经发生得到改善。此外,进一步的研究发现PPARγ在米诺环素抑制小胶质细胞激活过程中发挥重要作用。米诺环素给药显著提高了早期应激小鼠海马区和前额叶皮质区PPARγ的蛋白质水平,而抑制PPARγ的表达则明显抵消了米诺环素对早期应激子代小鼠行为的调节作用。这些结果证实PPARγ信号在调节子代小鼠小胶质细胞表型和心理发育中具有重要作用。综上所述,本研究证实小胶质细胞参与了对早期应激所致子代行为异常的调控。通过药物干预来调节小胶质细胞激活表型,促使早期应激子代小鼠海马区的炎症因子表达水平恢复平衡,有利于神经发生的恢复,对早期应激小鼠的抑郁样行为有缓解作用。通过对不同应激敏感型小鼠的研究证明早期应激导致小胶质细胞表型的关键调控因子PPARγ表达水平发生改变,进而影响小胶质细胞表型和海马区的神经发生。研究结果揭示了PPARγ信号调节小胶质细胞的激活表型在个体早期心理发育中的重要作用,为以PPARγ和小胶质细胞为靶点的神经病理调节和药物开发提供了重要理论依据。