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第一部分补体C3在应激诱导的小鼠抑郁样行为中的作用目的:有研究报道外周免疫系统持续激活时,如全身性感染,癌症或自身免疫疾病等会影响大脑的免疫信号,导致疾病恶化,甚至使敏感个体产生抑郁症。补体C3(Complement component 3,C3)及其裂解片段在免疫防御、炎症和神经精神疾病等方面发挥重要作用,如补体C3激活诱导肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor,TNF)释放,从而激活下游调节因子,加剧炎症反应,引起动机行为和情绪状态的改变。已发现补体C3缺陷加剧阿尔茨海默病(Alzheimer disease,AD)小鼠β淀粉样蛋白(β-amyloid,Aβ)斑块的沉积,但C3在抑郁症中的作用还未见报道。本部分拟通过建立小鼠抑郁模型,探讨C3在抑郁小鼠外周和中枢的mRNA及蛋白的变化,确定C3信号通路在抑郁症中发挥的作用。方法:采用慢性社会挫败应激(chronic social defeat stress,CSDS)和脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)炎症应激建立小鼠抑郁模型;糖水偏好实验(sucrose preference test,SPT)、社会接触实验(social interaction test,SIT)、悬尾实验(tail suspension test,TST)、强迫游泳实验(forced swim test,FST)和旷场实验(open field test,OFT)用于检测小鼠抑郁样行为和运动行为;实时荧光定量聚合酶链式反应(quantitative real-time polymerase chain reaction,Q-PCR)、蛋白免疫印迹检测和酶联免疫吸附法(enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)用于检测C3表达变化;通过脑区定位技术在内侧前额叶皮层脑区(medial prefrontal cortex,mPFC)置管给药,探讨外源性给予C3抑制剂compstatin对小鼠抑郁样行为的影响。结果:(1)CSDS诱导敏感小鼠抑郁样行为,与正常对照组相比,敏感小鼠的糖水偏好率显著下调(P<0.001),社会接触比值显著降低(P<0.001),在Target接触区的时间缩短51±7%(P<0.001)。(2)与对照组相比,CSDS敏感小鼠血液和mPFC脑区中C3的mRNA表达均显著升高(P<0.01,P<0.05)。(3)ELISA检测显示,CSDS敏感小鼠血液和mPFC脑区中C3浓度均明显升高(P<0.05,P<0.001);mPFC脑区内C3蛋白表达升高至1.47±0.12(P<0.01)。(4)LPS应激诱导小鼠抑郁样行为,0.5 mg/kg LPS给药3 d后小鼠的糖水偏好率显著降低(P<0.001),强迫游泳实验中的不动时间增加(P<0.01)。(5)ELISA检测结果发现,LPS应激小鼠血清和mPFC脑区组织中C3浓度均明显高于对照组(P<0.05,P<0.001)。(6)药理学手段抑制C3改善抑郁样作用。mPFC脑区双侧分别给予4μg/side的compstatin显著减少悬尾和强迫游泳实验中的不动时间(P<0.05)。(7)mPFC脑区注射C3抑制剂降低小鼠对CSDS的敏感性。mPFC脑区每天给予compstatin后,对CSDS应激的敏感小鼠比例由70%显著降低至40%;但旷场实验中的运动距离和运动速度没有明显改变,也不损伤小鼠的运动能力。结论:CSDS和LPS应激诱导小鼠明显的抑郁样行为,应激敏感小鼠外周血液和mPFC脑区内C3的mRNA和蛋白表达显著上调,药理学手段抑制mPFC脑区的补体C3通路降低小鼠对CSDS的敏感性,且不影响其自发活动,提示外周血液和mPFC脑区的C3信号在小鼠抑郁样行为中起重要作用。第二部分补体C3介导应激诱导的小鼠抑郁样行为的机制目的:Ⅲ型补体受体(Ⅲ type complement receptors,CR3)属于黏附分子整合素家族成员,是小胶质细胞特异的模式识别受体,其配体为补体C3。有文献报道CR3与补体C3结合可以标记较不活跃的突触,小胶质细胞以此来识别被标记的突触并清除,也有研究指出成年小鼠下丘脑缺少CR3会导致突触密度显著升高。但是CR3是否与慢性应激诱导的小鼠抑郁样行为有一定的关联,C3/CR3信号通路是否在抑郁症中发挥作用尚不清楚,本研究旨在探讨受体CR3在补体C3信号介导应激诱导的抑郁样行为中的作用及其可能机制。方法:采用CSDS和LPS炎症应激建立小鼠抑郁模型;SPT、SIT和FST检测小鼠抑郁样行为;Q-PCR、蛋白免疫印迹检测分析敏感小鼠外周血液和脑内CR3表达变化;采用慢病毒技术特异性沉默mPFC脑区内CR3,观察其对CSDS所致的小鼠抑郁样行为的影响;组织免疫荧光标记小鼠mPFC脑区小胶质细胞和突触相关蛋白的表达变化;利用氟西汀拮抗CSDS所致的小鼠抑郁样行为,观察其对C3、CR3蛋白表达水平的影响。结果:(1)CSDS敏感小鼠血液中CR3 mRNA表达显著升高至3.93±0.67(P<0.001),mPFC脑区内CR3 mRNA表达也升高(P<0.01),而海马、杏仁核和伏隔核(Nucleus accumbens,NAc)脑区内CR3 mRNA没有明显改变。(2)CSDS显著增加敏感小鼠mPFC脑区内CR3蛋白的表达水平(P<0.01),而海马、杏仁核和NAc内没有变化。(3)LPS应激小鼠血液中CR3 mRNA表达明显高于对照组(P<0.05),mPFC脑区内CR3的蛋白水平也显著上调(P<0.01)。(4)慢病毒特异性沉默小鼠mPFC脑区的CR3明显改善CSDS诱导的抑郁样行为,CSDS敏感小鼠在注射CR3-sh RNA两周后社会接触比值显著高于注射GFP-sh RNA的敏感小鼠(P<0.001),在target的接触区时间也明显增加(P<0.05)。(5)LPS应激显著激活小胶质细胞。(6)LPS应激减少mPFC脑区兴奋性突触小泡蛋白(synaptophysin,SPH)的密度,C3抑制剂compstatin可部分恢复LPS应激导致的兴奋性突触减少。(7)抗抑郁药氟西汀改善CSDS诱导的小鼠抑郁样行为,表现为悬尾不动时间缩短(P<0.001),社会接触比值上调(P<0.001),在target的接触区时间显著升高(P<0.01)。同时检测C3和CR3的蛋白表达发现,氟西汀给药显著降低CSDS诱导上调的C3(P<0.01)和CR3(P<0.001)表达。结论:CSDS和LPS两种应激模型均能上调敏感小鼠外周血液和mPFC脑区内CR3的mRNA和蛋白表达,慢病毒特异性沉默小鼠mPFC脑区的CR3明显改善CSDS所致的抑郁样行为;LPS应激显著减少SPH的密度,抑制C3改善LPS应激导致的兴奋性突触减少。以上结果表明C3/CR3信号通路参与介导抑郁样行为,其机制可能与应激激活补体C3介导的突触修剪异常有关,这也为抑郁症的治疗提供新的策略。