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目的:机体对应激源作出的非特异性适应性反应称为应激。下丘脑-垂体-肾上腺轴(Hypothalamic-Pituitary-Adrenal axis,HPA轴)是机体应激反应的核心之一。下丘脑作为HPA轴的起始部位,在应激反应中发挥重要的作用。肾上腺素能受体与多巴胺能受体可通过与去甲肾上腺素,肾上腺素等介质相互作用,调节HPA轴的活性。肾上腺素能与多巴胺能受体在下丘脑内均有广泛的表达,但其表达变化与HPA轴的相关关系及作用机制未见详细的文献报道。本研究旨在观察不同应激刺激及不同应激时程对下丘脑内神经细胞的影响状态,探讨肾上腺素能α1A,α1D,β2受体,多巴胺D2,D3受体以及谷氨酸合成酶(Glutamate Synthase,GS),γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric Acid,GABA),脑源性神经营养因子(Brain Derived Neurotrophic Factor,BDNF)表达的时间空间变化规律及其与HPA轴的相关性,为探究相关调控机制提供病理形态学依据。方法:1.将150只雄性SD大鼠随机分组,分为束缚组和冰泳组的1天,3天,7天,14天和21天组,每组10只,并设置相应的对照组,对照组内每组10只。束缚组大鼠接受仰卧位固定6小时的束缚处理(8:00-14:00),束缚期间禁食水。冰泳组大鼠每天冰水游泳5分钟,结束游泳后擦干皮毛放回笼中。束缚组大鼠接受束缚时,饲养笼中的对照组大鼠同样禁食水6小时。其余时间各组大鼠不禁进食,饮水。2.模型建立后进行旷场实验。记录大鼠的运动总距离,中央区停留时间,并在实验结束后记录每只大鼠的粪便粒数。3.行为学实验结束后,在麻醉状态下处死大鼠,留取血清进行应激相关激素的检测,脑组织经过固定,脱水,透明,包埋处理制成石蜡切片。1)酶联免疫吸附实验(Enzyme Linked Immunosorbent Assay,ELISA)检测大鼠血清内肾上腺素(Epinephrine,E),去甲肾上腺素(Norepinephrine,NE),糖皮质激素(Glucocorticoid,GC)水平。2)HE染色观察下丘脑神经细胞的损伤情况。3)免疫组织化学染色观察肾上腺素能受体α1A,α1D,β2受体,多巴胺D2,D3受体以及GS,GABA,BDNF在下丘脑的表达情况。4.统计学分析:使用Aperio Scan Scope仪器对切片进行扫描,使用Aperio Image Scope系统分析计算阳性细胞比。使用SPSS21.0软件进行统计学分析,所有数据均采用均数±标准差(Mean±SD)来表示。各组均数的比较采用单因素方差分析(ANOVA),用最小显著差法(Least Significant Difference,LSD)进行两两比较,规定P<0.05为具有显著统计学差异。结果:1.大鼠行为学实验的结果与对照组相比,束缚组与冰泳组3d,7d,14d和21d的大鼠均表现出粪便数量的明显增加;与对照组相比,束缚组和冰泳组的大鼠运动总距离均没有显著的变化;中央区停留时间均显著减少。2.大鼠血清ELISA检测的结果相比于对照组,束缚和冰泳大鼠血清内的GC水平在3天,7天,14天均有明显的升高。束缚和冰泳大鼠的1天组,3天组,7天组的E水平相较于对照组皆显著升高。1天,3天组的束缚大鼠以及冰泳大鼠血清内的NE含量相较于对照组明显升高。3.大鼠下丘脑切片HE染色结果与对照组相比,束缚和冰泳组在应激1天即可观察到组织疏松水肿,并随着应激时程的延长,水肿的程度逐步加重。7天组开始出现噬神经现象,细胞变形水肿,出现红色神经细胞。4.免疫组织化学染色结果4.1肾上腺素能α1A,α1D,β2受体在下丘脑的表达情况4.1.1肾上腺素α1A受体(Adrenergic Receptorα1A,ADRA1A)在下丘脑的表达情况与对照组相比,束缚组与冰泳组大鼠下丘脑内α1A受体的表达整体降低,其中3天组内含量最低。4.1.2肾上腺素能α1D受体(Adrenergic Receptorα1D,ADRA1D)在下丘脑的表达情况与对照组相比,束缚组与冰泳组大鼠下丘脑内α1D受体的表达随着应激时程的延长呈升高趋势,其中7天组与14天组的结果显著高于对照组。4.1.3肾上腺素能β2受体(Adrenergic Receptorβ2,ADRB2)在下丘脑的表达情况与对照组相比,束缚组和冰泳组β2受体的表达均显著降低。4.2多巴胺D2,D3受体在下丘脑的表达情况4.2.1多巴胺D2受体(Dopamine Receptor D2,DRD2)在下丘脑的表达变化与对照组相比,束缚组大鼠自应激3天始,至14天,D2受体的表达显著降低,第21天时升高。冰泳组大鼠应激1天至14天,D2受体的表达均显著降低,第21天时升高。4.2.2多巴胺D3受体(Dopamine Receptor D3,DRD3)在下丘脑的表达变化与对照组相比,束缚组和冰泳组大鼠在应激1天,3天和7天时D3受体的表达均显著降低,14天组及之后则没有明显的变化。4.3 GS,GABA,BDNF在下丘脑的表达情况4.3.1 GS在下丘脑的表达情况与对照组相比,束缚组大鼠下丘脑内的GS整体呈升高趋势,其中第7天,14天及21天组结果与对照组相比明显升高。冰泳组大鼠下丘脑内GS也随着应激时程的延长呈升高趋势,3天,7天,14天及21天组的结果与对照组相比显著升高。4.3.2 GABA在下丘脑的表达情况与对照组相比,束缚组与冰泳组大鼠下丘脑内GABA的表达自1天组起就有明显的降低,在3天组表达最低,7天起呈升高趋势,但束缚组与冰泳组全部时程的结果均显著低于对照组。4.3.3 BDNF在下丘脑的表达情况与对照组相比,束缚组和冰泳组大鼠下丘脑内BDNF的表达整体呈先降低后回升趋势,两组都是在应激第3天表达最低,第7天起回升。束缚和冰泳全组内所有时程BDNF的表达均显著低于对照组。结论:本实验通过建立不同时程不同类型的大鼠应激模型,模拟不同的应激状态,通过行为学实验,组织病理学检查,免疫组织化学染色观察分析得出:1.应激状态下,下丘脑可能通过升高肾上腺素能α1D受体的表达,降低多巴胺D2,D3受体的表达,增加谷氨酸的释放使HPA轴的兴奋性提高。2.应激状态下,下丘脑内肾上腺素能α1A受体表达降低,可能通过降低GABA能神经细胞的抑制作用,参与提高HPA轴的兴奋性。3.应激状态下,下丘脑内肾上腺素能β2受体表达降低,可抑制BD NF的产生,提示这一受体可能参与调节HPA轴的兴奋性。