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背景:抑郁症(major depression disorder,MDD)是严重的精神疾病。目前,在临床上抗抑郁药物存在效率低、复发率高等缺点,抑郁症患者迫切需要起效快、疗效好的抗抑郁药物,快速抗抑郁药物代谢性谷氨酸2/3受体(mGluR2/3)拮抗剂的出现正满足了抑郁症患者的需求,其潜在作用机制和临床试验工作正在开展当中。临床研究发现,抑郁症患者前额叶皮层中mGluR2/3表达显著增加。在动物抑郁模型研究中发现,接受应激模型处理的小鼠额叶皮层和海马上的mGluR2/3表达显著增加,并表现出抑郁样行为,而mGluR2/3拮抗剂能够逆转这小鼠的抑郁样行为。大量动物实验表明mGluR2/3拮抗剂,如MGS0039、LY341495具有快速抗抑郁作用,并已展开临床试验,其潜在作用机制和其他快速抗抑郁药物类似,如氯胺酮(ketamine)和东莨菪碱(scopolamine),但具体作用机制尚未明确。临床研究发现,抑郁症患者前扣带回皮层含生长抑制素(somatostatin,SST)的中间神经元数量减少、SST m RNA含量降低、GABA(Gamma-amino-butyric Acid)浓度降低,而患者在接受抗抑郁药物治疗后,大脑内GABA含量升高,并伴随着抑郁症状的减轻。前扣带回有大量GABA能中间神经元和mGluR2/3表达,因此我们猜想通过影响前扣带回GABA能中间神经元(尤其是SST中间神经元)的活动,mGluR2/3拮抗剂能够产生快速抗抑郁作用。为了验证上述猜想,我们使用了聚合酶链式反应(PCR)、膜片钳(Patchclamp)、免疫组化(Immunohistochemistry)、强迫游泳行为实验等方法,研究了mGluR2/3激动剂DCG-IV和mGluR2/3拮抗剂LY341495对前扣带回SST中间神经元、PV(parvalbumin,PV)中间神经元和椎体神经元上兴奋性和抑制性突触传递的影响,为进一步揭示mGluR2/3拮抗剂的快速抗抑郁潜在作用机制提供了实验数据的支撑。方法:1、使用Cre-loxp系统,将成年(P>60)的SST-CRE小鼠和PV-CRE小鼠与Ai9-RFP工具小鼠分别进行交配。使用免疫组化方法分别鉴定SST-RFP小鼠和PV-RFP小鼠前扣带回中SST中间神经元和PV中间神经元上红色荧光的表达与SST抗体和PV抗体的共标率。2、通过膜片钳全细胞技术,在SST-RFP小鼠和PV-RFP小鼠前扣带回分别记录SST中间神经元和PV中间神经元的电生理特性。3、通过强迫游泳行为实验,在青春期野生型C57小鼠(P35-P50)、成年野生型C57小鼠(P70)、青春期SST-CRE/Ai9转基因小鼠和PV-CRE/Ai9转基因小鼠(P35-P50)中分别观察给药mGluR2/3拮抗剂LY341495(3 mg/kg)半小时后小鼠在强迫游泳实验中木僵时间的变化。4、通过膜片钳全细胞技术,在青春期SST-RFP小鼠和PV-RFP小鼠前扣带回的SST中间神经元和PV中间神经元上,记录脑片给药mGluR2/3激动剂DCGIV(4μM)和拮抗剂LY341495(2μM)后这两类中间神经元的自发兴奋性突触后电流(sEPSCs),微小兴奋性突触后电流(mEPSCs),诱发兴奋性突触电流(eEPSCs),自发抑制性突触后电流(sIPSCs),微小抑制性突触后电流(mIPSCs)和诱发抑制性突触反应(eIPSCs)的变化。结果:1、免疫组化结果显示,SST-RFP转基因小鼠和PV-RFP转基因小鼠前扣带回红色荧光表达细胞中与SST抗体或PV抗体共表达的概率分别为80%和81%。2、在腹腔注射LY341495(3 mg/kg)30分钟后,青春期雄性野生型小鼠(C57BL/6J)和成年雄性野生型小鼠(C57BL/6J)在强迫游泳中的木僵时间显著低于控制组(p<0.0001,n=11;p<0.0001,n=10),青春期雄性SST-CRE/Ai9-RFP和PV-CRE/Ai9-RFP小鼠在强迫游泳中的木僵时间也显著低于控制组(p=0.0016,n=8;p=0.0006,n=9)。3、脑片给药DCG-IV激活mGluR2/3,能够显著降低SST中间神经元sEPSCs和mEPSCs的频率(sEPSCs:p<0.04;mEPSCs:p=0.046);在激活mGluR2/3的基础上灌流LY341495,可以逆转SST中间神经元sEPSCs和mEPSCs频率的降低(sEPSCs:p<0.49;mEPSCs:p=0.27);脑片给药DCG-IV能够显著降低SST中间神经元eEPSCs的幅值(p<0.0001),在降低eEPSCs幅值的同时,增加了PPR(p=0.028)。脑片给药DCG-IV激活mGluR2/3,PV中间神经元sEPSCs和mEPSCs的频率显著下降(sEPSCs:p=0.037;mEPSCs:p=0.001);在激活mGluR2/3的基础上灌流LY341495,可以逆转PV中间神经元sEPSCs和mEPSCs频率的降低(sEPSCs:p=0.58;mEPSCs:p=0.27),灌流DCG-IV能够显著降低PV中间神经元eEPSCs的幅值(p=0.0002),在降低eEPSCs幅值的同时,增加了PPR(p=0.028)。脑片给药LY34149拮抗mGluR2/3不影响SST中间神经元sEPSCs和mEPSCs的频率和幅值,而单独灌流LY34149显著增加SST中间神经元eEPSCs的幅值(p=0.005),不影响PPR(p=0.083);脑片给药LY341495也不影响PV中间神经元sEPSCs和mEPSCs的频率和幅值;而单独灌流LY34149显著增加PV中间神经元eEPSCs的幅值(p=0.024),不影响PPR(p=0.35)。4、灌流DCG-IV激活mGluR2/3不影响SST中间神经元sIPSCs和mIPSCs的频率和幅值,也不影响eIPSCs的幅值和PPR;灌流DCG-IV激活mGluR2/3也不影响PV中间神经元sIPSCs和mIPSCs的频率和幅值,不影响eIPSCs的幅值和PPR;单独灌流LY341495拮抗mGluR2/3不影响SST中间神经元sIPSCs的频率和幅值,但是轻微影响mIPSCs的频率(p=0.046),不影响其幅值,也不影响eIPSCs的幅值和PPR;单独灌流LY341495拮抗mGluR2/3不影响PV中间神经元sIPSCs和mIPSCs的频率和幅值,也不影响eIPSCs的幅值和PPR。结论:1、我们能够重复前人对LY341495在行为实验上的抗抑郁作用,说明我们的药物作用没有问题。2、mGluR2/3激动剂DCG-IV可以减弱前扣带回SST中间神经元和PV中间神经元的自发性兴奋性突触传递(sEPSCs和mEPSCs),还能够降低前扣带回SST中间神经元和PV中间神经元的诱发性兴奋性突触传递(eEPSCs),同时增强PPR;而mGluR2/3拮抗剂LY341495对前扣带回SST中间神经元和PV中间神经元的自发性兴奋性突触传递都没有影响,但能够增强SST中间神经元和PV中间神经元的诱发性兴奋性突触传递,同时不影响PPR。3、mGluR2/3激动剂DCG-IV都不影响前扣带回SST中间神经元和PV中间神经元的抑制性突触传递;mGluR2/3拮抗剂LY341495也不影响前扣带回SST中间神经元和PV中间神经元的抑制性突触传递。4、我们的结果表明,拮抗或激活mGluR2/3主要调节前扣带回SST中间神经元和PV中间神经元上的兴奋性突触传递功能,但若想要揭示LY341495的抗抑郁机制仍需进一步的研究。