于芳 崔建梅 薄媛媛 張安民

摘要：為觀察4周跑臺運動對慢性不可預(yù)知性應(yīng)激（CUS）致抑郁大鼠行為學(xué)、血漿促腎上腺皮質(zhì)激素（ACTH）及皮質(zhì)醇（CORT）含量、海馬CA1、CA3區(qū)NGF表達的影響，將30只SD大鼠隨機分為對照組、應(yīng)激模型組及應(yīng)激運動組，大鼠建立慢性不可預(yù)見性應(yīng)激抑郁模型，同時應(yīng)激運動組大鼠進行4周跑臺運動。運動及應(yīng)激結(jié)束后通過曠場實驗、懸尾實驗方法評定大鼠行為學(xué)指標(biāo)變化情況，采用八臂迷宮實驗測試大鼠的學(xué)習(xí)記憶能力，使用放射免疫法測試大鼠血漿ACTH及CORT含量，采用免疫組織化學(xué)結(jié)合圖像半定量方法對海馬CA1、CA3區(qū)NGF神經(jīng)元的數(shù)量及面積進行測量和分析。結(jié)果顯示： 1）與應(yīng)激模型組相比，應(yīng)激運動組大鼠穿越格數(shù)、直立次數(shù)及修飾次數(shù)均顯著增加（P<0.01，P<0.05，P<0.05），中央格停留時間顯著縮短（P<0.05），懸尾不動時間縮短（P<0.05）；2）與應(yīng)激模型組相比，應(yīng)激運動組大鼠完成八臂迷宮時間顯著縮短（P<0.05），RME及TE均顯著減少（P<0.05，P<0.05）；3）與應(yīng)激模型組相比，應(yīng)激運動組大鼠血漿ACTH及CORT含量顯著降低（P<0.05，P<0.01）；4）與應(yīng)激模型組相比，應(yīng)激運動組大鼠海馬CA1區(qū)、CA3區(qū)NGF免疫陽性細胞數(shù)量及面積均顯著增加（P<0.05，P<0.05，P<0.05，P<0.05）。得出結(jié)論：跑臺運動可改善抑郁模型大鼠的學(xué)習(xí)記憶能力，機理可能與長期運動降低抑郁大鼠的血漿ACTH及CORT水平、拮抗HPA軸功能亢進及增強海馬CA1區(qū)、CA3區(qū)NGF的表達有關(guān)。

關(guān)鍵詞： 跑臺運動；抑郁模型；學(xué)習(xí)記憶；海馬；神經(jīng)生長因子

中圖分類號： G 804.7文章編號：1009-783X（2015）01-0000-00文獻標(biāo)志碼： A

抑郁癥（depression）是一類常見的以長期持續(xù)性情緒低下為主的心境障礙性疾病，呈慢性、反復(fù)發(fā)作，以顯著而持久的情緒低落、活動能力減退、思維與認知功能遲緩為主要表現(xiàn)，是嚴(yán)重危害人類身心健康的常見病。根據(jù)世界衛(wèi)生組織統(tǒng)計全球超過1.21億人患有抑郁癥，從人類抑郁癥發(fā)病的原因來看，應(yīng)激性生活事件是抑郁癥的明顯促發(fā)因素。慢性不可預(yù)知性應(yīng)激（chronic unpredictable stress，CUS）是近年來國內(nèi)外應(yīng)用最為廣泛的抑郁動物模型之一，它可模擬抑郁的核心癥狀-快感缺乏及行為絕望，目前被廣泛運用于抑郁癥的病理生理機制、抗抑郁藥物研發(fā)及作用機制研究。學(xué)習(xí)記憶能力降低是抑郁癥狀的重要表現(xiàn)，實驗表明一定程度的應(yīng)激可以引起大鼠及人類學(xué)習(xí)記憶能力的減退[1-2]，許多學(xué)者研究認為，長期有氧鍛煉可以改善人類情緒障礙及認知功能的缺陷，Clark等[3]研究發(fā)現(xiàn)，長期運動鍛煉能降低應(yīng)激導(dǎo)致的嚙齒動物的焦慮行為，改善動物的認知功能，然而機制尚不清楚。

在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中，與應(yīng)激關(guān)系密切的腦區(qū)主要有海馬、杏仁核、下丘腦、前額葉皮層及紋狀體等部位。海馬是邊緣系統(tǒng)的重要組成部分，是學(xué)習(xí)記憶和情緒整合的神經(jīng)中樞，其結(jié)構(gòu)損傷可能是抑郁癥患者情緒低落和學(xué)習(xí)記憶能力下降的基礎(chǔ)[4]。依據(jù)細胞形態(tài)、不同皮質(zhì)區(qū)發(fā)育的差異以及纖維排列的不同可將海馬劃分為4個不同區(qū)域CAl、CA2、CA3和DG區(qū)，不同區(qū)域的功能不盡相同，研究認為慢性應(yīng)激引起大鼠抑郁樣行為與海馬CA1、CA3區(qū)的形態(tài)學(xué)改變有關(guān)[5]，而且海馬Cal、CA3區(qū)在動物的信息處理及空間記憶方面承擔(dān)著較為重要的作用[6]。神經(jīng)生長因子（nerve growth factor，NGF）屬于神經(jīng)營養(yǎng)因子家族成員，廣泛地分布在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中，對皮質(zhì)、海馬和基底前腦的膽堿能神經(jīng)元有神經(jīng)營養(yǎng)作用，對神經(jīng)元的可塑性及其形成和生存起重要調(diào)節(jié)作用。研究發(fā)現(xiàn)NGF在抑郁癥的發(fā)病機理中起重要作用，與應(yīng)激導(dǎo)致的抑郁樣行為及神經(jīng)形成減少有關(guān)[7-8]。因此，本實驗以海馬CA1、CA3區(qū)為研究重點，通過復(fù)制CUS大鼠模型觀察跑臺運動4周后大鼠抑郁行為（探索行為及絕望行為）及空間學(xué)習(xí)記憶能力的改變和海馬CA1、CA3區(qū)NGF表達的變化，探討跑臺運動改善抑郁模型大鼠抑郁行為及學(xué)習(xí)記憶能力的可能機制。

1材料與方法

1.1動物及分組

雄性成年SD大鼠體重200～220 g，飼養(yǎng)溫度（20±2）℃，相對濕度（55±10）%，12 h晝夜節(jié)律（光照時間7：00～19：00），自由飲食。適應(yīng)環(huán)境飼養(yǎng)1周后，將30只大鼠隨機分為3組：1）正常對照組（C）；2）應(yīng)激模型組（SM）；3）應(yīng)激運動組（SE），每組10只。應(yīng)激模型組及應(yīng)激運動組大鼠單獨分籠喂養(yǎng)。

1.2慢性應(yīng)激抑郁模型的制備

慢性不可預(yù)知應(yīng)激抑郁動物模型參照Willner的方法[9]，造模方法如下：禁水（24 h）、懸尾（5 min）、束縛（2 h）、4 ℃冷水強迫游泳（5 min）、禁食（24 h）、45 ℃環(huán)境（5 min）、晝夜顛倒（24 h）、20 min電擊足底（0.8 A，每次持續(xù)4 s、間隔5 min），每天給予1次刺激，刺激隨機安排到4周內(nèi)，使大鼠不能預(yù)料刺激的發(fā)生，以避免發(fā)生適應(yīng)性。

1.3跑臺訓(xùn)練方案

1）應(yīng)激模型組大鼠從第2周開始接受為期4周的CUS程序。2）應(yīng)激運動組：跑臺訓(xùn)練前大鼠進行1周適應(yīng)性訓(xùn)練，正式訓(xùn)練時，每天下午進行跑臺運動，大鼠0坡度跑臺運動4周，第1～2周大鼠每天運動30 min（10 m/min×3），第3周每天運動45 min（15 m/min×3），第4周每天運動60 min（15 m/min×4），跑臺訓(xùn)練期間每個程序之間大鼠休息5 min。跑臺訓(xùn)練時不使用電擊裝置驅(qū)趕大鼠，以避免對大鼠施加不良應(yīng)激，同時每天上午接受1次CUMS程序，為期4周。3）正常對照組：在整個實驗過程中，正常對照組大鼠除了必要的例行鼠籠清潔，不做任何干擾[10]。

1.4曠場實驗

慢性應(yīng)激及跑臺運動結(jié)束后第2天，所有大鼠進行曠場實驗以評估大鼠的一般運動能力及探索行為。開場實驗箱大小為100 cm×100 cm×50 cm，底面用黑線分為面積相等的25個方格（20 cm×20 cm）。每只大鼠放在實驗箱中央讓自由探索5 min，實驗箱正上方裝有一個攝像頭監(jiān)視大鼠在箱內(nèi)的活動，主要觀察中央格停留時間、穿越格數(shù)、直立次數(shù)、修飾次數(shù)及糞便顆粒。每次實驗后將糞便清除干凈。

1.5懸尾實驗

參見Stem等報道的方法[11]，曠場實驗結(jié)束后次日，將大鼠尾巴距尾尖部約l cm處用膠布貼于懸尾箱（30 cm×30 cm×25 cm）支架上，使大鼠成倒掛狀態(tài)，其頭部離箱底約5 cm，一次懸掛2只大鼠，中間用隔板隔開。懸掛時間為6 min，統(tǒng)計大鼠后4 min內(nèi)懸尾累積不動時間（不動狀態(tài)即大鼠停止掙扎不動或無任何活動）。

1.6八臂迷宮實驗程序

懸尾實驗結(jié)束后次日，所有大鼠進行八臂迷宮實驗，實驗前大鼠先在迷宮中適應(yīng)2 d，每天2次。適應(yīng)時，迷宮各臂及中央?yún)^(qū)分撒食物顆粒，然后同時將4只大鼠同時置于迷宮中，讓其自由攝食、探究10 min，適應(yīng)迷宮環(huán)境。正式訓(xùn)練時，將食物放在其中的四臂（分別為1、3、5、7號臂）。大鼠置于迷宮中央?yún)^(qū)，此時中央?yún)^(qū)四周用鼠門關(guān)住，15 s后將門打開并開啟分析測試軟件。大鼠可自由選擇進入放射狀臂覓食，直至10 min末或提前吃完四臂食物，即結(jié)束一次訓(xùn)練。測試指標(biāo)：1）完成八臂迷宮的時間（TT）；2）工作記憶錯誤（WME）：重新進入放食物臂或第1次進入放食物臂而不攝取食物；3）參考記憶錯誤（RME）：進入不放食物臂；4）總記憶錯誤（TE）：工作記憶錯誤與參考記憶錯誤之和。

1.7大鼠海馬CA1、CA3 區(qū)NGF測試

八臂迷宮行為測試結(jié)束后即刻，每組大鼠經(jīng)腹腔注射戊巴比妥鈉（40 mg/kg）麻醉，開胸（同時心臟取血2 ml測血漿ACTH及cort含量），經(jīng)常規(guī)灌注固定，石蠟包埋后常規(guī)腦組織切片，片厚5 μm，進行NGF免疫組織化學(xué)染色（免疫組化檢測試劑盒為武漢博士德公司生產(chǎn)）。將石蠟切片置于65 ℃烤箱中烤片1 h，常規(guī)脫蠟，梯度酒精脫水，入3%H2O2-甲醇液，室溫孵育30 min，然后加入NGF 血清第一抗體（兔IgG，37 ℃孵育1 h），0.1 molPBS洗2 min×3，隨后加入生物素標(biāo)記的羊抗兔抗體37 ℃孵育1 h；接著入ABC液，37 ℃孵育1 h，DAB呈色、蘇木素輕度復(fù)染、裱片、脫水、透明、封片。

1.8各組大鼠血漿ACTH及CORT含量測試

各組大鼠心臟取血（取血測血漿ACTH、CORT含量），每只采血量1.0 ml，放入加有肝素鈉的試管，4 ℃、4 000 r/min離心10 min，分離血漿，平均分放在2個EP管，貼好標(biāo)簽，儲藏在溫度為-20 ℃冰箱用于ACTH及CORT含量測定，嚴(yán)格按照試劑盒說明書進行。

1.9圖像分析和統(tǒng)計學(xué)處理

根據(jù)大鼠腦立體定位圖譜確定大鼠海馬CA1、CA3的位置（1A-B），用數(shù)碼顯微鏡拍片，江蘇捷達形態(tài)學(xué)分析軟件對大鼠海馬CA1、CA3區(qū)NGF陽性神經(jīng)元的表達進行分析，計數(shù)NGF陽性細胞個數(shù)及面積（400倍）。采用SPSS 18.0軟件進行

統(tǒng)計分析，數(shù)據(jù)結(jié)果用X±SD表示，采用單因素方差分析（one-way ANOVE）對組間差異進行統(tǒng)計，以P<0.05表示統(tǒng)計學(xué)上具有顯著性差異，P<0.01表示統(tǒng)計學(xué)上具有極顯著差異。

圖 1A-B 冠狀位下海馬CA1、CA3區(qū)NGF截面圖，箭頭所示

2研究結(jié)果

2.1各組大鼠曠場實驗及懸尾實驗結(jié)果

表1結(jié)果顯示：與正常對照組比較，應(yīng)激模型組大鼠中央格停留時間顯著延長（P<0.01），穿越格數(shù)、直立次數(shù)及修飾次數(shù)均顯著減少（P<0.01，P<0.01，P<0.01），糞便顆粒增加（P<0.05），懸尾不動時間延長（P<0.01）；經(jīng)過4周跑臺運動，與應(yīng)激模型組比較，應(yīng)激運動組大鼠穿越格數(shù)、直立次數(shù)及修飾次數(shù)均顯著增加（P<0.01，P<0.05，P<0.05），糞便顆粒與應(yīng)激模型組比較無統(tǒng)計學(xué)意義，中央格停留時間和懸尾不動時間顯著縮短（P<0.05，P<0.05）。

2.2大鼠八臂迷宮行為學(xué)測試結(jié)果

表2結(jié)果顯示：與正常對照組比較，應(yīng)激模型組大鼠完成八臂迷宮時間顯著延長（P<0.01），工作記憶錯誤次數(shù)（WME）及參考記憶錯誤次數(shù)（RME）均顯著增多（P<0.01，P<0.05），總記憶錯誤次數(shù)（TE）遠遠高于正常對照組（P<0.01）；與應(yīng)激模型組比較，應(yīng)激運動組大鼠完成八臂迷宮時間顯著縮短（P<0.05），RME及TE均顯著減少（P<0.05，P<0.05），WME與應(yīng)激模型組大鼠比較無統(tǒng)計學(xué)意義。

2.3各組大鼠血漿ACTH、Cort結(jié)果

如表3所示，與正常對照組比較，應(yīng)激模型組大鼠血漿ACTH及CORT含量均顯著增加（P<0.01，P<0.01），增加幅度為88%及97%；經(jīng)過4周跑臺運動，應(yīng)激運動組大鼠血漿ACTH及CORT含量降低（P<0.05，P<0.01），下降幅度分別為23%及27%，提示長期跑臺運動可能通過拮抗慢性應(yīng)激誘導(dǎo)的HPA軸功能亢進，從而達到抗抑郁目的。

2.4各組大鼠海馬CA1、CA3區(qū)NGF表達結(jié)果

海馬CA1、CA3區(qū)內(nèi)分布有大量NGF，胞漿染色，胞核不染色，形態(tài)規(guī)則，且排列密集，胞體形態(tài)多種多樣呈圓形或橢圓形，如圖2、圖3所示。由表4可知：與正常對照組比較，應(yīng)激模型組大鼠海馬CA1區(qū)NGF免疫陽性細胞數(shù)量及面積均顯著減少（P<0.01，P<0.01）；經(jīng)過4周跑臺運動應(yīng)激運動組大鼠海馬CA1區(qū)NGF免疫陽性細胞數(shù)量及面積均顯著增加（P<0.05，P<0.05）。與正常對照組比較，應(yīng)激模型組大鼠海馬CA3區(qū)NGF免疫陽性細胞數(shù)量及面積均顯著減少（P<0.01，P<0.01）；經(jīng)過4周跑臺運動應(yīng)激運動組大鼠海馬CA3區(qū)NGF免疫陽性細胞數(shù)量及面積均顯著增加（P<0.05，P<0.05）。

注：免疫組織化學(xué)結(jié)果顯示應(yīng)激模型組大鼠海馬CA1區(qū) NGF免疫陽性神經(jīng)元（→）表達減弱；跑臺運動4周后大鼠NGF免疫陽性神經(jīng)元（→）表達增強。A：對照組；B：應(yīng)激模型組；C：應(yīng)激運動組。

圖 2A-C：海馬CA1區(qū)NGF陽性神經(jīng)元分布

注：免疫組織化學(xué)結(jié)果顯示應(yīng)激模型組大鼠海馬CA3區(qū)NGF免疫陽性神經(jīng)元（→）數(shù)量及面積均顯著減少；跑臺運動4周后大鼠NGF免疫陽性神經(jīng)元（→）數(shù)量及面積均顯著增加。A：對照組；B：應(yīng)激模型組；C：應(yīng)激運動組。

圖 3A-C：海馬CA3區(qū)NGF陽性神經(jīng)元分布

3討論

3.1跑臺運動對抑郁模型大鼠抑郁行為及學(xué)習(xí)記憶能力的影響

慢性不可預(yù)見性應(yīng)激抑郁模型與人類抑郁癥中慢性、低水平的應(yīng)激源促進疾病發(fā)生、加速疾病發(fā)展的機理接近。由于抑郁癥涉及情緒、行為和軀體方面的功能紊亂，是1種“全身性”的疾病，因此，應(yīng)激因子的多變性和不可預(yù)測性是模型制造成功的關(guān)鍵[12]。本研究所涉及的行為學(xué)實驗中，懸尾實驗評價的是動物的“絕望”情緒，其原理是利用動物懸尾后企圖逃脫但又無法逃脫，從而放棄掙扎，進入特有的抑郁不動狀態(tài)，以一定時間內(nèi)動物的不動時間來反映其“絕望”情緒，這種行為絕望與抑郁癥類似[13]。本實驗中，大鼠停止掙扎、處于不動狀態(tài)的時間延長，反映了大鼠悲觀、絕望程度增加。曠場實驗是一個用動物行為指標(biāo)檢測類似于人的復(fù)雜情緒如焦慮、抑郁等的經(jīng)典實驗，可檢測動物的自發(fā)行為和探究行為，可用來測試動物中樞神經(jīng)系統(tǒng)的“興奮”或“抑郁”狀態(tài)[14]。水平穿越格數(shù)及直立次數(shù)表示大鼠的探究行為，中央格停留時間表示大鼠啟動活動的潛伏期及大鼠進入1個陌生環(huán)境后對新環(huán)境的好奇程度，停留時間越長越能反映大鼠對新環(huán)境的淡漠心理，理毛時間反映大鼠對周圍環(huán)境的警覺性及對自身的關(guān)注，排便量反映大鼠的緊張恐懼狀態(tài)。本實驗結(jié)果顯示，應(yīng)激模型組大鼠穿越格數(shù)、直立次數(shù)及修飾詞數(shù)均顯著減少，中央格停留時間延長，糞便顆粒增加，強迫游泳實驗中大鼠停止掙扎、處于不動狀態(tài)的時間延長。這些行為表明正常大鼠在各種應(yīng)激因子慢性刺激作用下，大鼠活動及探究能力降低，對新鮮環(huán)境的好奇程度下降，興趣喪失，大鼠悲觀及絕望程度增加，提示本實驗中大鼠抑郁模型的復(fù)制是成功的。

八臂迷宮已被公認為一種比較理想的評估嚙齒動物空間學(xué)習(xí)記憶能力的模型，該模型已被廣泛接受和應(yīng)用。研究發(fā)現(xiàn)，學(xué)習(xí)記憶能力降低是抑郁癥狀的重要表現(xiàn)[15]。本實驗通過八臂迷宮實驗證實，與對照組比較，應(yīng)激模型大鼠完成八臂迷宮時間顯著延長，參考記憶、工作記憶錯誤次數(shù)及總錯誤次數(shù)顯著增加，學(xué)習(xí)記憶能力明顯下降，這與多數(shù)學(xué)者的研究結(jié)果一致[16]。許多學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)有氧運動可以改善抑郁病人的情緒低落及認知功能的下降情況，而且運動作為1種預(yù)防抑郁病人復(fù)發(fā)的治療方法，其效果優(yōu)于抗抑郁藥[17]。在本實驗中，筆者設(shè)計的抑郁模型大鼠跑臺運動為4周，而且本研究也證實，經(jīng)過4周跑臺運動，曠場試驗中應(yīng)激運動組大鼠的活動度增加、對新環(huán)境的好奇程度增強，懸尾實驗中，大鼠不動時間縮短，八臂迷宮實驗中應(yīng)激運動組大鼠完成八臂迷宮時間縮短、參考記憶錯誤次數(shù)及總錯誤次數(shù)顯著減少、學(xué)習(xí)記憶能力明顯增強，提示長期跑臺運動可以在一定程度上改善抑郁模型大鼠對新環(huán)境的好奇程度減弱情況并能對抗抑郁大鼠的絕望行為，增強大鼠的學(xué)習(xí)記憶能力，具有抗抑郁作用。

3.2跑臺運動對抑郁模型大鼠血漿ACTH及CORT含量的影響

應(yīng)激可使機體出現(xiàn)抑郁、學(xué)習(xí)記憶障礙、應(yīng)激性精神紊亂等多種疾患，而這些疾患的發(fā)生及嚴(yán)重程度與下丘腦-垂體-腎上腺軸（HPA）持續(xù)亢進密切相關(guān)[18]。HPA軸作為大腦應(yīng)激應(yīng)答的重要機制之一，在抑郁癥的病因、病理學(xué)機制中起關(guān)鍵作用。當(dāng)機體受到刺激時，下丘腦室旁核（PVN）小細胞神經(jīng)元分泌包括CRH在內(nèi)的多種促進ACTH分泌的激素，進而刺激垂體分泌ACTH，ACTH經(jīng)血循環(huán)達腎上腺，促使糖皮質(zhì)激素分泌增多，過量的糖皮質(zhì)激素能導(dǎo)致機體出現(xiàn)抑郁癥狀[19]。CORT是HPA軸的重要激素，對恐懼和焦慮情緒作用明顯。動物實驗顯示，高糖皮質(zhì)醇血癥時，海馬神經(jīng)元將受損[20]，而對抑郁癥患者死亡后的大腦組織進行尸檢，也有類似的發(fā)現(xiàn)。海馬是HPA軸應(yīng)激反應(yīng)的高位調(diào)節(jié)中樞，海馬內(nèi)含有較高密度的糖皮質(zhì)激素受體，長期過量的糖皮質(zhì)血癥使海馬神經(jīng)元萎縮死亡，而海馬神經(jīng)元的損害將打斷了正常應(yīng)激反應(yīng)時海馬對HPA軸的抑制作用而形成惡性循環(huán)。本實驗得到相同結(jié)果，經(jīng)過4周慢性不可預(yù)知應(yīng)激大鼠血漿ACTH及CORT水平較正常對照組相比均顯著增加，增幅分別達到88%及97%，說明慢性應(yīng)激導(dǎo)致抑郁大鼠HPA軸功能紊亂。可能的原因如下，HPA軸自身具有分泌激素的功能，在應(yīng)激過程中HPA軸所涉及的激素CRH、ACTH和CORT相互作用構(gòu)成1個負反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)。慢性應(yīng)激使機體負反饋抑制效應(yīng)減弱，從而出現(xiàn)ACTH及CORT的分泌高峰，導(dǎo)致HPA軸功能的亢進，引起機體出現(xiàn)神經(jīng)內(nèi)分泌等多系統(tǒng)的功能紊亂，進而出現(xiàn)抑郁癥的各種癥狀[21]。

動物實驗表明，長期跑臺運動可通過拮抗HPA軸功能亢進改善抑郁大鼠的抑郁樣行為及學(xué)習(xí)記憶能力的下降[22]。本研究也證實了此觀點，4周跑臺運動可以減少慢性應(yīng)激致抑郁大鼠ACTH及CORT的過度分泌，行為學(xué)測試表現(xiàn)為慢性應(yīng)激大鼠的活動度增加，大鼠對新環(huán)境的好奇程度增強，絕望程度改善，慢性應(yīng)激導(dǎo)致的抑郁樣行為及學(xué)習(xí)記憶能力顯著改善。從而提示運動能夠有效地改善慢性應(yīng)激大鼠的抑郁狀態(tài)，阻斷應(yīng)激對HPA軸的刺激作用及維持HPA軸的穩(wěn)定，提示運動可能通過對海馬神經(jīng)元的損傷進行修復(fù)，從而對HPA軸起到作用，具體機制還有待進一步研究。

3.4跑臺運動對抑郁模型大鼠海馬CA1、CA3區(qū)NGF表達的影響

抑郁癥的病理機制目前尚不完全清楚，但海馬腦區(qū)損傷這一點已得到大家普遍認同。海馬是邊緣系統(tǒng)的重要組成部分，參與情緒、學(xué)習(xí)和記憶、行為、免疫等的調(diào)節(jié)，它的損傷在各種應(yīng)激所致疾患中起到關(guān)鍵作用[23]。研究顯示，慢性應(yīng)激可導(dǎo)致海馬出現(xiàn)體積減小、細胞數(shù)目減少、細胞萎縮及增生抑制等多種神經(jīng)元可塑性受損的表現(xiàn)，同時伴有學(xué)習(xí)、記憶和情緒反應(yīng)的缺陷[24]。海馬CA3區(qū)是一個對應(yīng)激極度敏感的亞區(qū)，從病理上推測分析，海馬體積減小初期主要是由于CA3區(qū)錐體細胞的萎縮和死亡導(dǎo)致的。而如果應(yīng)激持續(xù)存在，將主要導(dǎo)致齒狀回的顆粒細胞再生抑制及CAl區(qū)神經(jīng)細胞的萎縮與凋亡。而且研究證實，應(yīng)激可以導(dǎo)致海馬CA1、CA3區(qū)域的形態(tài)學(xué)改變，這可能與海馬功能的損害有關(guān)。Sousa等[25]發(fā)現(xiàn)不可預(yù)測的慢性應(yīng)激使大鼠海馬CAl區(qū)錐體細胞樹突總長度減少13%，大鼠學(xué)習(xí)記憶能力顯著下降。

中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的NGF在大腦皮質(zhì)和海馬等靶組織中合成，經(jīng)基底前腦膽堿能神經(jīng)元攝取，逆行運輸?shù)桨w，對中樞神經(jīng)元的生長和生存起重要作用，特別是對投射到海馬和大腦皮質(zhì)區(qū)域的膽堿能神經(jīng)元起保護作用[26]。海馬是大腦內(nèi)合成NGF的重要場所，也是介導(dǎo)應(yīng)激反應(yīng)的重要腦區(qū)之一[27] 。研究表明，慢性應(yīng)激可以導(dǎo)致海馬神經(jīng)元可塑性受損[28]，以及NGF表達的降低[29]，提示海馬NGF表達減少以致神經(jīng)元功能受損可能在抑郁癥的發(fā)病過程中起關(guān)鍵作用。本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，長期慢性應(yīng)激組大鼠海馬CA1、CA3區(qū)NGF表達明顯減弱，同時大鼠學(xué)習(xí)記憶能力顯著下降，可以推測慢性應(yīng)激導(dǎo)致的海馬CA1、CA3區(qū)NGF減少可能是抑郁導(dǎo)致大鼠學(xué)習(xí)記憶能力下降的病理機制之一。而應(yīng)激運動組大鼠跑臺運動4周后海馬CA1、CA3區(qū)NGF表達明顯增強，提示慢性應(yīng)激大鼠經(jīng)過長期跑臺運動八臂迷宮成績提高可能與海馬CA1、CA3區(qū)NGF表達增強有關(guān)。可能的原因如下，長期慢性應(yīng)激刺激導(dǎo)致下丘腦-垂體-腎上腺軸（HPA）功能亢進，出現(xiàn)高CORT血癥，縫核-海馬系統(tǒng)5-HT等單胺系統(tǒng)傳導(dǎo)功能低下、興奮性氨基酸（EAA）釋放，受體后信號轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)異常（包括Ca2+失衡），導(dǎo)致NGF含量及其mRNA水平下降[30]。研究認為，NGF通過增加過氧化氫酶和超氧化物歧化酶等自由基清除劑的活性，對減輕神經(jīng)元損傷起重要作用[31]。也有研究表明NGF對海馬神經(jīng)元鈣離子濃度的升高和神經(jīng)元的壞死有明顯的抑制作用[32]。而且海馬CAl、CA3區(qū)在學(xué)習(xí)記憶中擔(dān)負著尤其重要的作用，因此，可以推測長期跑臺運動增強慢性應(yīng)激大鼠學(xué)習(xí)記憶能力主要與此運動拮抗HPA軸功能亢進、減少Cort分泌導(dǎo)致海馬CA1、CA3區(qū)NGF表達增強，從而阻止氧化應(yīng)激引起的中樞神經(jīng)元死亡有關(guān)。

4結(jié)束語

本實驗結(jié)果顯示：大鼠經(jīng)過4周慢性不可預(yù)知應(yīng)激大鼠血漿ACTH、CORT含量顯著增加，大鼠海馬CA1、CA3區(qū)NGF表達明顯減弱，提示血漿ACTH、CORT含量及NGF的變化與慢性應(yīng)激導(dǎo)致的大鼠的抑郁樣行為及學(xué)習(xí)記憶有關(guān)。經(jīng)過長期跑臺運動，大鼠血漿ACTH、CORT含量減少，NGF表達增加，提示長期跑臺運動可以有效調(diào)整血漿ACTH、CORT水平，上調(diào)NGF的表達，從而改善抑郁模型大鼠的抑郁樣行為及學(xué)習(xí)記憶能力，具體機制有待于進一步研究。

參考文獻：

[1]Boeker H，Schulze J，Richter A，et al.Sustained cognitive impairments after clinical recovery of severe depression[J].J Nerv Ment Dis，2012，200（9）：773-776.

[2]Wolf O T，Bauser D S，Daum I.Eyeblink conditional discrimination learning in healthy young men is impaired after stress exposure[J].Psychophysiology，2012，49（2）：164-171.

[3]Clark P J，Brzezinska W J.Intact neurogenesis is required for bene？ts of exercise on spatial memory but not motor performance or contextual fear conditioning in C57BL/6J mice[J].Neuroscience，2008，155（4）：1048-1058.

[4]Yang Y，Cao J，Xiong W，et al.Both stress experience and age determine the impairment or enhance ment effec t of stress on spatial memory retrieval[J].J Endocrinol，2003（178）：45-54.

[5]Burger C，López M C，F(xiàn)eller J A，et al.Changes in transcription within the CA1 field of the hippocampus areassociated with age-related spatial learning impairments[J].Neurobiol Learn Mem，2007，87（1）：21-41.

[6]Bo Xing，Juan Guo，Xia Meng，et al.The dopamine D1 but not D3 receptor plays a fundamental role in spatial working memory and BDNF expression in prefrontal cortex of mice[J].Behavioural Brain Research，2012，235（1）：36-41.

[7]Tzeng W Y，Chuang J Y，Lin L C，et al.Companions reverse stressor-induced decreases in neurogenesis andcocaine conditioning possibly by restoring BDNF and NGF levels in dentategyrus[J].Psychoneuroendocrinology，2013，38（3）：425-437.

[8]Song C，Zhang X Y，Manku M.Increased phospholipase A2 activity and inflammatory response but decreased nerve growth factor expression in the olfactory bulbectomized rat model of depression：effects of chronic ethyl-eicosapentaenoate treatment[J].J Neurosci，2009，29（1）：14-22.

[9]Willner P.The validity of animal models of depression [J].Psychopharmacology，1984，83（1）：1-16.

[10]Salim S，Sarraj N，Taneja M，et al.Moderate treadmill exercise prevents oxidative stress- induced anxiety-like behavior in rats[J].Behav Brain Res，2010（208）：545-552.

[11]Stem L，Chennat R，Thierry B，et al.The tail suspension test：a new method for sceening antidepressants in ice[J].Psychopharmaeology（Bed），1985，85（3）：367-370.

[12]Hang Zheng，Yanyou Liu，Wei Li，et al.Beneficial effects of exercise and its molecular mechanisms on depression in rats[J].Behavioural Brain Research，2006（168）：47-55.

[13]Shewale P B，Patil R A，Hiray Y A.Antidepressant-like activity of anthocyanidins from Hibiscus rosa-sinensis flowers in tail suspension test and forced swim test[J].Indian J Pharmacol，2012，44（4）：454-457.

[14]Mutlu O，Gumuslu E，Ulak G，et al.Effects of fluoxetine，tianeptine and olanzapine on unpredictable chronic mild stress-induced depression-like behavior in mice[J].Life Sci，2012，91（25-26）：1252-1262.

[15]Patki G，Solanki N，Atrooz F，et al.Depression，anxiety-like behavior and memory impairment are associated with increased oxidative stress and inflammation in a rat model of social stress[J].Brain Res，2013（1539）：73-86.

[16]Jain S，Banerjee B D，Ahmed R S，et al.Possible role of oxidative stress and brain derived neurotrophic factor in triazophos induced cognitive impairment in rats[J].Neurochem Res，2013，38（10）：2136-2147.

[17]Strawbridge W J，Deleger S，Roberts R E，et al.Physical activity reduces the risk of subsequent depression for older adults[J].American Journal of Epidemiology，2002（156）：328-334.

[18]李云峰，羅質(zhì)璞.應(yīng)激又發(fā)抑郁癥機制的研究進展[J].生理科學(xué)進展，2002，33（2）：142-144.

[19]Schutter D J.The cerebello-hypothalamic-pituitary-adrenal axis dysregulation hypothesis in depressive disorder[J].Med Hypotheses，2012，79（6）：779-783.

[20]Bremner J D，Narayan M，Andersoner E R，et al.Hippocampal volume reduction in major depression[J].Am J Psychiatry，2000，157（1）：115-118.

[21]Malisch J L，Breuner C W，Kolb E M，et al.Behavioral despair and home-cage activity in mice with chronically elevated baseline corticosterone concentrations[J].Behav Genet，2009，39（2）：192-201.

[22]Liu W，Sheng H，Xu Y，et al.Swimming exercise ameliorates depression-like behavior in chronically stressed rats：relevant to proinflammatory cytokines and IDO activation[J].Behav Brain Res，2013（242）：110-116.

[23]Perry D，Hendler T，Shamary-Tsoory S G.Projecting memeries：the role of the hippocampus in emotional mentalizing[J].Neuroimage，2011，54（2）：1669-1676.

[24]Jayatissa M N，Bisgaard C F，West M J，et al.The number of granule cells in rat hippocampus is reduced after chronic mild stress and reestablished after chronic escitaloprant treatment[J].Neuropharmacology，2008，54（3） ：530-541.

[25]Sousa N，Lukoyanov N V，Maderia M D，et a1.Reorganization of the morphology of hippoca- mpal neurites and synapses after stress-induced damage correlates with behavioral improvement[J].Neuroscience，2000，97（2） ：253-66.

[26]Liu X，Wang D，Liu Y，et al.Neuronal-driven angiogenesis：role of NGF in retinal neovascularization in an oxygen-induced retinopathy model[J].Invest Ophthalmol Vis Sci，2010，51（7）：3749-3757.

[27]Herrera D G，Maysinger D，Gadient R，et al.Spreading depression induces c-fos-like immunoreactivity and NGF mRNA in the rat cerebral cortex[J].Brain Res，1993，602（1）：99-103.

[28]Fuchs E，Czeh B，Kole M H，et al.Alterations of neuroplasticity in depression：the hippocampus and beyond.Eur[J].Neuropsychopharmacol，2004（5）：481-490.

[29]畢波，劉力，金魁和，等.慢性應(yīng)激對大鼠海馬NGF、NT-3表達的影響及應(yīng)激停止后的變化[J].中國行為醫(yī)學(xué)科學(xué)，2007，16（6）：490-492.

[30]Kawano K，Morinobu S，Sawada T，et al.Prior neonatal isolation reduces induction of NGF mRNA and decreases CDNF mRNA in the hippocampus of juvenile and adult rodents subjected to immobilization stress[J].Synapse，2008，62（4）：259-267.

[31]Guegan C，Coballos-Picot I，Chevalier E，et al.Reduction of ischemic damage in NGF-transgenicmice：correlation with enhancement of antioxidantenzyme activities[J].Neurobiol Dis，1999（6）：180-189.

[32]王良斌，吳馥梅.神經(jīng)生長因子對小鼠海馬突觸體內(nèi)Ca2+影響[J].上海第二醫(yī)科大學(xué)學(xué)報，2000，20（1）：9-11.