宮國良 張?jiān)?周昭杰 張曉杰
(汕頭潮南民生醫(yī)院病理科,廣東 汕頭 515144)
世界衛(wèi)生組織報(bào)道,全球現(xiàn)有抑郁癥患者3.4億,在10大疾病排位中已上升為第5位〔1〕。研究認(rèn)為抑郁癥是一種多基因疾病,是在遺傳因素基礎(chǔ)上,在環(huán)境因素的應(yīng)激作用下,使基因易損個(gè)體腦內(nèi)特定部位,主要是邊緣系統(tǒng)神經(jīng)細(xì)胞凋亡與再生共扼平衡失調(diào),引起的以情緒改變?yōu)橹鳎橛忻庖邇?nèi)分泌功能改變和其他神經(jīng)功能異常的精神疾病〔2〕。Meynert基底核是邊緣系統(tǒng)的重要組成部分,是新皮層膽堿能神經(jīng)支配的主要來源,并被認(rèn)為是情緒-動(dòng)機(jī)中樞與大腦皮層之間的膽堿能轉(zhuǎn)換站。研究顯示〔3〕,Meynert基底核膽堿能神經(jīng)元及其遞質(zhì)乙酰膽堿與抑郁癥的發(fā)病有關(guān)。本實(shí)驗(yàn)選取膽堿能神經(jīng)元中樞-Meynert基底核進(jìn)行抑郁癥發(fā)病過程中神經(jīng)元的凋亡情況的研究,并探討凋亡與年齡的關(guān)系。
1.1材料 清潔級(jí)Sprague-Dawley大鼠購于北京維通利華實(shí)驗(yàn)動(dòng)物技術(shù)有限公司〔許可證編號(hào)SCXK(京)2007-0001〕。Annexin V-FITC細(xì)胞凋亡檢測試劑盒(美國BIPE公司),F(xiàn)ACS Calibur流式細(xì)胞儀(美國BD公司),EM-208S型透射電鏡(荷蘭飛利浦公司)。
1.2動(dòng)物模型制備 通過敞箱實(shí)驗(yàn)每組選擇評(píng)分相近的32只,分別進(jìn)入同年齡組的模型組與對(duì)照組。單籠飼養(yǎng),對(duì)照組正常飼養(yǎng),不加任何刺激。模型組應(yīng)用慢性輕度不可預(yù)見性應(yīng)激制作動(dòng)物模型〔4〕,包括:禁食24 h,禁水24 h,夾尾1 min,4℃冰水游泳5 min,電擊足底(30 v,10 s/次,間隔10 s,共10次),束縛應(yīng)激6 h,鼠籠傾斜24 h,60℃烘烤15 min,振蕩30 min。每日給予一種刺激,每種刺激累計(jì)使用2~3次,順序隨機(jī),使動(dòng)物不能預(yù)料刺激的發(fā)生,共計(jì)21 d。
1.3抑郁癥模型評(píng)價(jià) 在實(shí)驗(yàn)前1 d及實(shí)驗(yàn)第21天,用敞箱實(shí)驗(yàn)和糖水偏愛度實(shí)驗(yàn)觀察各組大鼠行為的變化。實(shí)驗(yàn)時(shí)將單只大鼠置于100 cm×100 cm×50 cm光潔敞箱中央,敞箱底面分為25個(gè)等邊方格,記錄大鼠5 min內(nèi)水平運(yùn)動(dòng)和垂直運(yùn)動(dòng)得分。禁食禁水24 h后,進(jìn)行糖水偏愛度實(shí)驗(yàn),每籠同時(shí)給予 2個(gè)水瓶,1瓶裝 1%蔗糖水,1瓶裝純水,60 min后稱量糖水及純水消耗量,計(jì)算糖水偏愛度。
1.4Meynert基底核神經(jīng)元細(xì)胞凋亡檢測 最后一次行為測試結(jié)束后,每組隨機(jī)抽取8只大鼠,速斷頭取腦,參照大鼠腦立體定位圖譜〔5〕,在冰塊上切取Meynert基底核。將Meynert基底核組織剪碎,利用流式細(xì)胞制備儀研磨成細(xì)胞懸液,調(diào)細(xì)胞濃度約1×106個(gè)/ml,參照試劑盒說明,加入10 μl AnnexinV-FITC和5 μl PI,混勻避光孵育15 min,加入400 μl結(jié)合緩沖液后上機(jī)檢測。
1.5透射電鏡觀察細(xì)胞超微結(jié)構(gòu) 行為測試結(jié)束后,每組隨機(jī)抽取5只大鼠,各組大鼠所取腦組織投入到2.5%戊二醛磷酸鹽緩沖液中固定24 h,四氧化鋨后固定2 h,乙醇、丙酮逐級(jí)脫水,環(huán)氧樹脂812包埋組織塊,修塊制成1 μm半薄切片,1% NaOH無水乙醇軟化,光鏡定位,并精修制備超薄切片,用KCQ-1型超薄切片機(jī)切片,醋酸雙氧鈾和枸櫞酸鉛雙重電子染色,EM-208S型透射電子顯微鏡觀察并拍照。
1.6統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 應(yīng)用SPSS14.0軟件進(jìn)行單因素方差分析和LSD-t檢驗(yàn)。
2.1各組曠場行為、糖水消耗量比較 經(jīng)過21 d慢性應(yīng)激后,模型組水平運(yùn)動(dòng)得分、垂直運(yùn)動(dòng)得分、糖水消耗量顯著低于對(duì)照組(P<0.01),且14~15月齡模型組顯著低于4~5周齡和4~5月齡模型組(水平運(yùn)動(dòng)得分t值分別為9.400、6.084,垂直運(yùn)動(dòng)得分t值分別為7.841、9.036,糖水消耗量t值分別為14.604、18.778,P均<0.01)。見表1。
2.2各組Meynert基底核細(xì)胞凋亡率檢測結(jié)果 4~5周齡、4~5月齡、14~15月齡模型組較對(duì)照組細(xì)胞凋亡率明顯增加〔(16.86±2.41)% vs (7.26±1.33)%、(17.90±2.29)% vs (8.02±0.95)%、(27.91±4.64)% vs (8.87±9.38)%,均P<0.01〕。14~15月齡模型組細(xì)胞凋亡率與4~5周齡、4~5月齡模型組組間差異顯著(t值分別為7.06、5.975,P均<0.01),4~5周齡與4~5月齡模型組差異不顯著(t=0.885,P>0.05)。
2.3各組Meynert基底核透射電鏡觀察細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)結(jié)果 對(duì)照組隨年齡增長細(xì)胞器結(jié)構(gòu)逐漸減少,凋亡細(xì)胞增加,均呈早期凋亡表現(xiàn)。各模型組均可見細(xì)胞胞核固縮,線粒體嵴斷裂呈絮狀變性,神經(jīng)元尼氏體崩解脫顆粒,內(nèi)質(zhì)網(wǎng)擴(kuò)張,脂褐素沉積,神經(jīng)元細(xì)胞凋亡、壞死。凋亡神經(jīng)元細(xì)胞核膜下異染色質(zhì)邊集,核固縮,細(xì)胞器變性,膜性結(jié)構(gòu)完整。且隨年齡增長細(xì)胞器變化明顯,凋亡逐漸增加,以14~15月齡模型組最重(圖1)。
表1 各組敞箱實(shí)驗(yàn)水平得分、糖水消耗量比較
4~5周齡對(duì)照組(×8 000)
4~5周齡模型組(×6 300)
4~5月齡對(duì)照組(×5 000)
4~5月齡模型組(×6 300)
14~15月齡對(duì)照組(×6 300)
14~15月齡模型組(×16 000)
細(xì)胞數(shù)量的生物穩(wěn)態(tài)是通過細(xì)胞增殖和細(xì)胞死亡之間的平衡來維持的,其中細(xì)胞凋亡又稱為程序化細(xì)胞死亡,是神經(jīng)生長發(fā)育和衰老及維護(hù)其正常結(jié)構(gòu)與功能的重要機(jī)制之一〔6~8〕。研究已證實(shí),慢性應(yīng)激導(dǎo)致抑郁癥發(fā)病,然而對(duì)于其發(fā)病機(jī)制尚存在不同觀點(diǎn),一般認(rèn)為,在慢性應(yīng)激過程中多種神經(jīng)元保護(hù)機(jī)制的缺失、神經(jīng)元細(xì)胞凋亡的活躍,是導(dǎo)致大腦器質(zhì)性損害的主要原因〔9〕,從而引發(fā)抑郁發(fā)作。研究發(fā)現(xiàn)〔3〕,抑郁癥模型鼠存在Meynert基底核神經(jīng)元超微結(jié)構(gòu)的改變及其遞質(zhì)乙酰膽堿的變化。
本實(shí)驗(yàn)采用慢性輕度不可預(yù)見性應(yīng)激動(dòng)物模型,該模型在每個(gè)個(gè)體的使用過程中都會(huì)存在或多或少的改變,但機(jī)制是相同的。由于慢性應(yīng)激采用了多變的令動(dòng)物不愉快的應(yīng)激方式,并且每種應(yīng)激的實(shí)施是不可預(yù)知完全隨機(jī)的,類似于人們?nèi)粘I钪性庥龅母鞣N突發(fā)性應(yīng)激事件,因此較好地模擬了抑郁癥發(fā)生的環(huán)境誘因。
本實(shí)驗(yàn)表明伴隨機(jī)體衰老,大鼠對(duì)新環(huán)境的好奇心及適應(yīng)能力逐漸下降,表現(xiàn)出一種淡漠情緒。在刺激強(qiáng)度相同條件下,年齡的增長導(dǎo)致抑郁癥模型行為學(xué)變化更顯著,這與其他文獻(xiàn)報(bào)道也相符合〔10〕。流式細(xì)胞儀檢測結(jié)果與電鏡結(jié)果均證實(shí)抑郁癥模型鼠存在明顯細(xì)胞凋亡,且隨年齡增長凋亡增加。表明:Meynert基底核參與了抑郁癥的發(fā)病過程,其機(jī)制可能由神經(jīng)元凋亡引起,且隨年齡增長凋亡增加。機(jī)體對(duì)應(yīng)激的反應(yīng)性及耐受性和年齡有密切關(guān)系,Selye〔11〕在1970年提出了關(guān)于衰老的應(yīng)激學(xué)說,認(rèn)為應(yīng)激可加速衰老過程,此后應(yīng)激和衰老之間的關(guān)系開始受到重視。老齡大鼠對(duì)慢性應(yīng)激的敏感性增強(qiáng),應(yīng)激損傷更加嚴(yán)重,主要表現(xiàn)在對(duì)新環(huán)境缺乏探索興趣,興奮性及適應(yīng)能力明顯降低。衰老動(dòng)物對(duì)慢性應(yīng)激的敏感性較高,因此,應(yīng)激損傷更加嚴(yán)重。綜上,Meynert基底核神經(jīng)元凋亡與抑郁癥發(fā)病相關(guān),且此種形態(tài)改變與年齡的變化有密切關(guān)系。
4 參考文獻(xiàn)
1韋盛中,張 玲,楊 麗.精神疾病負(fù)擔(dān)的研究進(jìn)展〔J〕.中華行為醫(yī)學(xué)與腦科學(xué)雜志,2010;19(5):478-80.
2Yildiz-Yesiloglu A,Ankerst DP.Review of 1H magnetic resonance spectroscopy findings in major depressive disorder:a metaanalysis〔J〕.Psych Res Neuroimag,2006;147(1):1-25.
3宮國良,董海影,張英博,等.不同年齡組抑郁癥模型鼠Meynert基底核形態(tài)學(xué)研究〔J〕.齊齊哈爾醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào),2010;30(6):647-48.
4Willner P.Validity,reliability and utility of the chronic mild stress model of depression:a10-year review and evaluation 〔J〕.Psychopharmacology,1997;134(4):319-29.
5Paxinos G,Watson C.大鼠腦立體定位圖譜〔M〕.第3版.北京:人民衛(wèi)生出版社,2005:21-30.
6溫進(jìn)坤,韓 梅.醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)理論與研究技術(shù)〔M〕.第2版.北京:科學(xué)出版社,2002:246-58.
7Oppenheim RW.Naturally occurring cell death during neural development〔J〕.Trends Neurosci,1985;17:487.
8Linda JM,Jean M.Apoptosis〔J〕.Science,1998;281:1301-2.
9何國琪,張建榮,王興祥,等.神經(jīng)營養(yǎng)因子3在慢性應(yīng)激誘發(fā)抑郁癥的作用機(jī)制研究〔J〕.中國全科醫(yī)學(xué),2006;9(20):1680-82.
10張曉杰,興桂華,董海影,等.不同年齡組抑郁癥模型大鼠腦乙酰膽堿酯酶及乙酰膽堿轉(zhuǎn)移酶活性的變化〔J〕.中國老年學(xué)雜志,2012;32(6):1193.
11Selye H.Stress and aging〔J〕.J Am Ger SoCi,1970;18:669-80.