天敵應(yīng)激對大鼠海馬神經(jīng)元的損害作用及海馬類固醇激素受體系統(tǒng)對精神應(yīng)激反應(yīng)的調(diào)節(jié)效應(yīng)研究.pdf

1、應(yīng)激可導(dǎo)致一系列神經(jīng)內(nèi)分泌和行為的改變,包括糖皮質(zhì)激素(GCs)水平升高和焦慮樣行為。適當(dāng)?shù)膽?yīng)激反應(yīng),在行為上表現(xiàn)為戰(zhàn)斗和防御,在內(nèi)分泌上為應(yīng)激激素的分泌增加,這一系列變化對個體在惡劣環(huán)境下的生存具有重要的意義。研究表明,應(yīng)激可引起大腦受損,海馬是受影響最明顯的腦區(qū)之一。海馬既能調(diào)節(jié)應(yīng)激反應(yīng)又能受應(yīng)激反應(yīng)影響。海馬對新事物的學(xué)習(xí)和記憶發(fā)揮重要作用。這一功能對于應(yīng)激反應(yīng)至關(guān)重要,如面對天敵時個體對潛在威脅生命的事件的評估。個體對應(yīng)激或環(huán)境

2、的變化可表現(xiàn)再適應(yīng),或適應(yīng)失敗直至疾病。適應(yīng)不良或障礙是與海馬神經(jīng)元的損害相一致的,如不可逆的錐體細(xì)胞萎縮和永久性細(xì)胞丟失。而且,海馬神經(jīng)元的損害因應(yīng)激的強(qiáng)度和持續(xù)時間不同,可從可逆性樹突和神經(jīng)元萎縮,直至向凋亡和永久性細(xì)胞丟失發(fā)展。大量的動物研究證明,應(yīng)激所致的高水平GCs與海馬損害有關(guān)。下丘腦-垂體-腎上腺皮質(zhì)軸(HPA)的激活和終止,對應(yīng)激反應(yīng)的調(diào)節(jié)和個體恢復(fù)內(nèi)穩(wěn)態(tài)發(fā)揮主要的影響。海馬含有豐富的GCs受體,鹽皮質(zhì)激素受體(Mine

3、ralocorticoid receptor,MR)與糖皮質(zhì)激素受體(Glucocorticoid Receptor,GR)。海馬MR和GR兩套二元受體系統(tǒng),通過對 HPA的抑制效應(yīng),調(diào)節(jié)GCs水平。精神性應(yīng)激,在性質(zhì)上明顯不同于軀體性應(yīng)激。從應(yīng)激源的感知到應(yīng)激反應(yīng),二者可能通過不同的神經(jīng)通路。對于精神性應(yīng)激源,個體的反應(yīng)強(qiáng)度取決于其自身對應(yīng)激的認(rèn)知和評估。大量的臨床研究也提示,人類的創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙、抑郁癥、心理生理障礙的發(fā)病均與面臨的

4、心理壓力或應(yīng)激有關(guān)。因此,精神應(yīng)激的研究對闡明一系列人類應(yīng)激相關(guān)疾病的發(fā)病機(jī)制,提高預(yù)防和治療水平,加深對精神刺激所致的精神損傷的理解,均具有重要的意義。先前的研究已采用不同的應(yīng)激源,描述和分析應(yīng)激反應(yīng)的行為學(xué)和生理性變化,但對于精神應(yīng)激的基礎(chǔ)研究,迄今仍依賴?yán)硐氲膭游锬Ｐ?。天敵可對一些動物產(chǎn)生相應(yīng)的威脅其生命的厭惡性刺激,優(yōu)于目前使用的其它應(yīng)激動物模型。近年來不斷采用的貓-鼠天敵應(yīng)激動物模型,為一種非痛性應(yīng)激,將最大程度地排除疼痛和軀

5、體性應(yīng)激的作用,純化了精神性應(yīng)激源,更好地模擬現(xiàn)實(shí)生活中人類所面臨的心理壓力或應(yīng)激。本研究的目的就是通過不同方式的天敵應(yīng)激,對大鼠行為與內(nèi)分泌、海馬神經(jīng)元的改變進(jìn)行觀察,以明確天敵應(yīng)激對海馬神經(jīng)元的損害作用及其病理學(xué)性質(zhì),并闡明海馬類固醇激素受體系統(tǒng)對精神應(yīng)激反應(yīng)的調(diào)節(jié)機(jī)制。
　　材料與方法:應(yīng)激方式包括以貓為天敵刺激,大鼠每天接受1次貓暴露應(yīng)激實(shí)驗(yàn),每次1小時。大鼠分為4組:(1)接受單次應(yīng)激(急性應(yīng)激組);(2)連續(xù)接受應(yīng)激1

6、4天組(2周持續(xù)應(yīng)激組);(3)連續(xù)接受應(yīng)激28天組(4周持續(xù)應(yīng)激組);(4)對照組。在實(shí)驗(yàn)前后采用開場實(shí)驗(yàn)箱分別測定大鼠行為(中央格內(nèi)停留時間、穿行格數(shù)及直立次數(shù))的變化;動物完成應(yīng)激后,大鼠迅速斷頭處死,將大鼠左腦置于4％多聚甲醛溶液中固定24小時。同時取血,采用放免法分析血清皮質(zhì)醇水平。左腦常規(guī)石蠟切片后,Nissl染色進(jìn)行海馬CA3、CA1錐體細(xì)胞計數(shù),觀察海馬神經(jīng)元有無丟失;右腦固定48小時后,采用Golgi染色,觀察海馬錐體

7、細(xì)胞頂樹突總長度;采用末端脫氧核苷酸介導(dǎo)的X-dUTP缺口末端標(biāo)記(TUNEL)法,觀察海馬凋亡神經(jīng)元。透射電子顯微鏡觀察海馬錐體細(xì)胞超微結(jié)構(gòu);海馬組織 DNA提純后,經(jīng)瓊脂糖凝膠電泳觀察DNA片段大小。采用MR、GR的寡核苷酸探針,原位雜交觀察海馬MR、GRmRNA的表達(dá)。所有圖像以CMIAS系列-多功能真彩色病理圖像分析系統(tǒng)(4.0),進(jìn)行處理分析。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)運(yùn)用SPSS11.0 for Windows軟件包進(jìn)行處理。統(tǒng)計學(xué)方法包括

8、one-way ANOVA和獨(dú)立樣本 t檢驗(yàn);兩兩比較采用Student-Newman-Keulia(SNK)和Games-Howell和Dunnett T3法。結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差(Mean±SD)表示。P<0.05表示有統(tǒng)計學(xué)顯著性差異。
　　結(jié)果：(1)接受單次應(yīng)激的大鼠出現(xiàn)活動性抑制效應(yīng)。與2周持續(xù)應(yīng)激大鼠相比,4周持續(xù)應(yīng)激大鼠的行為抑制更明顯。隨著動物接受應(yīng)激次數(shù)的增加,停留時間、穿行格數(shù)及直立次數(shù)就出現(xiàn)遞減的趨勢。接受

9、單次應(yīng)激后,大鼠開始產(chǎn)生血清皮質(zhì)醇水平的升高。2周應(yīng)激大鼠的皮質(zhì)醇水平最高,4周應(yīng)激大鼠出現(xiàn)緩慢下降的趨勢。(2)所有應(yīng)激組CA3、CA1區(qū)錐體細(xì)胞數(shù)均顯著低于對照組,且2個持續(xù)應(yīng)激組CA1區(qū)錐體細(xì)胞數(shù)也顯著少于急性應(yīng)激組。與對照組相比,應(yīng)激組大鼠海馬錐體細(xì)胞樹突長度變短,分支點(diǎn)較少,且隨應(yīng)激時間延長而加重。各應(yīng)激組CA3區(qū)TUNEL平均灰度均顯著低于對照組,2周與4周應(yīng)激組又顯著低于急性應(yīng)激組;各應(yīng)激組平均光密度和面密度均顯著高于對照

10、組;2周與4周應(yīng)激組數(shù)密度顯著高于對照組,2周應(yīng)激組又顯著高于急性應(yīng)激組。急性應(yīng)激組、2周應(yīng)激組CA1區(qū)TUNEL平均灰度均顯著低于對照組;急性應(yīng)激組、2周應(yīng)激組平均光密度均顯著高于對照組;2周應(yīng)激組面密度顯著高于對照組和急性應(yīng)激組;2周應(yīng)激組數(shù)密度顯著高于對照組。大多數(shù)應(yīng)激組海馬CA3、CA1區(qū)錐體神經(jīng)元出現(xiàn)胞體固縮、體積減小、染色質(zhì)濃縮邊集、核膜模糊不規(guī)則、胞膜溶解、線粒體數(shù)量減少和腫脹,但4周持續(xù)應(yīng)激組海馬CA1區(qū)錐體神經(jīng)元形態(tài)和

11、結(jié)構(gòu)基本正常。凝膠電泳顯示急性應(yīng)激組出現(xiàn)不典型“梯帶”,持續(xù)應(yīng)激2周與4周組出現(xiàn)較典型“梯帶”。(3)在非應(yīng)激對照組大鼠海馬CA3、CA1區(qū)中,MR和GRmRNA均有表達(dá),MR/GR比值為1.71-2.0。MRmRNA表達(dá)高峰在急性應(yīng)激時,GRmRNA表達(dá)高峰則在持續(xù)2周應(yīng)激時。應(yīng)激可使海馬CA3、CA1區(qū)MR/GR比值呈現(xiàn)逐步遞減的趨勢,MR/GR的介導(dǎo)作用出現(xiàn)失失衡,并以天敵應(yīng)激持續(xù)2周時最為顯著;但在天敵應(yīng)激持續(xù)2周以后,CA3區(qū)

12、MR/GR比值開始出現(xiàn)部分恢復(fù)。
　　結(jié)論：(1)天敵應(yīng)激源可使應(yīng)激大鼠產(chǎn)生活動性和探索性的抑制、焦慮樣行為增多和基礎(chǔ)血清皮質(zhì)醇水平升高。重復(fù)天敵暴露,可使動物出現(xiàn)強(qiáng)烈的行為和內(nèi)分泌反應(yīng),且恢復(fù)非常緩慢。(2)天敵應(yīng)激可導(dǎo)致大鼠海馬錐體細(xì)胞樹突萎縮和神經(jīng)元丟失;對于天敵應(yīng)激所致的海馬錐體神經(jīng)元的損害作用,神經(jīng)元凋亡是其重要的病理學(xué)發(fā)生機(jī)制之一。但4周持續(xù)應(yīng)激組凋亡有減少的趨勢,這可能與2周持續(xù)應(yīng)激后部分大鼠對天敵應(yīng)激的適應(yīng)有關(guān)。與

13、CA1區(qū)相比,CA3區(qū)錐體神經(jīng)元對天敵應(yīng)激源更具易感性。(3)海馬CA3、CA1區(qū)MR、GR對天敵應(yīng)激反應(yīng)發(fā)揮明顯的影響。一方面,天敵應(yīng)激使大鼠海馬MR/GR下調(diào),并在持續(xù)應(yīng)激2周后出現(xiàn)部分回升;另一方面,大鼠海馬MR/GR在不同的應(yīng)激方式中具有不同的表達(dá)特點(diǎn),MR的峰值在急性應(yīng)激期,而GR的峰值出現(xiàn)在持續(xù)應(yīng)激2周。研究結(jié)果,進(jìn)一步支持MR與GR的平衡紊亂,是天敵應(yīng)激導(dǎo)致 HPA軸負(fù)反饋效應(yīng)失效,GCs水平過度升高,并引起海馬神經(jīng)元受損