慢性压力导致外侧缰核突触可塑性变化的分子机制文献综述

 2022-12-24 15:23:46

开题报告内容:(包括拟研究或解决的问题、采用的研究手段及文献综述,不少于2000字)

  1. 背景综述及拟解决的科学问题

在现实社会中几乎所有人或多或少都感受到压力的存在。压力能影响神经网络的信号传输,长期压力是导致情绪变化的重要因素,往往伴随着神经环路的器质性病变,造成情感障碍类疾病。在当今社会下,抑郁症已成为一种普遍存在的精神疾病。抑郁症的产生主要是由遗传、环境以及心理等多种因素共同造成,而慢性压力是现代人患抑郁的最主要因素之一。前期研究表明,慢性束缚应激通过影响大鼠糖皮质激素受体的表达以及改变额叶皮质的神经功能,表现出抑郁样和焦虑样行为【11】,也有研究表明,联合使用皮质酮和慢性束缚应激不仅可以用作严重抑郁症的动物模型,而且还可以用于早期认知功能障碍的抑郁症【12】。以上都表明慢性束缚应激会导致抑郁样行为的发生。本课题通过对小鼠进行14天慢性束缚应激【6】处理,模拟现代人慢性压力状态,检测慢性压力诱发抑郁下发生什么样的生理变化。

以往的研究表明,抑郁症是由于大脑内某些重要的神经递质,如多巴胺、五羟色胺以及去甲肾上腺素等单胺能递质在脑内水平的失衡所导致的,一些经典的抗抑郁药物通过不同方式延长相关单胺类神经调质在脑内的作用时效,但作用时间缓慢,且情绪的改善需要几周后才会发生。所以近年来出现了另一种假说,为神经可塑性假说,抑郁症是大脑内和奖赏及情绪相关的神经环路在长期的负面情绪刺激下发生了可塑性的变化,并且最终导致抑郁的发生。而抑郁症的发病诱因也是研究抑郁症治疗方案的重要基础。例如,厌恶刺激或压力能抑制成人海马神经发生,损害记忆编码时的模式分离,影响神经网络的信号传输【1】;负性情绪或抑郁状态下外侧缰核过度兴奋,进而抑制“奖赏中心”的多巴胺能神经元,破坏积极体验的记忆编码【2】。近十年来研究显示,外侧缰核在情绪调控、认知等一系列不同的功能中起到关键作用。缰核是一个进化上相对保守的脑区,几乎存在于所有的脊椎动物中。缰核位于丘脑的后部上方靠近中线的地方,是一个左右对称的小核团,每一侧核团可以分为内侧缰核与外侧缰核两部分。外侧缰核编码厌恶情绪以及厌恶性学习和记忆【3,4】,并且参与编码关于奖赏可能性、奖赏大小以及奖赏即将到来的信息【3,5】。外侧缰核神经元在压力刺激下表现出异常活动,而外侧缰核神经元的异常活动又能导致个体的抑郁情绪,工作记忆缺失以及记忆巩固能力缺陷等一系列问题。上述研究均表明抑郁状态下会影响外侧缰核发生一系列的生理病变,为本课题的研究方向奠定了基础,提供了抑郁与外侧缰核具有强烈相关性的证明。本课题将从外侧缰核这个脑区作为切入点,探讨在慢性压力诱导抑郁状态下,外侧缰核脑区是否发生变化。

前期研究证明先天习得性无助的大鼠外侧缰核兴奋性突触后受体GluA1表达增加【8】,突触前谷氨酸释放增强【7】,兴奋-抑制递质传递平衡被打破【9】,这些均证明在天生抑郁动物的外侧缰核环路突触传递和可塑性均发生改变。此外,最新研究也表明,在逃避电击的学习过程中,外侧下丘脑-外侧缰核通路可塑性发生特异性变化,直至动物学会逃生可塑性才恢复基线水平,说明可塑性的增强和压力应激反应有很重要的相关性【10】以上证据表明,压力应激与抑郁症以及外侧缰核突触可塑性三者之间具有相关性,慢性压力诱导抑郁下可能会影响外侧缰核突触可塑性的改变,那么突触可塑性变化的分子机制是什么,是本课题关注的焦点。

综上所述,本课题将从压力影响外侧缰核突触可塑性变化入手,探索压力导致抑郁症发生的变化规律,为新一代诊断、治疗技术方法提供科学依据和新的思路。

2. 研究思路及手段

本课题将通过对小鼠进行14天的慢性束缚应激处理,模拟慢性压力状态,通过对小鼠进行经典抑郁范式强迫游泳实验,检测14天慢性束缚应激模拟的慢性压力是否诱发抑郁样行为。在确定慢性压力产生抑郁样行为后,监控外侧缰核脑区的突触可塑性是否发生变化,本课题将通过免疫印迹Western blot实验,检测谷氨酸能突触后受体GluA1蛋白表达,以兴奋性突触后受体蛋白是否上调判定外侧缰核是否发生突触可塑性变化,产生兴奋状态。本课题还将对外侧缰核全蛋白Western blot实验进行技术更新,将精确提取外侧缰核区域,改善以往研究只能提取整个缰核的实验短板,降低蛋白水平上检测外侧缰核突触可塑性变化的实验误差,以达到数据的精准,保证实验结果的可靠性。

后续将结合本课题的实验结果,进一步探索慢性压力诱导抑郁条件生理功能变化,对课题做更深入的探索。

2.1慢性束缚应激造模

本课题选用的慢性束缚应激方法参照文献报道的方法【6】,将动物置于50 ml 离心管(离心管上烙制直径2 mm小孔数十个,用于通风),每日束缚2 h(10:00 ~12:00),连续进行14天。正常组动物4 只/笼,不给予任何干预,放置在另一房间。C57BL/6小鼠购买自上海斯莱克实验动物有限责任公司。所有的小鼠均是四只一笼饲养在温度与湿度恒定,食物与水可以自由摄取,12小时明暗循环(开灯照明期为每天早5:00至晚5:00)的房间中。

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