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目的:
本课题采用RESP诱导的急性抑郁小鼠模型,观察电针治疗对抑郁小鼠行为学的影响,进而研究电针刺激对抑郁症的治疗作用及可能的作用机制,阐明电针是否通过抑制CASP-11/GSDMD信号通路诱导的细胞焦亡发挥抗抑郁作用。本研究阐明电针治疗抑郁症的可能机制,为治疗抑郁症及新靶点的发现提供科学依据。
方法:
1.建立急性抑郁小鼠模型及EA抗抑郁作用的观察
连续腹腔注射利血平(Respine,RESP,1 mg/kg/d,i.p.3 d)建立急性抑郁小鼠模型,通过悬尾、强迫游泳、旷场行为学实验,评估RESP诱导的急性抑郁小鼠模型是否建立成功;电针(Electro-acupuncture,EA)连续治疗7d(EA预处理3d后给予RESP,最后一次EA后30min进行行为学测试),观察EA是否改善急性抑郁小鼠的抑郁样行为,经典抗抑郁药物一氟西汀(Fluoxetine,FLXT,20 mg/kg/d,7 d)治疗为阳性对照组,同体积的生理盐水作为治疗的阴性对照。
2.EA治疗对异常变化的突触可塑性的影响
采用高尔基染色(Golgi-Cox staining)观察小鼠海马CA1区神经元内树突棘密度的变化,比较给予EA治疗对抑郁小鼠CA1区神经元内树突棘密度的影响。
3.EA治疗对细胞焦亡CASP-11/GSDMD信号通路相关蛋白表达变化的影响
采用Westernblot方法,检测各组小鼠海马中CASP-11/GSDMD细胞焦亡信号通路相关蛋白CASP-11,NLRP3,CASP-1,GSDMD及IL-1β的表达水平,分析给予EA治疗是否影响抑郁小鼠中这些蛋白的表达水平。
4.EA治疗对海马区小胶质细胞的形态的变化及GSDMD和IL-1β蛋白的表达的影响
采用免疫荧光(Immunofluorescence,IF)技术观察各组小鼠海马脑区小胶质细胞的形态的变化及GSDMD和IL-1β蛋白的表达,分析给予EA治疗是否影响各组小鼠海马脑区小胶质细胞的形态的变化及GSDMD和IL-1β蛋白的表达。
5.进一步揭示EA治疗对CASP-11/GSDMD信号通路相关蛋白表达变化的影响
采用Westernblot方法,检测各组小鼠海马中CASP-11/GSDMD细胞焦亡信号通路相关蛋白CASP-11,NLRP3,CASP-1,GSDMD及IL-1β的表达水平,进一步分析EA治疗是否影响CASP-11/GSDMD细胞焦亡信号通路相关蛋白的表达。
6.EA治疗通过抑制CASP-11/GSDMD信号通路诱导的细胞焦亡发挥抗抑郁作用的观察
腹腔注射RESP(RESP,1 mg/kg/d,i.p.,3 d)建立急性抑郁小鼠模型,腹腔注射CASP-1的选择性抑制剂VX-765(50 mg/kg/d,i.p.,7 d),EA与VX-765治疗时间一致。观察EA治疗是否通过抑制CASP-11/GSDMD信号通路诱导的细胞焦亡发挥抗抑郁作用。
结果:
1.行为学检测结果显示,与正常组(Control)小鼠比较,在悬尾实验中RESP组小鼠不动时间著增加,表现为抑郁样行为;在强迫游泳实验中,观察到RESP组小鼠不动时间显著增加,表明RESP诱导的急性抑郁小鼠模型建立成功。与RESP组相比,RESP+EA组小鼠的不动时间显著减少,提示电针治疗可改善抑郁样行为。旷场实验中,与Control组比较,RESP组小鼠自发活动的总路程和中央区域活动时间明显减少;与RESP组相比,RESP+EA组小鼠活动的总路程及中央区域活动时间显著增加;阳性对照治疗组RESP+FLXT治疗组也有相似结果,RESP+EA治疗组与RESP+FLXT对照组无明显差异;结果显示,EA治疗可改善RESP诱导的抑郁小鼠的抑郁样行为。
2.高尔基染色结果显示,与正常组(Control)小鼠比较,RESP组小鼠海马CAI区神经元内树突棘密度显著减少;与RESP组相比,经电针治疗后,RESP+EA组CA1区神经元内树突棘密度明显增加,RESP+FLXT阳性对照组也有相似结果,RESP+EA组与RESP+FLXT阳性对照组无明显差异。该结果提示EA可以改善抑郁海马CA1神经元内树突棘密度的减少。
3.Westernblot结果表明,与正常组(Control)小鼠相比,RESP组小鼠海马细胞焦亡相关蛋白CASP-11,NLRP3,CASP-1,GSDMD及IL-1β表达水平显著升高;与RESP组相比,经EA治疗后,RESP+EA组CASP-11,NLRP3,CASP-1,GSDMD及IL-1β表达水平显著下降,RESP+FLXT阳性对照组也有相似结果,RESP+EA组与RESP+FLXT阳性对照组无明显差异。该结果提示EA治疗可以降低CASP-11/GSDMD细胞焦亡信号通路相关蛋白表达的升高。
4.免疫荧光结果证实,与正常组相比,RESP组小鼠海马脑区小胶质细胞数目显著增加,其标记物Iba-1表达增加,胞体变大,提示小胶质细胞活化,以及GSDMD和IL-1β表达显著增加;与RESP组相比,RESP+EA组小鼠海马脑区小胶质细胞Iba-1表达降低,胞体变小,以及GSDMD和IL-1β表达显著降低,RESP+FLXT阳性对照组也有相似结果,结果显示电针治疗可抑制小鼠海马脑区小胶质细胞的活化以及GSDMD和IL-1β蛋白的表达。
5.Westernblot结果表明,腹腔注射VX-765后,与RESP组相比,RESP+EA、RESP+VX-765和RESP+EA+VX-765组细胞焦亡相关蛋白CASP-11,NLRP3,CASP-1,GSDMD及IL-1β表达水平显著降低;而RESP+EA组与RESP+EA+VX-765组相比较,有统计学意义,进一步揭示电针抑制CASP-11/GSDMD信号通路诱导的细胞焦亡相关蛋白的表达。
6.行为学检测结果显示,腹腔注射VX-765后,在悬尾实验和强迫游泳实验中,与RESP组相比,RESP+EA、RESP+VX-765和RESP+EA+VX-765组小鼠不动时间显著减少;而RESP+EA组与RESP+EA+VX-765组相比较,有统计学意义,旷场实验也有相似似结果,提示电针通过抑制CASP-11/GSDMD信号通路诱导的细胞焦亡发挥抗抑郁作用,从而改善抑郁小鼠的抑郁样行为。
结论:
本研究证实,通过腹腔注射RESP成功建立急性抑郁小鼠模型;经EA治疗后,可改善RESP诱导的急性抑郁小鼠的抑郁样行为。深入的机制研究发现,EA通过抑制CASP-11/GSDMD信号通路诱导的细胞焦亡,改善神经炎症,发挥抗抑郁作用。研究结果提示,CASP-11/GSDMD信号通路诱导的细胞焦亡参与抑郁症的发病,EA可能是通过抑制CASP-11/GSDMD信号通路诱导的细胞焦亡发挥治疗急性抑郁症的作用。
本课题采用RESP诱导的急性抑郁小鼠模型,观察电针治疗对抑郁小鼠行为学的影响,进而研究电针刺激对抑郁症的治疗作用及可能的作用机制,阐明电针是否通过抑制CASP-11/GSDMD信号通路诱导的细胞焦亡发挥抗抑郁作用。本研究阐明电针治疗抑郁症的可能机制,为治疗抑郁症及新靶点的发现提供科学依据。
方法:
1.建立急性抑郁小鼠模型及EA抗抑郁作用的观察
连续腹腔注射利血平(Respine,RESP,1 mg/kg/d,i.p.3 d)建立急性抑郁小鼠模型,通过悬尾、强迫游泳、旷场行为学实验,评估RESP诱导的急性抑郁小鼠模型是否建立成功;电针(Electro-acupuncture,EA)连续治疗7d(EA预处理3d后给予RESP,最后一次EA后30min进行行为学测试),观察EA是否改善急性抑郁小鼠的抑郁样行为,经典抗抑郁药物一氟西汀(Fluoxetine,FLXT,20 mg/kg/d,7 d)治疗为阳性对照组,同体积的生理盐水作为治疗的阴性对照。
2.EA治疗对异常变化的突触可塑性的影响
采用高尔基染色(Golgi-Cox staining)观察小鼠海马CA1区神经元内树突棘密度的变化,比较给予EA治疗对抑郁小鼠CA1区神经元内树突棘密度的影响。
3.EA治疗对细胞焦亡CASP-11/GSDMD信号通路相关蛋白表达变化的影响
采用Westernblot方法,检测各组小鼠海马中CASP-11/GSDMD细胞焦亡信号通路相关蛋白CASP-11,NLRP3,CASP-1,GSDMD及IL-1β的表达水平,分析给予EA治疗是否影响抑郁小鼠中这些蛋白的表达水平。
4.EA治疗对海马区小胶质细胞的形态的变化及GSDMD和IL-1β蛋白的表达的影响
采用免疫荧光(Immunofluorescence,IF)技术观察各组小鼠海马脑区小胶质细胞的形态的变化及GSDMD和IL-1β蛋白的表达,分析给予EA治疗是否影响各组小鼠海马脑区小胶质细胞的形态的变化及GSDMD和IL-1β蛋白的表达。
5.进一步揭示EA治疗对CASP-11/GSDMD信号通路相关蛋白表达变化的影响
采用Westernblot方法,检测各组小鼠海马中CASP-11/GSDMD细胞焦亡信号通路相关蛋白CASP-11,NLRP3,CASP-1,GSDMD及IL-1β的表达水平,进一步分析EA治疗是否影响CASP-11/GSDMD细胞焦亡信号通路相关蛋白的表达。
6.EA治疗通过抑制CASP-11/GSDMD信号通路诱导的细胞焦亡发挥抗抑郁作用的观察
腹腔注射RESP(RESP,1 mg/kg/d,i.p.,3 d)建立急性抑郁小鼠模型,腹腔注射CASP-1的选择性抑制剂VX-765(50 mg/kg/d,i.p.,7 d),EA与VX-765治疗时间一致。观察EA治疗是否通过抑制CASP-11/GSDMD信号通路诱导的细胞焦亡发挥抗抑郁作用。
结果:
1.行为学检测结果显示,与正常组(Control)小鼠比较,在悬尾实验中RESP组小鼠不动时间著增加,表现为抑郁样行为;在强迫游泳实验中,观察到RESP组小鼠不动时间显著增加,表明RESP诱导的急性抑郁小鼠模型建立成功。与RESP组相比,RESP+EA组小鼠的不动时间显著减少,提示电针治疗可改善抑郁样行为。旷场实验中,与Control组比较,RESP组小鼠自发活动的总路程和中央区域活动时间明显减少;与RESP组相比,RESP+EA组小鼠活动的总路程及中央区域活动时间显著增加;阳性对照治疗组RESP+FLXT治疗组也有相似结果,RESP+EA治疗组与RESP+FLXT对照组无明显差异;结果显示,EA治疗可改善RESP诱导的抑郁小鼠的抑郁样行为。
2.高尔基染色结果显示,与正常组(Control)小鼠比较,RESP组小鼠海马CAI区神经元内树突棘密度显著减少;与RESP组相比,经电针治疗后,RESP+EA组CA1区神经元内树突棘密度明显增加,RESP+FLXT阳性对照组也有相似结果,RESP+EA组与RESP+FLXT阳性对照组无明显差异。该结果提示EA可以改善抑郁海马CA1神经元内树突棘密度的减少。
3.Westernblot结果表明,与正常组(Control)小鼠相比,RESP组小鼠海马细胞焦亡相关蛋白CASP-11,NLRP3,CASP-1,GSDMD及IL-1β表达水平显著升高;与RESP组相比,经EA治疗后,RESP+EA组CASP-11,NLRP3,CASP-1,GSDMD及IL-1β表达水平显著下降,RESP+FLXT阳性对照组也有相似结果,RESP+EA组与RESP+FLXT阳性对照组无明显差异。该结果提示EA治疗可以降低CASP-11/GSDMD细胞焦亡信号通路相关蛋白表达的升高。
4.免疫荧光结果证实,与正常组相比,RESP组小鼠海马脑区小胶质细胞数目显著增加,其标记物Iba-1表达增加,胞体变大,提示小胶质细胞活化,以及GSDMD和IL-1β表达显著增加;与RESP组相比,RESP+EA组小鼠海马脑区小胶质细胞Iba-1表达降低,胞体变小,以及GSDMD和IL-1β表达显著降低,RESP+FLXT阳性对照组也有相似结果,结果显示电针治疗可抑制小鼠海马脑区小胶质细胞的活化以及GSDMD和IL-1β蛋白的表达。
5.Westernblot结果表明,腹腔注射VX-765后,与RESP组相比,RESP+EA、RESP+VX-765和RESP+EA+VX-765组细胞焦亡相关蛋白CASP-11,NLRP3,CASP-1,GSDMD及IL-1β表达水平显著降低;而RESP+EA组与RESP+EA+VX-765组相比较,有统计学意义,进一步揭示电针抑制CASP-11/GSDMD信号通路诱导的细胞焦亡相关蛋白的表达。
6.行为学检测结果显示,腹腔注射VX-765后,在悬尾实验和强迫游泳实验中,与RESP组相比,RESP+EA、RESP+VX-765和RESP+EA+VX-765组小鼠不动时间显著减少;而RESP+EA组与RESP+EA+VX-765组相比较,有统计学意义,旷场实验也有相似似结果,提示电针通过抑制CASP-11/GSDMD信号通路诱导的细胞焦亡发挥抗抑郁作用,从而改善抑郁小鼠的抑郁样行为。
结论:
本研究证实,通过腹腔注射RESP成功建立急性抑郁小鼠模型;经EA治疗后,可改善RESP诱导的急性抑郁小鼠的抑郁样行为。深入的机制研究发现,EA通过抑制CASP-11/GSDMD信号通路诱导的细胞焦亡,改善神经炎症,发挥抗抑郁作用。研究结果提示,CASP-11/GSDMD信号通路诱导的细胞焦亡参与抑郁症的发病,EA可能是通过抑制CASP-11/GSDMD信号通路诱导的细胞焦亡发挥治疗急性抑郁症的作用。