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第一部分CD200在慢性应激诱导的小鼠抑郁样行为中的作用
目的:大量研究表明,神经炎症是抑郁症发生的一个关键机制。CD200(Cluster of differentiation 200,CD200)及其受体CD200R1是其中的一个免疫调节系统。CD200是表达在神经元细胞膜上的糖蛋白,主要通过表达在小胶质细胞上的受体CD200R1发挥免疫抑制作用。CD200与CD200R1间的相互作用调节小胶质细胞处于静息状态,一旦这种相互作用被破坏,小胶质细胞就会被激活。众多研究已经证明,CD200与阿尔茨海默病(Alzheimer’disease,AD)、衰老或者多发性硬化等多种炎性疾病的发病机制密切相关。近期研究也表明,小胶质细胞的激活可能与抑郁症的发病有关。因此本部分通过慢性社会挫败应激(chronic social defeat stress,CSDS)模型诱导小鼠抑郁样行为,进而探讨CD200在抑郁症发病中的作用及机制。
方法:首先通过10d的CSDS建立小鼠抑郁模型,应用糖水偏好实验(sucrose preference test,SPT)、社会接触(social interaction,SI)和悬尾实验(tail suspension test, TST)等行为学检测小鼠的抑郁样行为。然后利用实时荧光定量PCR(quantitative real-time polymerase chain reaction,qPCR)方法检测不同脑区CD200和CD200R1mRNA的相对表达量,筛选出变化最明显的脑区,再结合westernblotting方法检测小鼠海马齿状回(dentate gyrus,DG)CD200和CD200R1的蛋白表达变化。应用慢病毒(lentivirus,LV)基因干预沉默CD200和脑区微量给予CD200Fc两种方法检测CD200在慢性应激诱导的小鼠抑郁样行为中的作用。
结果:(1)经过CSDS慢性应激后,应激敏感小鼠表现出明显的抑郁样行为,表现为社交逃避行为显著增加,社会接触比值降低(Control:1.43±0.048,Susceptible:0.61±0.050,P<0.001)、糖水偏好显著下降(Control:90.00±0.96%,Susceptible:68.22±2.76%,P<0.001)、悬尾实验中小鼠的不动时间明显延长(Control:102.60±7.87s,Susceptible:132.50±8.92s,P<0.05);而应激抵抗小鼠与对照组相比均无显著差异。(2)与对照组比较(1.00±0.075),应激敏感小鼠外周血中CD200mRNA相对表达量显著降低(0.58±0.081,P<0.001),CD200R1无显著变化;海马全脑区和DG脑区CD200mRNA相对表达也显著下调(Hip,Control:1.00±0.11,CSDS:0.76±0.030,P<0.05;DG,Control:1.00±0.028,CSDS:0.77±0.039,P<0.001),在内侧前额叶皮层(medial prefrontal cortex,mPFC)脑区,CD200和CD200R1mRNA表达均无显著差异。(3)Westernblotting检测发现,应激敏感小鼠DG脑区的CD200蛋白表达显著降低(Control:1.00±0.038,Susceptible:0.81±0.074,Resilient:0.99±0.062,P<0.05),而CD200R1的表达水平无显著差异。(4)DG脑区给予CD200Fc明显改善应激诱导的抑郁样行为,表现为小鼠的社交逃避行为显著改善(Ctrl+ACSF:1.07±0.12s,Ctrl+CD200Fc:0.96±0.090s,CSDS+ACSF:0.62±0.11s,CSDS+CD200Fc:1.37±0.29s,P=0.0021vsCSDS+ACSF),悬尾和强迫游泳实验中小鼠的不动时间均显著降低(TST:Ctrl+ACSF:131.60±8.09s,Ctrl+CD200Fc:138.30±9.45s,CSDS+ACSF:162.30±13.43s,CSDS+CD200Fc:118.20±12.87s,P=0.0083vsCSDS+ACSF;FST:Ctrl+ACSF:55.25±14.80s,Ctrl+CD200Fc:72.44±18.54s,CSDS+ACSF;122.60±13.36s,CSDS+CD200Fc:69.22±12.93s,P=0.017vsCSDS+ACSF)。(5)小鼠DG脑区分别注射LV-GFP(对照病毒)和LV-siCD200(沉默病毒)后,再经历阈下应激,LV-siCD200小鼠的应激敏感性显著增加,表现为社会接触实验中,小鼠在Target阶段社会接触时间显著减少(LV-GFP-Stress:55.98±1.42s,LV-siCD200-Stress:37.21±1.27s,P<0.001);悬尾实验中,小鼠的不动时间显著增加(LV-GFP-Stress:122.60±14.33s,LV-siCD200-Stress:181.60±12.68s,P=0.0044)。
结论:应激敏感小鼠DG脑区CD200蛋白和mRNA水平均显著下调;DG脑区给予CD200Fc改善小鼠抑郁样行为;下调DG脑区的CD200增加小鼠对应激易感性。
第二部分CD200改善慢性应激诱导的小鼠抑郁样行为的机制
目的:很多研究已经证明慢性应激导致小鼠海马DG区神经发生减少,小胶质细胞激活。给予CD200Fc促进DG脑区神经发生,也能够通过受体CD200R1调节小胶质细胞的活性,但是CD200是否通过促进神经发生,抑制小胶质细胞的激活发挥抗抑郁作用还不清楚。因此,本部分内容研究CD200在CSDS诱导的神经发生抑制和小胶质细胞激活中的作用。
方法:通过病毒注射方法特异性沉默DG脑区的CD200R1,再给予CD200Fc,通过社会接触、悬尾和强迫游泳实验检测小鼠的抑郁样行为。通过免疫荧光检测慢性应激对神经发生和小胶质细胞激活的作用,再给予CD200Fc检测对神经发生和小胶质细胞激活的改善情况。最后检测经典抗抑郁药物氟西汀对慢性应激小鼠DG脑区CD200蛋白表达的影响。
结果:(1)病毒沉默DG脑区CD200R1后,再给予CD200Fc不能逆转CSDS诱导的抑郁样行为:与对照组CSDS-LV-GFP+CD200Fc相比,沉默CD200R1小鼠给予CD200Fc后社交逃避行为无改善,表现为社会接触比值下降(Ctrl-LV-GFP+CD200Fc:1.01±0.12,Ctrl-LV-siCD200R1+CD200Fc:0.87±0.058,CSDS-LV-GFP+CD200Fc:1.23±0.24,CSDS-LV-siCD200R1+CD200Fc:0.67±0.12,P<0.05,CSDS-LV-siCD200R1+CD200FcvsCSDS-LV-GFP+CD200Fc),小鼠的悬尾和强迫游泳实验的不动时间仍延长(TST,CSDS-LV-GFP+CD200Fc:97.75±11.54s,CSDS-LV-siCD200R1+CD200Fc:156.50±10.14s,P<0.01;FST,CSDS-LV-GFP+CD200Fc:61.38±15.71s,CSDS-LV-siCD200R1+CD200Fc:106.90±15.70s,P<0.05)。(2)慢性应激导致小鼠海马DG区神经发生能力下降,表现为正在增殖的细胞和未成熟神经元数目显著降低,BrdU+细胞由1491.00±103.5减少至861.30±63.07(P<0.01);BrdU+DCX+细胞由619.3±52.95减少至358.10±42.00(P<0.05);侧脑室给予CD200Fc后显著增加两者的数量,BrdU+由861.30±63.07增加至2743.00±343.3(P<0.001);BrdU+DCX+由358.10±42.00升高至1230.00±221.10(P<0.001)。(3)慢性应激导致小鼠海马脑区小胶质细胞激活,表现为小胶质细胞数目增加、胞体变大、分支变短;给予CD200Fc后,小胶质细胞数量恢复正常水平、胞体有所缩小、分支略微变长,激活的小胶质细胞占总细胞的百分比由70.70±5.88%显著降低至35.30±4.49%(P=0.0014,CSDS+CD200FcvsCSDS+ACSF)。(4)抑郁模型小鼠连续14d给予氟西汀明显改善CSDS诱导的抑郁样行为,表现为社会接触比值显著上调(Ctrl+Sal:1.32±0.15,Ctrl+Flu:1.15±0.14,CSDS+Sal:0.44±0.06,CSDS+Flu:1.37±0.15,P<0.001,CSDS+FluvsCSDS+Sal),悬尾实验中小鼠的不动时间明显降低(Ctrl+Sal:122.40±19.83s,Ctrl+Flu:139.80±18.36s,CSDS+Sal:184.00±11.78s,CSDS+Flu:58.76±11.77s,P<0.001,CSDS+FluvsCSDS+Sal)。同时,氟西汀治疗后显著增加DG脑区CD200的蛋白表达(Ctrl+Sal:1.01±0.03,Ctrl+Flu:0.96±0.03,CSDS+Sal:0.89±0.02,CSDS+Flu:1.10±0.05,P<0.01,CSDS+FluvsCSDS+Sal)。
结论:CD200Fc通过CD200R1发挥抗抑郁作用,促进应激小鼠DG区神经发生,抑制CSDS引起的小胶质细胞激活。
目的:大量研究表明,神经炎症是抑郁症发生的一个关键机制。CD200(Cluster of differentiation 200,CD200)及其受体CD200R1是其中的一个免疫调节系统。CD200是表达在神经元细胞膜上的糖蛋白,主要通过表达在小胶质细胞上的受体CD200R1发挥免疫抑制作用。CD200与CD200R1间的相互作用调节小胶质细胞处于静息状态,一旦这种相互作用被破坏,小胶质细胞就会被激活。众多研究已经证明,CD200与阿尔茨海默病(Alzheimer’disease,AD)、衰老或者多发性硬化等多种炎性疾病的发病机制密切相关。近期研究也表明,小胶质细胞的激活可能与抑郁症的发病有关。因此本部分通过慢性社会挫败应激(chronic social defeat stress,CSDS)模型诱导小鼠抑郁样行为,进而探讨CD200在抑郁症发病中的作用及机制。
方法:首先通过10d的CSDS建立小鼠抑郁模型,应用糖水偏好实验(sucrose preference test,SPT)、社会接触(social interaction,SI)和悬尾实验(tail suspension test, TST)等行为学检测小鼠的抑郁样行为。然后利用实时荧光定量PCR(quantitative real-time polymerase chain reaction,qPCR)方法检测不同脑区CD200和CD200R1mRNA的相对表达量,筛选出变化最明显的脑区,再结合westernblotting方法检测小鼠海马齿状回(dentate gyrus,DG)CD200和CD200R1的蛋白表达变化。应用慢病毒(lentivirus,LV)基因干预沉默CD200和脑区微量给予CD200Fc两种方法检测CD200在慢性应激诱导的小鼠抑郁样行为中的作用。
结果:(1)经过CSDS慢性应激后,应激敏感小鼠表现出明显的抑郁样行为,表现为社交逃避行为显著增加,社会接触比值降低(Control:1.43±0.048,Susceptible:0.61±0.050,P<0.001)、糖水偏好显著下降(Control:90.00±0.96%,Susceptible:68.22±2.76%,P<0.001)、悬尾实验中小鼠的不动时间明显延长(Control:102.60±7.87s,Susceptible:132.50±8.92s,P<0.05);而应激抵抗小鼠与对照组相比均无显著差异。(2)与对照组比较(1.00±0.075),应激敏感小鼠外周血中CD200mRNA相对表达量显著降低(0.58±0.081,P<0.001),CD200R1无显著变化;海马全脑区和DG脑区CD200mRNA相对表达也显著下调(Hip,Control:1.00±0.11,CSDS:0.76±0.030,P<0.05;DG,Control:1.00±0.028,CSDS:0.77±0.039,P<0.001),在内侧前额叶皮层(medial prefrontal cortex,mPFC)脑区,CD200和CD200R1mRNA表达均无显著差异。(3)Westernblotting检测发现,应激敏感小鼠DG脑区的CD200蛋白表达显著降低(Control:1.00±0.038,Susceptible:0.81±0.074,Resilient:0.99±0.062,P<0.05),而CD200R1的表达水平无显著差异。(4)DG脑区给予CD200Fc明显改善应激诱导的抑郁样行为,表现为小鼠的社交逃避行为显著改善(Ctrl+ACSF:1.07±0.12s,Ctrl+CD200Fc:0.96±0.090s,CSDS+ACSF:0.62±0.11s,CSDS+CD200Fc:1.37±0.29s,P=0.0021vsCSDS+ACSF),悬尾和强迫游泳实验中小鼠的不动时间均显著降低(TST:Ctrl+ACSF:131.60±8.09s,Ctrl+CD200Fc:138.30±9.45s,CSDS+ACSF:162.30±13.43s,CSDS+CD200Fc:118.20±12.87s,P=0.0083vsCSDS+ACSF;FST:Ctrl+ACSF:55.25±14.80s,Ctrl+CD200Fc:72.44±18.54s,CSDS+ACSF;122.60±13.36s,CSDS+CD200Fc:69.22±12.93s,P=0.017vsCSDS+ACSF)。(5)小鼠DG脑区分别注射LV-GFP(对照病毒)和LV-siCD200(沉默病毒)后,再经历阈下应激,LV-siCD200小鼠的应激敏感性显著增加,表现为社会接触实验中,小鼠在Target阶段社会接触时间显著减少(LV-GFP-Stress:55.98±1.42s,LV-siCD200-Stress:37.21±1.27s,P<0.001);悬尾实验中,小鼠的不动时间显著增加(LV-GFP-Stress:122.60±14.33s,LV-siCD200-Stress:181.60±12.68s,P=0.0044)。
结论:应激敏感小鼠DG脑区CD200蛋白和mRNA水平均显著下调;DG脑区给予CD200Fc改善小鼠抑郁样行为;下调DG脑区的CD200增加小鼠对应激易感性。
第二部分CD200改善慢性应激诱导的小鼠抑郁样行为的机制
目的:很多研究已经证明慢性应激导致小鼠海马DG区神经发生减少,小胶质细胞激活。给予CD200Fc促进DG脑区神经发生,也能够通过受体CD200R1调节小胶质细胞的活性,但是CD200是否通过促进神经发生,抑制小胶质细胞的激活发挥抗抑郁作用还不清楚。因此,本部分内容研究CD200在CSDS诱导的神经发生抑制和小胶质细胞激活中的作用。
方法:通过病毒注射方法特异性沉默DG脑区的CD200R1,再给予CD200Fc,通过社会接触、悬尾和强迫游泳实验检测小鼠的抑郁样行为。通过免疫荧光检测慢性应激对神经发生和小胶质细胞激活的作用,再给予CD200Fc检测对神经发生和小胶质细胞激活的改善情况。最后检测经典抗抑郁药物氟西汀对慢性应激小鼠DG脑区CD200蛋白表达的影响。
结果:(1)病毒沉默DG脑区CD200R1后,再给予CD200Fc不能逆转CSDS诱导的抑郁样行为:与对照组CSDS-LV-GFP+CD200Fc相比,沉默CD200R1小鼠给予CD200Fc后社交逃避行为无改善,表现为社会接触比值下降(Ctrl-LV-GFP+CD200Fc:1.01±0.12,Ctrl-LV-siCD200R1+CD200Fc:0.87±0.058,CSDS-LV-GFP+CD200Fc:1.23±0.24,CSDS-LV-siCD200R1+CD200Fc:0.67±0.12,P<0.05,CSDS-LV-siCD200R1+CD200FcvsCSDS-LV-GFP+CD200Fc),小鼠的悬尾和强迫游泳实验的不动时间仍延长(TST,CSDS-LV-GFP+CD200Fc:97.75±11.54s,CSDS-LV-siCD200R1+CD200Fc:156.50±10.14s,P<0.01;FST,CSDS-LV-GFP+CD200Fc:61.38±15.71s,CSDS-LV-siCD200R1+CD200Fc:106.90±15.70s,P<0.05)。(2)慢性应激导致小鼠海马DG区神经发生能力下降,表现为正在增殖的细胞和未成熟神经元数目显著降低,BrdU+细胞由1491.00±103.5减少至861.30±63.07(P<0.01);BrdU+DCX+细胞由619.3±52.95减少至358.10±42.00(P<0.05);侧脑室给予CD200Fc后显著增加两者的数量,BrdU+由861.30±63.07增加至2743.00±343.3(P<0.001);BrdU+DCX+由358.10±42.00升高至1230.00±221.10(P<0.001)。(3)慢性应激导致小鼠海马脑区小胶质细胞激活,表现为小胶质细胞数目增加、胞体变大、分支变短;给予CD200Fc后,小胶质细胞数量恢复正常水平、胞体有所缩小、分支略微变长,激活的小胶质细胞占总细胞的百分比由70.70±5.88%显著降低至35.30±4.49%(P=0.0014,CSDS+CD200FcvsCSDS+ACSF)。(4)抑郁模型小鼠连续14d给予氟西汀明显改善CSDS诱导的抑郁样行为,表现为社会接触比值显著上调(Ctrl+Sal:1.32±0.15,Ctrl+Flu:1.15±0.14,CSDS+Sal:0.44±0.06,CSDS+Flu:1.37±0.15,P<0.001,CSDS+FluvsCSDS+Sal),悬尾实验中小鼠的不动时间明显降低(Ctrl+Sal:122.40±19.83s,Ctrl+Flu:139.80±18.36s,CSDS+Sal:184.00±11.78s,CSDS+Flu:58.76±11.77s,P<0.001,CSDS+FluvsCSDS+Sal)。同时,氟西汀治疗后显著增加DG脑区CD200的蛋白表达(Ctrl+Sal:1.01±0.03,Ctrl+Flu:0.96±0.03,CSDS+Sal:0.89±0.02,CSDS+Flu:1.10±0.05,P<0.01,CSDS+FluvsCSDS+Sal)。
结论:CD200Fc通过CD200R1发挥抗抑郁作用,促进应激小鼠DG区神经发生,抑制CSDS引起的小胶质细胞激活。