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研究背景： 精神分裂症是一种重性精神疾病，起病于青壮年，发生率约为1%。由于其病理机制尚不清楚，而无法显著改善疾病的治疗结局，因此病理机制的研究依然任重而道远。星形胶质细胞是中枢神经系统中最丰富和多样化的细胞，近年来随着对其在突触功能中的认识，星形胶质细胞在精神分裂症中的作用越来越受到重视，生化及遗传学的研究均表明两者之间具有相关性。脑区中海马部位的异常在精神分裂症研究中也越来越得到肯定。在上述的研究背景下，本研究借助动物模型和细胞培养，探索MK-801诱导精神分裂症大鼠模型中海马部位的星形胶质细胞变化及机制，分析海马星形胶质细胞在MK-801诱导的模型中是否被激活，MK-801诱导是否通过MAPKs和PI3K等信号通路激活海马星形胶质细胞，影响BDNF-TrkB信号？为研究海马星形胶质细胞在精神分裂症病理机制中的作用提供实验依据和理论基础，也为精神分裂症的诊治提供新的思路和策略。 目的： 探索 MK-801诱导精神分裂症大鼠模型中海马部位的星形胶质细胞变化及机制，为研究海马星形胶质细胞在精神分裂症病理机制中的作用提供实验依据和理论基础。 方法： 1.成年大鼠腹腔内连续6天注射高剂量MK-801(0.5 mg/kg)，通过自发活动、强迫游泳试验、IA试验等3种行为学方法和检测神经生长因子(NGF)表达等评价谷氨酸功能低下精神分裂症大鼠模型； 2.在模型建立的基础上，通过苏木素—伊红染色、TUNEL染色、免疫组织化学染色、Western blotting等方法检测海马形态结构变化、凋亡情况和脑源性神经生长因子(BDNF)、TrkB及胶质纤维酸性蛋白(GFAP)的表达变化； 3.体外培养纯化海马星形胶质细胞，用不同浓度MK-801孵育24 h，用MTT分析细胞活力，Hoechst/PI观察细胞凋亡，定量PCR和Western blotting分别检测GFAP、BDNF、TrkB、p75的mRNA和蛋白表达；并且MK-801孵育体外培养的神经元，western blotting检测BDNF和TrkB表达，ELISA检测BDNF分泌水平。 4.给予ERK1/2、PI3K、JNK和p38等细胞信号分子抑制剂预处理2 h后再用20 uMMK-801孵育24 h，用MTT分析细胞活力、定量PCR检测GFAP、BDNF的mRNA表达，用ELISA检测BDNF分泌水平。 结果： 1．行为学检测显示MK-801(0.5 mg/kg，连续6天)诱导可显著增加大鼠自发活动总路程(P<0.01)、降低大鼠IA的潜伏期(P<0.05)、延长大鼠强迫游泳静止的时间(P<0.01)；同时免疫组化和Western blotting检测显示海马NGF蛋白表达下调(P<0.01)。 2．MK-801(0.5 mg/kg，连续6天)诱导没有改变大鼠海马细胞形态结构，亦未引起海马细胞凋亡(P>0.05)；但免疫组化和Western blotting检测显示MK-801显著降低海马BDNF的表达(P<0.01)及其受体TrkB水平(P<0.01)，而GFAP蛋白的表达水平却显著上调(P<0.01)。 3. MK-801孵育体外培养海马星形胶质细胞发现细胞不但未出现显著凋亡，而且活力显著增强(P<0.05)；定量PCR和Western blotting检测显示不仅GFAP的mRNA和蛋白表达显著升高(P<0.05或P<0.01)，而且BDNF及其受体TrkB、p75的mRNA和蛋白水平也显著升高(所有因子：P<0.05或P<0.01)。 4.为了进一步探讨体内、体外不一致的结果，体外观察 MK-801对海马神经元的影响。结果显示MK-801显著下调海马神经元BDNF的表达(P<0.01)，同时降低其分泌(P<0.01)，而且 MK-801也显著减少 BDNF受体 TrkB的表达(P<0.01)。 5.细胞信号分子JNK和p38抑制剂SP600125(20 uM)和SB203580(20 uM)两者不影响海马星形胶质细胞的活力及GFAP、BDNF的mRNA的表达和BDNF蛋白分泌，亦不影响MK-801对海马星形胶质细胞的作用；但ERK1/2和PI3K抑制剂PD98059(20 uM)和LY29400(20 uM)两者不仅降低海马星形胶质细胞的活力、亦可降低GFAP和BDNF的mRNA的表达和BDNF蛋白分泌，而且还抑制MK-801对海马星形胶质细胞的作用。 结论： MK-801(0.5 mg/kg，连续6天)诱导的大鼠模型具有阳性症状、阴性症状以及认知功能障碍等类精神分裂症样行为学表现，可作为新的谷氨酸功能低下精神分裂症模型；MK-801诱导的模型中未出现海马细胞的形态结构改变和凋亡，但引起了海马细胞的神经营养因子及受体的变化；而且MK-801对海马星形胶质细胞和神经元具有不同的影响，MK-801激活海马星形胶质细胞，上调其BDNF/TrkB信号表达，而降低海马神经元BDNF/TrkB信号表达；另外，MK-801可能通过ERK1/2和PI3K而非JNK和p38信号通路作用于海马星形胶质细胞。本研究为进一步研究海马星形胶质细胞BDNF/TrkB、ERK1/2和PI3K信号通路在精神分裂症病理机制中的作用提供了实验依据和理论基础。