睡眠剝奪快速抗抑郁機制中腺苷及其受體對PKA和CaMKIV的影響.pdf

1、背景和目的：
　　抑郁癥是一種嚴重危害人類身心健康的全球性精神疾病,因而探索一種快速有效的抗抑郁治療手段具有重要的價值。睡眠剝奪可以發(fā)揮快速的抗抑郁療效,但其神經(jīng)生物學機制至今不明確。在睡眠剝奪過程中可以發(fā)現(xiàn)細胞外腺苷水平明顯升高且腺苷受體也發(fā)生一系列相應(yīng)的改變。腺苷是體內(nèi)一種重要的神經(jīng)調(diào)質(zhì),可以調(diào)節(jié)不同神經(jīng)遞質(zhì)的釋放,同時作為一種睡眠因子也參與睡眠的調(diào)節(jié)?？梢娤佘障到y(tǒng)在睡眠剝奪的抗抑郁機制和抑郁癥的發(fā)病機理上存在密切的聯(lián)系。諸多

2、研究發(fā)現(xiàn)細胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的異常是抑郁癥發(fā)病的一項重要因素,而PKA(蛋白激酶A)和CaMKIV(鈣調(diào)蛋白激酶IV)分別是細胞內(nèi)兩條不同轉(zhuǎn)導(dǎo)通路上的關(guān)鍵激酶。因此本實驗通過對慢性應(yīng)激抑郁模型大鼠進行72小時快眼動睡眠剝奪并結(jié)合使用腺苷A1、A2A受體拮抗劑,觀察大鼠海馬和前額葉皮質(zhì)腦區(qū)PKA、CaMKIV表達水平的變化,以探討腺苷及其受體在睡眠剝奪過程中發(fā)揮作用的途徑。
　　材料和方法：
　　實驗動物為成年、雄性Spragu

3、e-Dawley(SD)大鼠56只,體重約220-260g。隨機分為正常對照組(n=8)、應(yīng)激模型組(n=48)。應(yīng)激模型組采用21天慢性輕度不可預(yù)見性應(yīng)激(chronic mild unpredicted stress CMUS)和單籠孤養(yǎng)兩種模式建立抑郁模型。采用隨機對照法將造模后應(yīng)激模型組大鼠分為6組分別為:抑郁模型組(n=8,以下稱抑郁模型組)、抑郁模型+72h REMSD組(n=8,以下稱快眼動睡眠剝奪組)、抑郁模型+水環(huán)境對

4、照組(n=8,以下稱水環(huán)境對照組)、抑郁模型+72h REMSD+腺苷 A1受體拮抗劑組(n=8,以下稱腺苷A1受體拮抗劑組)、抑郁模型+72h REMSD+腺苷A2a受體拮抗劑組(n=8,以下稱腺苷 A2a受體拮抗劑組、抑郁模型+72 h REMSD+生理鹽水對照組(n=8,以下稱生理鹽水對照組)。利用小平臺水環(huán)境法對抑郁模型大鼠進行快眼動睡眠剝奪,并用大平臺水環(huán)境進行對照,排除水環(huán)境的影響。在72h REMSD過程中的0h、24h、

5、48h、72h分別對腺苷A1和A2a受體拮抗劑組大鼠腹腔注射腺苷A1、A2a受體拮抗劑,并對生理鹽水組大鼠腹腔注射生理鹽水進行照,排除腹腔注射的影響。在實驗中利用曠場實驗、強迫游泳實驗和蔗糖水消耗實驗觀察大鼠抑郁行為的變化,用免疫組化的方法檢測各組大鼠海馬、前額葉皮質(zhì)腦區(qū)PKA和CaMKIV表達水平的變化。實驗結(jié)果以Excel2007和SPSS13.0統(tǒng)計軟件進行分析處理。結(jié)果以均數(shù)±標準差(x_±s)表示,采用單因素方差分析(ANOV

6、A)和 t檢驗(t-test)進行組間均數(shù)比較,P<0.05為差異顯著。
　　結(jié)果：
　　1.蔗糖水消耗實驗:21天CMUS后,應(yīng)激模型組大鼠的蔗糖水消耗量、蔗糖水消耗百分比顯著低于正常對照組(P<0.01)。
　　2.強迫游泳實驗:21天 CMUS后,應(yīng)激模型組大鼠的不動時間顯著長于正常對照組(P<0.05)。
　　3.曠場實驗:21天CMUS后,應(yīng)激模型組大鼠與正常對照組相比,總路程、中央路程、周邊路程明顯減

7、少(P<0.01);72h REMSD后,睡眠剝奪組大鼠與水環(huán)境對照組相比較,總路程、中央路程顯著、周邊路程明顯增加(P<0.05);腺苷A1受體拮抗劑組大鼠72h REMSD前后總路程、周邊路程明顯增加(P<0.01),與生理鹽水對照組相比,總路程、中央路程、周邊路程顯著增加(P<0.01);腺苷 A2A受體拮抗劑組大鼠前后比較,總路程和周邊路程顯著增加(P<0.01),與生理鹽水對照組相比,總路程、中央路程、周邊路程有顯著增加(P<

8、0.01)。
　　4. PKA和CaMKIV表達水平的變化:
　　1)21天 CMUS后,抑郁模型組大鼠海馬 CA3區(qū) PKA水平與正常對照組相比明顯降低(P<0.01),72h REMSD使抑郁模型大鼠海馬CA3區(qū)PKA水平相比抑郁組顯著升高(P<0.01),水環(huán)境對照組大鼠海馬CA3區(qū)PKA水平相比抑郁模型組大鼠無明顯變化(P>0.05);腺苷A1受體拮抗劑組大鼠海馬CA3區(qū)PKA水平與抑郁模型組相比明顯升高(P<0.0

9、5),腺苷A2A受體拮抗劑組大鼠海馬 CA3區(qū) PKA水平與抑郁模型組相比沒有明顯差異(P>0.05)。腺苷 A1受體拮抗劑組大鼠海馬CA3區(qū)PKA水平與生理鹽水對照組相比明顯升高(P<0.01),腺苷A2A受體拮抗劑組大鼠海馬 CA3區(qū) PKA水平與生理鹽水對照組相比沒有明顯差異(P>0.05)。21天CMUS后,各組間大鼠海馬CA1區(qū)PKA水平?jīng)]有明顯差異(P>0.05)。
　　2)21天CMUS后,抑郁模型組大鼠海馬CA3區(qū)

10、CaMKIV水平與正常對照組相比明顯降低(P<0.01),72h REMSD組比抑郁模型組大鼠海馬CA3區(qū)CaMKIV水平明顯升高(P<0.05),水環(huán)境對照組大鼠海馬 CA3區(qū) CaMKIV水平相比抑郁模型組大鼠無明顯影響(P>0.05)。腺苷A1受體拮抗劑組大鼠海馬CA3區(qū)CaMKIV水平與抑郁模型組相比明顯升高(P<0.05),腺苷 A2A受體拮抗劑組大鼠海馬 CA3區(qū) CaMKIV水平與抑郁模型組相比沒有明顯差異(P>0.05)

11、。腺苷A1受體拮抗劑組大鼠海馬CA3區(qū)CaMKIV水平與生理鹽水對照組相比明顯升高(P<0.01),A2A受體拮抗劑組大鼠海馬CA3區(qū)CaMKIV水平與生理鹽水對照組相比沒有明顯差異(P>0.05)。21天 CMUS后,各組間大鼠海馬 CA1區(qū) CaMKIV沒有明顯差異(P>0.05)。
　　3)21天 CMUS后,抑郁模型組大鼠前額葉皮質(zhì) PKA水平與正常對照組相比明顯降低(P<0.01),72h REMSD使抑郁模型大鼠前額葉

12、皮質(zhì)PKA水平顯著升高(P<0.01)。腺苷A1、A2A受體拮抗劑組大鼠前額葉皮質(zhì)PKA水平與抑郁模型組相比均明顯升高(P<0.01),腺苷A2A受體拮抗劑組大鼠前額葉皮質(zhì)PKA水平與生理鹽水對照組相比有明顯差異(P<0.01)。21天CMUS后,各組間大鼠前額葉皮質(zhì)CaMKIV水平?jīng)]有明顯差異(P>0.05)。
　　結(jié)論：
　　1.21天CMUS可使大鼠產(chǎn)生抑郁樣表現(xiàn),72h REMSD可快速逆轉(zhuǎn)這種改變。在72 h RE

13、MSD過程中對大鼠注射腺苷A1、A2A受體拮抗劑均可以改善大鼠的抑郁樣表現(xiàn)。
　　2.21天 CMUS可以使大鼠海馬 CA3區(qū)、前額葉皮質(zhì) PKA的表達水平下降,同時海馬CA3區(qū) CaMKIV的表達水平降低,而72h REMSD后可使其升高?？梢娐詰?yīng)激可導(dǎo)致大鼠PKA和CaMKIV的水平降低導(dǎo)致抑郁樣表現(xiàn),而72h REMSD在行為上表現(xiàn)出的逆轉(zhuǎn)作用可能與PKA和CaMKIV表達水平的升高有關(guān)。
　　3.腺苷A1受體被拮抗