雌激素對抑郁大鼠海馬單胺類神經(jīng)遞質(zhì)含量的影響及韁核在其中的作用

宋美英 夏 薇 黃 民 趙 華 (吉林大學白求恩醫(yī)學院生理學系，吉林 長春 3002)

目前抑郁癥的發(fā)病率呈逐年增高的趨勢，但其病因迄今尚不清楚，雖然有許多新的相關理論出現(xiàn)，但是單胺類神經(jīng)遞質(zhì)代謝異常與抑郁癥密切相關的觀點還是得到最廣泛的認同〔1，2〕。女性抑郁癥患病風險是男性的1.5～3倍，雌激素與抑郁癥的發(fā)病有關〔3〕，且可用于抑郁癥的治療〔4〕。海馬是情緒反應的高級中樞，是與抑郁癥高度相關的核團，而且表達豐富的雌激素受體。韁核也與抑郁癥密切相關，它也可以通過中縫核與海馬間接的聯(lián)系來調(diào)控海馬功能。雌激素是否可引起抑郁大鼠海馬內(nèi)單胺遞質(zhì)含量的改變，其中是否有韁核的參與尚未見報道。為此，本文探討了雌激素對抑郁大鼠海馬內(nèi)單胺遞質(zhì)含量的調(diào)節(jié)以及韁核在其中的作用。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 實驗動物 健康成年雌性Wistar大鼠60只，SPF級，體重190～210 g，由吉林大學實驗動物中心提供〔SCXK-(吉)2007-0003〕，實驗過程中對動物處置符合中華人民共和國科學技術部頒布的《實驗動物管理條例》的規(guī)定。

1.1.2 主要試劑及儀器 17-β雌二醇、5-羥色胺(5-HT)、多巴胺(DA)、去甲腎上腺素(NE)均購自美國Sigma公司;Waters 510高效液相色譜系統(tǒng)購于美國，Waters 464電化學檢測器購于美國，臺式高速離心機購于德國。

1.2 方法

1.2.1 分組 大鼠隨機被分成6組:正常對照組(Control)、抑郁模型組(Depression)、假手術組(SHAM)、去卵巢組 (OVX)、雌二醇組(OV/ER)、韁核損毀組(Hb lesion)，每組10只大鼠。

1.2.2 卵巢切除術及術后雌激素的干預 卵巢切除術(ovariectomy，OVX)手術過程:用3%戊巴比妥鈉行腹腔內(nèi)注射麻醉后，剪除背部毛發(fā)，常規(guī)消毒，在鼠腰椎處作1 cm長的縱形切口，分離皮下，旁開1 cm，進入腹腔，可見黃色卵巢，結(jié)扎輸卵管，剪除卵巢，回納輸卵管，逐層縫合。術后每日腹腔內(nèi)注射青霉素20萬U，注射7 d。OV/ER組在術后外源性補充雌激素，將17β-雌二醇溶于0.5%阿拉伯樹膠，在 OVX后第3天按100 μg/kg的劑量進行灌胃，每天1次，直到處死大鼠前1 d。

1.2.3 慢性應激(chronic mild stress，CMS)抑郁大鼠模型的制備 慢性應激過程參考Roth報道的方法并稍加改進〔5〕，每天隨機給予大鼠以下8種刺激中的任何一種，持續(xù)21 d:電擊足底(電流強度1 mA，持續(xù)時間10 s，間隔時間1 min，30次)，禁食(40 h)，冰水游泳(4℃，5 min)，禁水(24 h)，熱刺激(45℃，5 min)，晝夜顛倒(24 h)，無刺激(24 h)和夾尾(1 min)。

1.2.4 韁核損毀 用10%水合氯醛(40 mg/kg)腹腔注射麻醉動物。將大鼠固定于腦立體定位儀上，在腦正中線兩側(cè)的外側(cè)韁核所在部位(前囟后3.0～3.3 mm，中線旁0.5 mm，硬腦膜下3.5～4.0 mm)用牙科鉆鉆孔。鉆孔后，用彎針頭小心挑除殘留的骨片。調(diào)整定位儀，使同心圓電極插入韁核所在部位，將電子刺激器的電流輸出端與電極連接，給予2 mA電流1 min，電損毀外側(cè)韁核。

1.2.5 大鼠海馬內(nèi)單胺類神經(jīng)遞質(zhì)的測定 將大鼠斷頭處死后，剝離全腦，在冰上迅速分離出海馬，稱重后置Eppendorf管，－70℃冰箱保存。腦組織勻漿后3 000 r/min，4℃離心15 min，取上清液0.5 ml，在腦組織上清液中加磺基水楊酸10 mg，搖勻靜止數(shù)分鐘。1 500 r/min，4℃離心20 min，上清液用濾膜過濾后，取上清液10 μl，用高效液相色譜法加電化學檢測器檢測5-HT、NE、DA等各類遞質(zhì)的含量，以ng/g計算。

2 結(jié)果

2.1 雌激素對抑郁大鼠海馬單胺類神經(jīng)遞質(zhì)變化的影響 接受21 d的慢性應激后，OVX組大鼠海馬內(nèi)5-HT、NE和DA含量與SHAM組大鼠相比明顯降低(P＜0.05);OV/ER組大鼠海馬內(nèi)5-HT、NE和DA含量與OVX組大鼠相比顯著增高(P＜0.05)。表明慢性應激刺激可明顯降低大鼠海馬內(nèi)5-HT、NE和DA含量，動物卵巢摘除后，進一步加重抑郁大鼠單胺遞質(zhì)含量降低的程度;而應用雌二醇可改善卵巢摘除后抑郁大鼠單胺遞質(zhì)含量降低的變化。見表1。

表1 慢性應激后各組大鼠海馬內(nèi)5-HT、NE和DA含量的變化(ng/g，± s，n=10)

表1 慢性應激后各組大鼠海馬內(nèi)5-HT、NE和DA含量的變化(ng/g，± s，n=10)

與SHAM組比較:1)P＜0.05;與OVX組比較:2)P＜0.05

?

2.2 韁核損毀前后抑郁模型大鼠海馬單胺遞質(zhì)的變化 在接受21 d的慢性應激后，Depression組大鼠海馬內(nèi)5-HT、NE和DA含量與Control組相比明顯降低(P＜0.05);韁核損毀后抑郁大鼠海馬5-HT、NE和DA含量較損毀前均明顯升高(P＜0.05)。見表2。

表2 韁核損毀前后大鼠海馬5-HT、NE、DA含量的變化(ng/g，± s，n=10)

表2 韁核損毀前后大鼠海馬5-HT、NE、DA含量的變化(ng/g，± s，n=10)

與Control組比較:1)P＜0.05;與Depression組比較:2)P＜0.05

?

3 討論

研究表明，中樞單胺類神經(jīng)遞質(zhì)的變化可能在抑郁癥的發(fā)生、發(fā)展中起重要作用〔2〕。抑郁癥患者普遍存在5-HT、NE、DA等功能低下，且在臨床上抗抑郁治療有效的藥物幾乎都能夠增加細胞突觸間隙5-HT和NE的水平〔6〕。在動物模型實驗中發(fā)現(xiàn)，用抗抑郁藥能對抗行為絕望動物模型的惰性狀態(tài)，用DA激動劑能強化抗抑郁藥的這種效應，而DA拮抗劑則能削弱這種效應〔7〕。抑郁癥發(fā)病率女性高于男性〔8〕，有研究表明女性的抑郁癥易發(fā)生在雌激素驟然變化時期〔9〕，例如產(chǎn)后〔10〕或更年期，且對患者給予雌激素治療后癥狀可有緩解，說明雌激素與抑郁癥密切相關。雌激素受體廣泛分布于中樞神經(jīng)系統(tǒng)中，但是雌激素通過哪些核團起到抗抑郁作用目前還不明確，許多學者認為海馬是其作用靶點之一。海馬是目前研究較深入且與抑郁癥發(fā)病關系最密切的核團，抑郁癥患者與正常人相比海馬體積減小〔11，12〕。許多研究表明在受到應激刺激后海馬介導的行為在不同性別動物中的反應不同〔13，14〕，這些都說明海馬可能是雌激素對抗抑郁癥狀的一個靶點。

本實驗結(jié)果顯示:OVX組大鼠海馬內(nèi)5-HT、NE和DA含量與SHAM組大鼠相比降低;OV/ER組大鼠海馬內(nèi)5-HT、NE和DA含量與OVX組大鼠相比均顯著增高。動物卵巢摘除后的抑郁大鼠海馬內(nèi)單胺遞質(zhì)含量比沒有摘除卵巢的大鼠降低，而應用雌二醇可改善卵巢摘除后抑郁大鼠單胺遞質(zhì)含量降低的變化，說明海馬內(nèi)單胺遞質(zhì)含量降低與雌激素水平相關，雌二醇可明顯增加海馬內(nèi)的單胺遞質(zhì)含量;進一步提示雌激素的抗抑郁作用可能是通過調(diào)節(jié)海馬內(nèi)單胺類神經(jīng)遞質(zhì)的功能而發(fā)揮作用的。

韁核與情緒和應激反應有關，是邊緣前腦與中腦間的一個重要樞紐〔15〕。研究認為韁核是中腦單胺系統(tǒng)的指揮家〔16〕，尤其是韁核與中縫核之間有非常密切的纖維和功能聯(lián)系，興奮韁核可以導致中縫核放電減少〔17〕。韁核與抑郁癥密切相關，四種不同的抑郁癥模型均顯示韁核的代謝率增高，從而影響單胺系統(tǒng)的活動。而中腦是海馬單胺遞質(zhì)的主要來源，因此韁核活動也可能影響海馬內(nèi)的單胺遞質(zhì)。實驗結(jié)果顯示:在慢性應激第21天后抑郁模型組大鼠海馬內(nèi)5-HT、NE和DA含量與正常對照組相比均明顯降低，說明抑郁大鼠的某些抑郁癥狀尤其是與情緒學習記憶相關的癥狀可能與海馬內(nèi)單胺遞質(zhì)的降低有關。在損毀外側(cè)韁核后，海馬內(nèi)5-HT、NE和DA含量回升，表明海馬內(nèi)單胺遞質(zhì)含量的變化可由韁核介導，雌激素通過韁核-中腦途徑提高海馬內(nèi)單胺遞質(zhì)含量來改善抑郁癥狀。

以上結(jié)果證明雌激素可提高抑郁大鼠海馬內(nèi)單胺類神經(jīng)遞質(zhì)含量，而韁核介導這一過程。所以韁核可以通過對海馬功能的影響介導雌激素改善抑郁行為的作用。

1 Belmaker RH，Agam G.Major depressive disorder〔J〕.N Engl J Med，2008;358:55-68.

2 Krishnan V，Nestler EJ.The molecular neurobiology of depression〔J〕.Nature，2008;455:894-902.

3 Douma SL，Husband C，O'Donnell ME，et al.Estrogen-related mood disorders reproductive life cycle factors〔J〕.Adv Nurs Sci，2005;28:364-75.

4 Estrada-Camarena E，López-Rubalcava C，Vega-Rivera N，et al.Antidepressant effects of estrogens:a basic approximation〔J〕.Behav Pharmacol，2010;21:451-64.

5 Roth KA，Katz RJ.Further studies on a novel animal model of depression:Therapeutic effects of a tricyclic antidepressan〔tJ〕.Neurosci Biobehav Rev，1981;5:253-8.

6 Moret C，Briley M.The importance of norepinephrine in depression〔J〕.Neuropsychiatr Dis Treat，2011;7(Suppl 1):9-13.

7 Jay TM，Rocher C，Hotte M，et al.Plasticity at hippocampal to prefrontal cortex synapses is impaired by loss of dopamine and stress:importance for psychiatric diseases〔J〕.Neurotox Res，2004;6(3):233-44.

8 Staley JK，Sanacora G，Tamagnan G，et al.Sex differences in diencephalon serotonin transporter availability in major depression〔J〕.Biol Psychiatry，2006;59:40-7.

9 Halbreich U，Kahn LS.Role of estrogen in the aetiology and treatment of mood disorders〔J〕.CNS Drugs，2001;15:797-817.

10 Doornbos B，F(xiàn)okkema DS，Molhoek M，et al.Abrupt rather than gradual hormonal changes induce postpartum blues-like behavior in rats〔J〕.Life Sci，2009;84:69-74.

11 Kronmuller KT，Pantel J，Kohler S，et al.Hippocampal volume and 2-year outcome in depression〔J〕.Br J Psychiatry，2008;192(6):472-3.

12 Videbech P，Ravnkilde B.Hippocampal volume and depression:a metaanalysis of MRI studies〔J〕.Am J Psychiatry，2004;161:1957-66.

13 Shors TJ，Leuner B.Estrogen-mediated effects on depression and memory formation in females〔J〕.J Affect Disord，2003;74:85-96.

14 Conrad CD，Jackson JL，Wieczorek L，et al.Acute stress impairs spatial memory in male but not female rats:influence of estrous cycle〔J〕.Pharmacol Biochem Behav，2004;78:569-79.

15 Bianco IH，Wilson SW.The habenular nuclei:a conserved asymmetric relay station in the vertebrate brain〔J〕.Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci，2009;364(1519):1005-20.

16 Lecourtier L，Kelly PH.A conductor hidden in the orchestra?Role of the habenular complex in monoamine transmission and cognition〔J〕.Neurosci Biobehav Rev，2007;31(5):658-72.

17 Ferraro G，Montalbano ME，Sardo P，et al.Lateral habenular influence on dorsal raphe neurons〔J〕.Brain Res Bull，1996;41(1):47-52.