跑臺運動對慢性應激抑郁大鼠行為學及海馬CA1、CA3 區(qū)NGF表達的影響

于芳 崔建梅 薄媛媛 張安民

摘 要：為觀察4周跑臺運動對慢性不可預知性應激（CUS）致抑郁大鼠行為學、血漿促腎上腺皮質激素（ACTH）及皮質醇（CORT）含量、海馬CA1、CA3區(qū)NGF表達的影響，將30只SD大鼠隨機分為對照組、應激模型組及應激運動組，大鼠建立慢性不可預見性應激抑郁模型，同時應激運動組大鼠進行4周跑臺運動。運動及應激結束后通過曠場實驗、懸尾實驗方法評定大鼠行為學指標變化情況，采用八臂迷宮實驗測試大鼠的學習記憶能力，使用放射免疫法測試大鼠血漿ACTH及CORT含量，采用免疫組織化學結合圖像半定量方法對海馬CA1、CA3區(qū)NGF神經元的數量及面積進行測量和分析。結果顯示： 1）與應激模型組相比，應激運動組大鼠穿越格數、直立次數及修飾次數均顯著增加（P<0.01，P<0.05，P<0.05），中央格停留時間顯著縮短（P<0.05），懸尾不動時間縮短（P<0.05）；2）與應激模型組相比，應激運動組大鼠完成八臂迷宮時間顯著縮短（P<0.05），RME及TE均顯著減少（P<0.05，P<0.05）；3）與應激模型組相比，應激運動組大鼠血漿ACTH及CORT含量顯著降低（P<0.05，P<0.01）；4）與應激模型組相比，應激運動組大鼠海馬CA1區(qū)、CA3區(qū)NGF免疫陽性細胞數量及面積均顯著增加（P<0.05，P<0.05，P<0.05，P<0.05）。得出結論：跑臺運動可改善抑郁模型大鼠的學習記憶能力，機理可能與長期運動降低抑郁大鼠的血漿ACTH及CORT水平、拮抗HPA軸功能亢進及增強海馬CA1區(qū)、CA3區(qū)NGF的表達有關。

關鍵詞： 跑臺運動；抑郁模型；學習記憶；海馬；神經生長因子

中圖分類號： G 804.7 文章編號：1009783X（2015）01018507 文獻標志碼： A

Abstract：Objetive：To explore the effects of the 4week treadmill exercise on the behavior，the blood plasma ACTH and CORT content and NGF expression in the CA1 and CA3 of hippocampus in the depressive rats induced by Chronic Unpredictable Stress （CUS）.Methods：30 male SD rats are randomly allocated to control group （C），stress model group （SM） and stress exercise group （SE）.The model of chronic unpredictable stress for all rats is established and rats from control group are given 4week treadmill exercise at the same time.The behavioral changes are conducted by open field test （OFT），tail suspension test （TST）；then all rats are submitted to behavioral testing for spatial memory by the eightradial arm maze test，blood plasma ACTH and CORT contents are tested by radioimmunoassay；applied immunohistochemical and image semiquantitative methods to measure and analyze the number，area of NGF neurons of CA1 and CA3 zone of Hippocampus are detected and analyzed by using immuneohistochemical method and semiquantitative.Results：1） as compared with the rats in the stress model group，the rats in the stress exercise group have a significantly increased number of squares crossed，number of times of standing up，number of times of decoration （P<0.01，P<0.05，P<0.05，P<0.05，P<0.05，P<0.05，P<0.05，P<0.05，P Keywords：treadmill exercise；depressive model；learning and memory；hippocampus；NGF

收稿日期：20140318

基金項目：山西省基礎研究計劃（自然科學基金）項目（20110110341）。

作者簡介：于芳（1968—），女，山西太原人，碩士，教授，研究方向為運動醫(yī)學；崔建梅（1972—），女，河北石家莊人，碩士，講師，研究方向為運動與中醫(yī)康復；張安民（1959—），男，山西萬榮人，學士，教授，研究方向為運動醫(yī)學。

作者單位：1中北大學體育學院，山西太原 030051；2山西財經大學 體育學院，山西 太原 030006

1School of Sport and Physical Education，North University of China，Taiyuan 030051，China；2Institute of Physical Education，Shanxi University of Finance and Economics，Taiyuan 030006，China. 抑郁癥（depression）是一類常見的以長期持續(xù)性情緒低下為主的心境障礙性疾病，呈慢性、反復發(fā)作，以顯著而持久的情緒低落、活動能力減退、思維與認知功能遲緩為主要表現，是嚴重危害人類身心健康的常見病。根據世界衛(wèi)生組織統(tǒng)計，全球超過1億2 100萬人患有抑郁癥，從人類抑郁癥發(fā)病的原因來看，應激性生活事件是抑郁癥的明顯促發(fā)因素。慢性不可預知性應激（chronic unpredictable stress，CUS）是近年來國內外應用最為廣泛的抑郁動物模型之一，它可模擬抑郁的核心癥狀——快感缺乏及行為絕望，目前被廣泛運用于抑郁癥的病理生理機制、抗抑郁藥物研發(fā)及作用機制研究。學習記憶能力降低是抑郁癥狀的重要表現，實驗表明一定程度的應激可以引起大鼠及人類學習記憶能力的減退[12]。許多學者研究認為，長期有氧鍛煉可以改善人類情緒障礙及認知功能的缺陷，Clark等[3]研究發(fā)現，長期運動鍛煉能降低應激導致的嚙齒動物的焦慮行為，改善動物的認知功能，然而機制尚不清楚。

在中樞神經系統(tǒng)中，與應激關系密切的腦區(qū)主要有海馬、杏仁核、下丘腦、前額葉皮層及紋狀體等部位。海馬是邊緣系統(tǒng)的重要組成部分，是學習記憶和情緒整合的神經中樞，其結構損傷可能是抑郁癥患者情緒低落和學習記憶能力下降的基礎[4]。依據細胞形態(tài)、不同皮質區(qū)發(fā)育的差異以及纖維排列的不同可將海馬劃分為4個不同區(qū)域CAl、CA2、CA3和DG區(qū)，不同區(qū)域的功能不盡相同，研究認為慢性應激引起大鼠抑郁樣行為與海馬CA1、CA3區(qū)的形態(tài)學改變有關[5]，而且海馬Cal、CA3區(qū)在動物的信息處理及空間記憶方面承擔著較為重要的作用[6]。神經生長因子（nerve growth factor，NGF）屬于神經營養(yǎng)因子家族成員，廣泛地分布在中樞神經系統(tǒng)中，對皮質、海馬和基底前腦的膽堿能神經元有神經營養(yǎng)作用，對神經元的可塑性及其形成和生存起重要調節(jié)作用。研究發(fā)現NGF在抑郁癥的發(fā)病機理中起重要作用，與應激導致的抑郁樣行為及神經形成減少有關[78]；因此，本實驗以海馬CA1、CA3區(qū)為研究重點，通過復制CUS大鼠模型觀察跑臺運動4周后大鼠抑郁行為（探索行為及絕望行為）及空間學習記憶能力的改變和海馬CA1、CA3區(qū)NGF表達的變化，探討跑臺運動改善抑郁模型大鼠抑郁行為及學習記憶能力的可能機制。

1 材料與方法

1.1 動物及分組

雄性成年SD大鼠體質量200～220 g，飼養(yǎng)溫度（20±2）℃，相對濕度（55±10）%，12 h晝夜節(jié)律（光照時間07：00—19：00），自由飲食。適應環(huán)境飼養(yǎng)1周后，將30只大鼠隨機分為3組：1）正常對照組（C）；2）應激模型組（SM）；3）應激運動組（SE）。每組10只。應激模型組及應激運動組大鼠單獨分籠喂養(yǎng)。

1.2 慢性應激抑郁模型的制備

慢性不可預知應激抑郁動物模型參照Willner的方法[9]，造模方法如下：禁水（24 h）、懸尾（5 min）、束縛（2 h）、4 ℃冷水強迫游泳（5 min）、禁食（24 h）、45 ℃環(huán)境（5 min）、晝夜顛倒（24 h）、20 min電擊足底（0.8 A，每次持續(xù)4 s、間隔5 min），每天給予1次刺激，刺激隨機安排到4周內，使大鼠不能預料刺激的發(fā)生，以避免發(fā)生適應性。

1.3 跑臺訓練方案

1）應激模型組大鼠從第2周開始接受為期4周的CUS程序。2）應激運動組：跑臺訓練前大鼠進行1周適應性訓練，正式訓練時，每天下午進行跑臺運動，大鼠0坡度跑臺運動4周，第1～2周大鼠每天運動30 min（10 m/min×3），第3周每天運動45 min（15 m/min×3），第4周每天運動60 min（15 m/min×4），跑臺訓練期間每個程序之間大鼠休息5 min。跑臺訓練時不使用電擊裝置驅趕大鼠，以避免對大鼠施加不良應激，同時每天上午接受1次CUMS程序，為期4周。3）正常對照組：在整個實驗過程中，正常對照組大鼠除了必要的例行鼠籠清潔，不做任何干擾[10]。

1.4 曠場實驗

慢性應激及跑臺運動結束后第2天，所有大鼠進行曠場實驗以評估大鼠的一般運動能力及探索行為。開場實驗箱大小為100 cm×100 cm×50 cm，底面用黑線分為面積相等的25個方格（20 cm×20 cm）。每只大鼠放在實驗箱中央讓自由探索5 min，實驗箱正上方裝有一個攝像頭監(jiān)視大鼠在箱內的活動，主要觀察中央格停留時間、穿越格數、直立次數、修飾次數及糞便顆粒。每次實驗后將糞便清除干凈。

1.5 懸尾實驗

參見Stem等報道的方法[11]，曠場實驗結束后次日，將大鼠尾巴距尾尖部約l cm處用膠布貼于懸尾箱（30 cm×30 cm×25 cm）支架上，使大鼠成倒掛狀態(tài)，其頭部離箱底約5 cm，一次懸掛2只大鼠，中間用隔板隔開。懸掛時間為6 min，統(tǒng)計大鼠后4 min內懸尾累積不動時間（不動狀態(tài)即大鼠停止掙扎不動或無任何活動）。

1.6 八臂迷宮實驗程序

懸尾實驗結束后次日，所有大鼠進行八臂迷宮實驗，實驗前大鼠先在迷宮中適應2 d，每天2次。適應時，迷宮各臂及中央區(qū)分撒食物顆粒，然后同時將4只大鼠同時置于迷宮中，讓其自由攝食、探究10 min，適應迷宮環(huán)境。正式訓練時，將食物放在其中的四臂（分別為1、3、5、7號臂）。大鼠置于迷宮中央區(qū)，此時中央區(qū)四周用鼠門關住，15 s后將門打開并開啟分析測試軟件。大鼠可自由選擇進入放射狀臂覓食，直至10 min末或提前吃完四臂食物，即結束一次訓練。測試指標：1）完成八臂迷宮的時間（TT）；2）工作記憶錯誤（WME），重新進入放食物臂或第1次進入放食物臂而不攝取食物；3）參考記憶錯誤（RME），進入不放食物臂；4）總記憶錯誤（TE），工作記憶錯誤與參考記憶錯誤之和。

1.7 大鼠海馬CA1、CA3 區(qū)NGF測試

八臂迷宮行為測試結束后即刻，每組大鼠經腹腔注射戊巴比妥鈉（40 mg/kg）麻醉，開胸（同時心臟取血2 mL測血漿ACTH及cort含量），經常規(guī)灌注固定，石蠟包埋后常規(guī)腦組織切片，片厚5 μm，進行NGF免疫組織化學染色（免疫組化檢測試劑盒為武漢博士德公司生產）。將石蠟切片置于65 ℃烤箱中烤片1 h，常規(guī)脫蠟，梯度酒精脫水，入3%H2O2-甲醇液，室溫孵育30 min，然后加入NGF 血清第一抗體（兔IgG，37 ℃孵育1 h），0.1 molPBS洗2 min×3，隨后加入生物素標記的羊抗兔抗體37 ℃孵育1 h；接著入ABC液，37 ℃孵育1 h，DAB呈色、蘇木素輕度復染、裱片、脫水、透明、封片。

1.8 各組大鼠血漿ACTH及CORT含量測試

各組大鼠心臟取血（取血測血漿ACTH、CORT含量），每只采血量1.0 mL，放入加有肝素鈉的試管，4 ℃、4 000 r/min離心10 min，分離血漿，平均分放在2個EP管，貼好標簽，儲藏在溫度為-20 ℃冰箱用于ACTH及CORT含量測定，嚴格按照試劑盒說明書進行。

1.9 圖像分析和統(tǒng)計學處理

根據大鼠腦立體定位圖譜確定大鼠海馬CA1、CA3的位置（1AB），用數碼顯微鏡拍片，江蘇捷達形態(tài)學分析軟件對大鼠海馬CA1、CA3區(qū)NGF陽性神經元的表達進行分析，計數NGF陽性細胞個數及面積（400倍）。采用SPSS 18.0軟件進行統(tǒng)計分析，數據結果用X±S表示，采用單因素方差分析（oneway ANOVE）對組間差異進行統(tǒng)計，以P<0.05表示統(tǒng)計學上具有顯著性差異，P<0.01表示統(tǒng)計學上具有極顯著差異。

圖 1 AB 冠狀位下海馬CA1、CA3區(qū)NGF截面圖（箭頭所示）

2 研究結果

2.1 各組大鼠曠場實驗及懸尾實驗結果

表1結果顯示：與正常對照組比較，應激模型組大鼠中央格停留時間顯著延長（P<0.01），穿越格數、直立次數及修飾次數均顯著減少（P<0.01，P<0.01，P<0.01），糞便顆粒增加（P<0.05），懸尾不動時間延長（P<0.01）；經過4周跑臺運動，與應激模型組比較，應激運動組大鼠穿越格數、直立次數及修飾次數均顯著增加（P<0.01，P<0.05，P<0.05），糞便顆粒與應激模型組比較無統(tǒng)計學意義，中央格停留時間和懸尾不動時間顯著縮短（P<0.05，P<0.05）。

表 1 各組大鼠開場實驗及懸尾實驗測試結果一覽表（X±S，n=10）

注：## P<0.01，#P<0.05，與對照組比較；**P<0.01，*P<0.05，與應激模型組比較。

2.2 大鼠八臂迷宮行為學測試結果

表2結果顯示：與正常對照組比較，應激模型組大鼠完成八臂迷宮時間顯著延長（P<0.01），工作記憶錯誤次數（WME）及參考記憶錯誤次數（RME）均顯著增多（P<0.01，P<0.05），總記憶錯誤次數（TE）遠遠高于正常對照組（P<0.01）；與應激模型組比較，應激運動組大鼠完成八臂迷宮時間顯著縮短（P<0.05），RME及TE均顯著減少（P<0.05，P<0.05），WME與應激模型組大鼠比較無統(tǒng)計學意義。

表 2 各組大鼠八臂迷宮測試結果一覽表（X±S，n=10）

注：##P<0.01，#P<0.05，與對照組比較；**P<0.01，*P<0.05，與應激模型組比較。

2.3 各組大鼠血漿ACTH、Cort結果

如表3所示，與正常對照組比較，應激模型組大鼠血漿ACTH及CORT含量均顯著增加（P<0.01，P<0.01），增加幅度為88%及97%；經過4周跑臺運動，應激運動組大鼠血漿ACTH及CORT含量降低（P<0.05，P<0.01），下降幅度分別為23%及27%，提示長期跑臺運動可能通過拮抗慢性應激誘導的HPA軸功能亢進，從而達到抗抑郁目的。

表 3 各組大鼠血漿ACTH及Cort結果一覽表（X±S，n=10）

注：##P<0.01，#P<0.05，與對照組比較；**P<0.01，*P<0.05，與應激模型組比較。

2.4 各組大鼠海馬CA1、CA3區(qū)NGF表達結果

海馬CA1、CA3區(qū)內分布有大量NGF，胞漿染色，胞核不染色，形態(tài)規(guī)則，且排列密集，胞體形態(tài)多種多樣呈圓形或橢圓形，如圖2、圖3所示。由表4可知：與正常對照組比較，應激模型組大鼠海馬CA1區(qū)NGF免疫陽性細胞數量及面積均顯著減少（P<0.01，P<0.01）；經過4周跑臺運動應激運動組大鼠海馬CA1區(qū)NGF免疫陽性細胞數量及面積均顯著增加（P<0.05，P<0.05）。與正常對照組比較，應激模型組大鼠海馬CA3區(qū)NGF免疫陽性細胞數量及面積均顯著減少（P<0.01，P<0.01）；經過4周跑臺運動應激運動組大鼠海馬CA3區(qū)NGF免疫陽性細胞數量及面積均顯著增加（P<0.05，P<0.05）。

表 4 各組大鼠海馬CA1、CA3區(qū)NGF神經元圖像分析結果（X±S，n=10）

注：##P<0.01，#P<0.05，與對照組比較；**P<0.01，*P<0.05，與應激模型組比較。

免疫組織化學結果顯示應激模型組大鼠海馬CA1區(qū) NGF免疫陽性神經元（→）表達減弱；跑臺運動4周后大鼠NGF免疫陽性神經元（→）表達增強。A：對照組；B：應激模型組；C：應激運動組。

圖 2 AC：海馬CA1區(qū)NGF陽性神經元分布

免疫組織化學結果顯示應激模型組大鼠海馬CA3區(qū)NGF免疫陽性神經元（→）數量及面積均顯著減少；跑臺運動4周后大鼠NGF免疫陽性神經元（→）數量及面積均顯著增加。A：對照組；B：應激模型組；C：應激運動組。

圖 3 AC：海馬CA3區(qū)NGF陽性神經元分布

3 討論

3.1 跑臺運動對抑郁模型大鼠抑郁行為及學習記憶能力的影響

慢性不可預見性應激抑郁模型與人類抑郁癥中慢性、低水平的應激源促進疾病發(fā)生、加速疾病發(fā)展的機理接近。由于抑郁癥涉及情緒、行為和軀體方面的功能紊亂，是一種“全身性”的疾病；因此，應激因子的多變性和不可預測性是模型制造成功的關鍵[12]。本研究所涉及的行為學實驗中，懸尾實驗評價的是動物的“絕望”情緒，其原理是利用動物懸尾后企圖逃脫但又無法逃脫，從而放棄掙扎，進入特有的抑郁不動狀態(tài)，以一定時間內動物的不動時間來反映其“絕望”情緒，這種行為絕望與抑郁癥類似[13]。本實驗中，大鼠停止掙扎、處于不動狀態(tài)的時間延長，反映了大鼠悲觀、絕望程度增加。曠場實驗是一個用動物行為指標檢測類似于人的復雜情緒如焦慮、抑郁等的經典實驗，可檢測動物的自發(fā)行為和探究行為，可用來測試動物中樞神經系統(tǒng)的“興奮”或“抑郁”狀態(tài)[14]。水平穿越格數及直立次數表示大鼠的探究行為，中央格停留時間表示大鼠啟動活動的潛伏期及大鼠進入一個陌生環(huán)境后對新環(huán)境的好奇程度，停留時間越長越能反映大鼠對新環(huán)境的淡漠心理，理毛時間反映大鼠對周圍環(huán)境的警覺性及對自身的關注，排便量反映大鼠的緊張恐懼狀態(tài)。本實驗結果顯示，應激模型組大鼠穿越格數、直立次數及修飾詞數均顯著減少，中央格停留時間延長，糞便顆粒增加，強迫游泳實驗中大鼠停止掙扎、處于不動狀態(tài)的時間延長。這些行為表明正常大鼠在各種應激因子慢性刺激作用下，大鼠活動及探究能力降低，對新鮮環(huán)境的好奇程度下降，興趣喪失，大鼠悲觀及絕望程度增加，提示本實驗中大鼠抑郁模型的復制是成功的。

八臂迷宮已被公認為一種比較理想的評估嚙齒動物空間學習記憶能力的模型，該模型已被廣泛接受和應用。研究發(fā)現，學習記憶能力降低是抑郁癥狀的重要表現[15]。本實驗通過八臂迷宮實驗證實，與對照組比較，應激模型大鼠完成八臂迷宮時間顯著延長，參考記憶、工作記憶錯誤次數及總錯誤次數顯著增加，學習記憶能力明顯下降，這與多數學者的研究結果一致[16]。許多學者研究發(fā)現有氧運動可以改善抑郁病人的情緒低落及認知功能的下降情況，而且運動作為1種預防抑郁病人復發(fā)的治療方法，其效果優(yōu)于抗抑郁藥[17]。在本實驗中，筆者設計的抑郁模型大鼠跑臺運動為4周，而且本研究也證實，經過4周跑臺運動，曠場試驗中應激運動組大鼠的活動度增加、對新環(huán)境的好奇程度增強，懸尾實驗中，大鼠不動時間縮短，八臂迷宮實驗中應激運動組大鼠完成八臂迷宮時間縮短、參考記憶錯誤次數及總錯誤次數顯著減少、學習記憶能力明顯增強，提示長期跑臺運動可以在一定程度上改善抑郁模型大鼠對新環(huán)境的好奇程度減弱情況并能對抗抑郁大鼠的絕望行為，增強大鼠的學習記憶能力，具有抗抑郁作用。

3.2 跑臺運動對抑郁模型大鼠血漿ACTH及CORT含量的影響

應激可使機體出現抑郁、學習記憶障礙、應激性精神紊亂等多種疾患，而這些疾患的發(fā)生及嚴重程度與下丘腦垂體腎上腺軸（HPA）持續(xù)亢進密切相關[18]。HPA軸作為大腦應激應答的重要機制之一，在抑郁癥的病因、病理學機制中起關鍵作用。當機體受到刺激時，下丘腦室旁核（PVN）小細胞神經元分泌包括CRH在內的多種促進ACTH分泌的激素，進而刺激垂體分泌ACTH，ACTH經血循環(huán)達腎上腺，促使糖皮質激素分泌增多，過量的糖皮質激素能導致機體出現抑郁癥狀[19]。CORT是HPA軸的重要激素，對恐懼和焦慮情緒作用明顯。動物實驗顯示，高糖皮質醇血癥時，海馬神經元將受損[20]，而對抑郁癥患者死亡后的大腦組織進行尸檢，也有類似的發(fā)現。海馬是HPA軸應激反應的高位調節(jié)中樞，海馬內含有較高密度的糖皮質激素受體，長期過量的糖皮質血癥使海馬神經元萎縮死亡，而海馬神經元的損害將打斷了正常應激反應時海馬對HPA軸的抑制作用而形成惡性循環(huán)。本實驗得到相同結果，經過4周慢性不可預知應激大鼠血漿ACTH及CORT水平較正常對照組相比均顯著增加，增幅分別達到88%及97%，說明慢性應激導致抑郁大鼠HPA軸功能紊亂。可能的原因如下：HPA軸自身具有分泌激素的功能，在應激過程中HPA軸所涉及的激素CRH、ACTH和CORT相互作用構成1個負反饋調節(jié)系統(tǒng)。慢性應激使機體負反饋抑制效應減弱，從而出現ACTH及CORT的分泌高峰，導致HPA軸功能的亢進，引起機體出現神經內分泌等多系統(tǒng)的功能紊亂，進而出現抑郁癥的各種癥狀[21]。

動物實驗表明，長期跑臺運動可通過拮抗HPA軸功能亢進改善抑郁大鼠的抑郁樣行為及學習記憶能力的下降[22]。本研究也證實了此觀點，4周跑臺運動可以減少慢性應激致抑郁大鼠ACTH及CORT的過度分泌，行為學測試表現為慢性應激大鼠的活動度增加，大鼠對新環(huán)境的好奇程度增強，絕望程度改善，慢性應激導致的抑郁樣行為及學習記憶能力顯著改善，從而提示運動能夠有效地改善慢性應激大鼠的抑郁狀態(tài)，阻斷應激對HPA軸的刺激作用及維持HPA軸的穩(wěn)定。提示運動可能通過對海馬神經元的損傷進行修復，從而對HPA軸起到作用，具體機制還有待進一步研究。

3.3 跑臺運動對抑郁模型大鼠海馬CA1、CA3區(qū)NGF表達的影響

抑郁癥的病理機制目前尚不完全清楚，但海馬腦區(qū)損傷這一點已得到大家普遍認同。海馬是邊緣系統(tǒng)的重要組成部分，參與情緒、學習和記憶、行為、免疫等的調節(jié)，它的損傷在各種應激所致疾患中起到關鍵作用[23]。研究顯示，慢性應激可導致海馬出現體積減小、細胞數目減少、細胞萎縮及增生抑制等多種神經元可塑性受損的表現，同時伴有學習、記憶和情緒反應的缺陷[24]。海馬CA3區(qū)是一個對應激極度敏感的亞區(qū)，從病理上推測分析，海馬體積減小初期主要是由于CA3區(qū)錐體細胞的萎縮和死亡導致的，而如果應激持續(xù)存在，將主要導致齒狀回的顆粒細胞再生抑制及CAl區(qū)神經細胞的萎縮與凋亡。而且研究證實，應激可以導致海馬CA1、CA3區(qū)域的形態(tài)學改變，這可能與海馬功能的損害有關。Sousa等[25]發(fā)現不可預測的慢性應激使大鼠海馬CAl區(qū)錐體細胞樹突總長度減少13%，大鼠學習記憶能力顯著下降。

中樞神經系統(tǒng)中的NGF在大腦皮質和海馬等靶組織中合成，經基底前腦膽堿能神經元攝取，逆行運輸到胞體，對中樞神經元的生長和生存起重要作用，特別是對投射到海馬和大腦皮質區(qū)域的膽堿能神經元起保護作用[26]。海馬是大腦內合成NGF的重要場所，也是介導應激反應的重要腦區(qū)之一[27] 。研究表明，慢性應激可以導致海馬神經元可塑性受損[28]，以及NGF表達的降低[29]，提示海馬NGF表達減少以致神經元功能受損可能在抑郁癥的發(fā)病過程中起關鍵作用。本研究結果發(fā)現，長期慢性應激組大鼠海馬CA1、CA3區(qū)NGF表達明顯減弱，同時大鼠學習記憶能力顯著下降，可以推測慢性應激導致的海馬CA1、CA3區(qū)NGF減少可能是抑郁導致大鼠學習記憶能力下降的病理機制之一。而應激運動組大鼠跑臺運動4周后海馬CA1、CA3區(qū)NGF表達明顯增強，提示慢性應激大鼠經過長期跑臺運動八臂迷宮成績提高可能與海馬CA1、CA3區(qū)NGF表達增強有關。可能的原因如下：長期慢性應激刺激導致下丘腦垂體腎上腺軸（HPA）功能亢進，出現高CORT血癥，縫核海馬系統(tǒng)5HT等單胺系統(tǒng)傳導功能低下、興奮性氨基酸（EAA）釋放，受體后信號轉導系統(tǒng)異常（包括Ca2+失衡），導致NGF含量及其mRNA水平下降[30]。研究認為，NGF通過增加過氧化氫酶和超氧化物歧化酶等自由基清除劑的活性，對減輕神經元損傷起重要作用[31]；也有研究表明，NGF對海馬神經元鈣離子濃度的升高和神經元的壞死有明顯的抑制作用[32]，而且海馬CAl、CA3區(qū)在學習記憶中擔負著尤其重要的作用：因此，可以推測長期跑臺運動增強慢性應激大鼠學習記憶能力主要與此運動拮抗HPA軸功能亢進、減少Cort分泌導致海馬CA1、CA3區(qū)NGF表達增強，從而阻止氧化應激引起的中樞神經元死亡有關。

4 結束語

本實驗結果顯示：大鼠經過4周慢性不可預知應激大鼠血漿ACTH、CORT含量顯著增加，大鼠海馬CA1、CA3區(qū)NGF表達明顯減弱，提示血漿ACTH、CORT含量及NGF的變化與慢性應激導致的大鼠的抑郁樣行為及學習記憶有關。經過長期跑臺運動，大鼠血漿ACTH、CORT含量減少，NGF表達增加，提示長期跑臺運動可以有效調整血漿ACTH、CORT水平，上調NGF的表達，從而改善抑郁模型大鼠的抑郁樣行為及學習記憶能力，具體機制有待于進一步研究。

參考文獻：

[1] Boeker H，Schulze J，Richter A，et al.Sustained cognitive impairments after clinical recovery of severe depression[J].J Nerv Ment Dis，2012，200（9）：773776.

[2] Wolf O T，Bauser D S，Daum I.Eyeblink conditional discrimination learning in healthy young men is impaired after stress exposure[J].Psychophysiology，2012，49（2）：164171.

[3] Clark P J，Brzezinska W J.Intact neurogenesis is required for bene？ts of exercise on spatial memory but not motor performance or contextual fear conditioning in C57BL/6J mice[J].Neuroscience，2008，155（4）：10481058.

[4] Yang Y，Cao J，Xiong W，et al.Both stress experience and age determine the impairment or enhance ment effec t of stress on spatial memory retrieval[J].J Endocrinol，2003（178）：4554.

[5] Burger C，López M C，Feller J A，et al.Changes in transcription within the CA1 field of the hippocampus areassociated with agerelated spatial learning impairments[J].Neurobiol Learn Mem，2007，87（1）：2141.

[6] Bo Xing，Juan Guo，Xia Meng，et al.The dopamine D1 but not D3 receptor plays a fundamental role in spatial working memory and BDNF expression in prefrontal cortex of mice[J].Behavioural Brain Research，2012，235（1）：3641.

[7] Tzeng W Y，Chuang J Y，Lin L C，et al.Companions reverse stressorinduced decreases in neurogenesis andcocaine conditioning possibly by restoring BDNF and NGF levels in dentategyrus[J].Psychoneuroendocrinology，2013，38（3）：425437.

[8] Song C，Zhang X Y，Manku M.Increased phospholipase A2 activity and inflammatory response but decreased nerve growth factor expression in the olfactory bulbectomized rat model of depression：effects of chronic ethyleicosapentaenoate treatment[J].J Neurosci，2009，29（1）：1422.

[9] Willner P.The validity of animal models of depression[J].Psychopharmacology，1984，83（1）：116.

[10] Salim S，Sarraj N，Taneja M，et al.Moderate treadmill exercise prevents oxidative stress induced anxietylike behavior in rats[J].Behav Brain Res，2010，208：545552.

[11] Stem L，Chennat R，Thierry B，et al.The tail suspension test：a new method for sceening antidepressants in ice[J].Psychopharmaeology（Bed），1985，85（3）：367370.

[12] Hang Zheng，Yanyou Liu，Wei Li，et al.Beneficial effects of exercise and its molecular mechanisms on depression in rats[J].Behavioural Brain Research，2006，168：4755.

[13] Shewale P B，Patil R A，Hiray Y A.Antidepressantlike activity of anthocyanidins from Hibiscus rosasinensis flowers in tail suspension test and forced swim test[J].Indian J Pharmacol，2012，44（4）：454457.

[14] Mutlu O，Gumuslu E，Ulak G，et al.Effects of fluoxetine，tianeptine and olanzapine on unpredictable chronic mild stressinduced depressionlike behavior in mice[J].Life Sci，2012，91（25/26）：12521262.

[15] Patki G，Solanki N，Atrooz F，et al.Depression，anxietylike behavior and memory impairment are associated with increased oxidative stress and inflammation in a rat model of social stress[J].Brain Res，2013，1539：7386.

[16] Jain S，Banerjee B D，Ahmed R S，et al.Possible role of oxidative stress and brain derived neurotrophic factor in triazophos induced cognitive impairment in rats[J].Neurochem Res，2013，38（10）：21362147.

[17] Strawbridge W J，Deleger S，Roberts R E，et al.Physical activity reduces the risk of subsequent depression for older adults[J].American Journal of Epidemiology，2002，156：328334.

[18] 李云峰，羅質璞.應激又發(fā)抑郁癥機制的研究進展[J].生理科學進展，2002，33（2）：142144.

[19] Schutter D J.The cerebellohypothalamicpituitaryadrenal axis dysregulation hypothesis in depressive disorder[J].Med Hypotheses，2012，79（6）：779783.

[20] Bremner J D，Narayan M，Andersoner E R，et al.Hippocampal volume reduction in major depression[J].Am J Psychiatry，2000，157（1）：115118.

[21] Malisch J L，Breuner C W，Kolb E M，et al.Behavioral despair and homecage activity in mice with chronically elevated baseline corticosterone concentrations[J].Behav Genet，2009，39（2）：192201.

[22] Liu W，Sheng H，Xu Y，et al.Swimming exercise ameliorates depressionlike behavior in chronically stressed rats：relevant to proinflammatory cytokines and IDO activation[J].Behav Brain Res，2013，242：110116.

[23] Perry D，Hendler T，ShamaryTsoory S G.Projecting memeries：the role of the hippocampus in emotional mentalizing[J].Neuroimage，2011，54（2）：16691676.

[24] Jayatissa M N，Bisgaard C F，West M J，et al.The number of granule cells in rat hippocampus is reduced after chronic mild stress and reestablished after chronic escitaloprant treatment[J].Neuropharmacology，2008，54（3）：530541.

[25] Sousa N，Lukoyanov N V，Maderia M D，et a1.Reorganization of the morphology of hippoca mpal neurites and synapses after stressinduced damage correlates with behavioral improvement[J].Neuroscience，2000，97（2）：25366.

[26] Liu X，Wang D，Liu Y，et al.Neuronaldriven angiogenesis：role of NGF in retinal neovascularization in an oxygeninduced retinopathy model[J].Invest Ophthalmol Vis Sci，2010，51（7）：37493757.

[27] Herrera D G，Maysinger D，Gadient R，et al.Spreading depression induces cfoslike immunoreactivity and NGF mRNA in the rat cerebral cortex[J].Brain Res，1993，602（1）：99103.

[28] Fuchs E，Czeh B，Kole M H，et al.Alterations of neuroplasticity in depression：the hippocampus and beyond.Eur[J].Neuropsychopharmacol，2004（5）：481490.

[29] 畢波，劉力，金魁和，等.慢性應激對大鼠海馬NGF、NT3表達的影響及應激停止后的變化[J].中國行為醫(yī)學科學，2007，16（6）：490492.

[30] Kawano K，Morinobu S，Sawada T，et al.Prior neonatal isolation reduces induction of NGF mRNA and decreases CDNF mRNA in the hippocampus of juvenile and adult rodents subjected to immobilization stress[J].Synapse，2008，62（4）：259267.

[31] Guegan C，CoballosPicot I，Chevalier E，et al.Reduction of ischemic damage in NGFtransgenicmice：correlation with enhancement of antioxidantenzyme activities[J].Neurobiol Dis，1999（6）：180189.

[32] 王良斌，吳馥梅.神經生長因子對小鼠海馬突觸體內Ca2+影響[J].上海第二醫(yī)科大學學報，2000，20（1）：911.