腦源性神經營養因子、TNF-α及巨噬細胞遷移抑制因子在抑郁癥食蟹猴中樞邊緣系統獎賞環路中的作用

喻錦成 李朝健 田朝陽 陳文遠 林 鵬 符 俏

(海南省人民醫院康復醫學科，海南 海口 570311)

腦源性神經營養因子、TNF-α及巨噬細胞遷移抑制因子在抑郁癥食蟹猴中樞邊緣系統獎賞環路中的作用

喻錦成 李朝健 田朝陽1陳文遠 林 鵬 符 俏

(海南省人民醫院康復醫學科，海南 海口 570311)

目的探討腦源性神經營養因子(BDNF)、腫瘤壞死因子(TNF)-α及巨噬細胞遷移抑制因子(MIF)在抑郁癥食蟹猴中腦邊緣獎賞環路中的作用。方法選取成年雌性食蟹猴12只，按照隨機數字表法分為對照組(n=6)和實驗組(n=6)。實驗組食蟹猴于vertical-chamber拘禁籠中拘禁60 d,對照組食蟹猴仍群居于大籠中。定時觀察兩組動物行為時間，重點包括社會交流、進食、休息、焦慮、情感依附等時間，并注意有無外傷、疾病發生。分別在拘禁前、拘禁期間第10、30、60天、拘禁后10 d采集靜脈血，檢測兩組各時間點BDNF、TNF-α及MIF含量。結果與對照組相比，實驗組食蟹猴運動、探索和進食行為時間顯著減少，抑郁行為持續時間較長(P<0.05)。與對照組相比，實驗組食蟹猴BDNF含量降低，MIF及TNF-α含量增高(P<0.05)；且實驗組食蟹猴隨著拘禁時間延長，BDNF含量逐漸降低，MIF及TNF-α含量逐漸升高(P<0.05)。結論增加BDNF含量、降低TNF-α及MIF含量，可能是中樞邊緣系統獎賞環路減緩抑郁癥的機制之一。

抑郁癥；腦源性神經營養因子

目前，抑郁癥的發病機制尚未十分明確。腦源性神經營養因子(BDNF)可直接參與神經突觸的可塑及重構，且通過多種途徑調控神經細胞的生長、分化和凋亡〔1〕。眾多學者研究表明〔2〕，BDNF具有廣泛的神經營養作用，且細胞再生能力的損傷和神經可塑性很可能是抑郁癥發病的病理生理基礎。腫瘤壞死因子(TNF)-α具有廣泛的生物學功能，作為一種重要的促炎性因子在機體免疫-炎癥協調的信號網絡調節中起重要作用〔3〕。巨噬細胞遷移抑制因子(MIF)是一種具有多效炎癥介質功能的細胞因子，也是重要的內分泌激素〔4〕。近來學者研究表明〔5〕，抑郁癥與炎性應答的激活有關，因此，研究TNF-α與MIF在抑郁癥病理生理學中的作用尤為重要。本研究通過探討BDNF、TNF-α及MIF在抑郁癥食蟹猴中腦邊緣獎賞環路中的作用，明確其與抑郁癥發病的關系。

1 材料與方法

1.1動物及分組 選取成年雌性食蟹猴12只，按照隨機數字表法分為對照組(n=6)和實驗組(n=6)，于海南省人民醫院實驗樓飼養2 w。隨后，實驗組食蟹猴于vertical-chamber 拘禁籠中拘禁60 d，編號分別為C、E、D、J、K、L；對照組食蟹猴仍群居于大籠中，編號分別為A、B、F、G、H、I。分別在拘禁前、拘禁期間第10、30、60天、拘禁后10 d采集靜脈血(分別是動物編號+數字1～5形式表示，如動物A第1次化驗結果為A1)，由廣州金域檢驗公司進行BDNF、TNF-α及MIF因子含量檢測。

1.2模型制備 使用Vertical Chamber拘禁方法在籠養環境下建立成年雌性食蟹猴抑郁模型。行為學觀察和記錄：將每個觀察日平均分成3個以30 min為一個時間間隔的時間段。觀察員根據事先安排的觀察計劃(觀察員每個觀察日觀察的個體已經隨機分配)，在每個觀察日對單獨一個個體的3個時段進行行為拍攝，執行拍攝計劃。每天觀察從上午10：00開始，共計3個時間段。三名觀察員使用高清DV對實驗個體進行追蹤攝像，進行行為學分析。行為學觀察中觀察的內容主要包括社會交流、進食、休息、焦慮及情感依附等時間。評估模型成功標準〔6〕：食蟹猴出現典型的蜷縮樣抑郁樣行為，社會交流和運動行為減少，頻繁出現焦慮行為和情感依附性行為。

1.3BDNF、TNF-α及MIF水平檢測 BDNF、TNF-α、MIF檢測試劑盒，購于上海百蕊生物科技有限公司。嚴格按試劑盒說明書操作。

1.4觀察指標 觀察并記錄兩組食蟹猴實驗后各種行為時間分配，主要包括進食時間、運動時間、休息時間、焦慮時間、社會交流時間和情感依附時間；比較兩組食蟹猴拘禁前、拘禁期間第10、30、60天、拘禁后10 d的BDNF、TNF-α及MIF含量。

1.5統計學分析 使用SPSS21.0軟件，計數資料行χ2檢驗，計量資料行t檢驗。

2 結 果

2.1各組食蟹猴實驗后各種行為時間分配 通過為期60 d的行為學觀察，與對照組(0.05%、63.12%、0.51%)相比，實驗組食蟹猴焦慮時間(0.22%)、休息時間(77.98%)以及情感依附時間(1.42%)明顯升高，而社會交流時間、進食時間以及運動時間明顯下降(實驗組分別為5.22%、10.26%、4.92%，對照組分別為10.27%、14.25%、11.62%，P<0.05)。

2.2各組食蟹猴靜脈血BDNF、TNF-α、MIF水平比較 與對照組相比，實驗組BDNF含量明顯降低，TNF-α、MIF含量明顯升高(P<0.05)，且實驗組食蟹猴隨著拘禁時間延長，BDNF因子含量逐漸降低，TNF-α、MIF含量逐漸升高(P<0.05)。見表1。

表1 各組食蟹猴各時間段BDNF、TNF-α、MIF含量比較

與對照組相同時期比較:1)P<0.05；與同組拘禁前比較:2)P<0.05

3 討 論

抑郁癥又稱抑郁障礙，是目前較常見的情緒障礙性心理疾病之一，病因不詳，發病機制復雜。現代醫學研究認為抑郁癥的發生與性別、年齡、遺傳、婚姻、社會環境、心理狀況、經濟狀況、文化程度、生活事件等多種因素有關，臨床癥狀多表現為持久且顯著的情緒低落、認知障礙、意志活動衰退、思維遲緩、軀體不適和睡眠質量下降等心境障礙，嚴重者出現幻覺、妄想等精神病性癥狀，甚至自殺行為，嚴重危及患者生命。相關研究顯示，近年來抑郁癥患者中約31%～51%出現過自殺行為，其中死于自殺的抑郁癥患者占15%，由此看來抑郁癥不僅損害患者健康、降低患者生活質量，而且對家庭、社會造成極大負擔，已經成為一個嚴重的社會、醫療問題〔7〕。

本實驗結果顯示，中樞邊緣系統獎賞環路可能通過增加BDNF的含量減緩抑郁癥狀。眾多學者研究發現〔8〕，BDNF直接或間接參與了抗抑郁機制，當酪氨酸激酶受體(Trk)B與BDNF結合時，發生受體分子二聚化，使多個酪氨酸殘基快速磷酸化，磷酸化的轉錄因子移到細胞核并啟動細胞內信號轉導途徑，從而產生對神經元的保護以及促進其再生的作用。焦紅葉等〔9〕研究發現，細胞再生能力的損傷及神經可塑性可能是重癥抑郁發病的病理生理基礎，且BDNF可以刺激新生神經元突起的生長以及神經的可塑性，對新生神經元的進一步發育和成熟具有重要意義。最新文獻報道〔10〕，BDNF可能通過上調DCX陽性細胞表達，增強神經元前體細胞的分化和遷徙，進而促進神經元的生長發育。本研究結果與此一致。因此，我們認為抑郁癥患者神經元的保護作用可能與BDNF存在一定的關系。但是BDNF通過何種途徑實現神經保護作用，目前尚無定論。

本研究還發現，減少MIF及TNF-α的含量可能是中樞邊緣系統獎賞環路減緩抑郁癥狀的機制之一。目前，大多數學者認為，血清MIF及TNF-α水平與抑郁癥密切相關，可直接反映抑郁癥病情的進展程度〔11〕。中樞神經系統的血管內皮細胞、星形膠質細胞在炎癥情況下均可產生TNF-α擴大局部炎癥，對神經細胞造成損傷，從而加重抑郁癥病情〔12〕。關梓桐等〔13〕研究發現，外周血中TNF-α可以直接通過血腦屏障進入中樞神經系統，產生中樞效應，從而引發一系列抑郁癥狀。且眾多學者研究發現〔14〕，抑郁癥的發生可能與單核/巨噬細胞過度分泌細胞因子有關。下丘腦-垂體-腎上腺軸分泌細胞及粒細胞分泌的MIF是一種前炎性因子，通過抑制皮質醇(Cor)分泌，降低Cor對應激的反應速度，從而引起抑郁〔15〕。本研究顯示抑郁癥食蟹猴MIF及TNF-α水平均高于對照組，這與國內外研究〔16〕一致。

因此，增加BDNF含量、降低TNF-α及MIF含量，可能是中樞邊緣系統獎賞環路減緩抑郁癥的機制之一。

1Xie ZM，Wang XM，Xu N，etal.Alterations in the inflammatory cytokines and brain-derived neurotrophic factor contribute to depression-like phenotype after spared nerve injury：improvement by ketamine〔J〕.Sci Rep，2017；7(1)：3124.

2Lee BH，Kim YK.BDNF mRNA expression of peripheral blood mononuclear cells was decreased in depressive patients who had or had not recently attempted suicide〔J〕.J Affect Disord，2010；125(1-3)：369-73.

3金曉忠，朱冉旭，曹玉婷，等.腫瘤壞死因子-α與抑郁癥患者軀體疼痛癥狀相關性的研究〔J〕.臨床精神醫學雜志，2014；24(3)：171-3.

4Moon HY，Kim SH，Yang YR，etal.Macrophage migration inhibitory factor mediates the antidepressant actions of voluntary exercise〔J〕.Proc Natl Acad Sci U S A，2012；109(32)：13094-9.

5孫 寧，張克讓.抑郁癥發病炎性機制的研究進展〔J〕.中華精神科雜志，2016；49(4)：251-4.

6李 鑫，謝 亮，徐 帆，等.籠養食蟹猴行為時間分配對抑郁模型行為評價的啟示〔J〕.四川動物，2012；31(5)：798-802，807.

7苑 杰，齊文風，劉 昊，等.抑郁癥治療的循證醫學研究進展〔J〕.現代生物醫學進展，2015；15(34)：6783-7，6674.

8Zhang JC，Yao W，Hashimoto K.Brain-derived neurotrophic factor(BDNF)-TrkB signaling in inflammation-related depression and potential therapeutic targets〔J〕.Curr Neuropharmacol,2016；14(7)：721-31.

9焦紅葉，董燕粉，時 晰，等.腺相關病毒介導腦源性神經營養因子在體外螺旋神經節細胞中的表達分析〔J〕.徐州醫學院學報，2015；35(6)：390-4.

10付秀美，楊海艷，王榮良，等.脂肪源性干細胞促進大鼠受損坐骨神經傳導及脊髓腦源性神經營養因子和睫狀神經營養因子的表達〔J〕.解剖學雜志，2017；40(1)：11-5.

11伏簫燕，李海燕，崔 婷，等.CUS致大鼠抑郁行為涉及TNF-α及IDO-HAAO通路激活〔J〕.中國藥理學通報，2016；32(5)：620-5.

12方力華，姚 鍵，李偉仕，等.抑郁情緒對腦梗死患者血清高敏C反應蛋白和腫瘤壞死因子-α的影響〔J〕.海南醫學，2015；26(21)：3143-5.

13關梓桐，張文潔，李 悅，等.急性心肌梗死后抑郁大鼠前炎癥細胞因子腫瘤壞死因子α和白細胞介素1β的變化規律〔J〕.環球中醫藥，2015；8(12)：1446-51.

14田新英，郭承達.急性腦梗死患者血清巨噬細胞移動抑制因子水平與病情程度相關性研究〔J〕.腦與神經疾病雜志，2014；22(3)：219-21.

15饒冬萍，唐牟尼，殷青云，等.抑郁癥患者基線血清皮質醇水平與療效的關系〔J〕.山東醫藥，2014；54(4)：4-6.

16李延倉，婁石磊.燒傷康復期老年患者抑郁評分與血清中BDNF、MIF和Cor的關系探討〔J〕.醫學理論與實踐，2015；28(8)：1025-6.

〔2017-03-15修回〕

(編輯 徐 杰)

R7

A

1005-9202(2017)19-4691-03；

10.3969/j.issn.1005-9202.2017.19.002

海南省科技合作專項資金項目(No.KJHZ2015-16)

1 海南金港生物技術股份有限公司

符 俏(1969-)，女，碩士，主任醫師，主要從事神經康復方面的研究。

喻錦成(1974-)，男，碩士，副主任醫師，主要從事神經及骨科康復方面的研究。