食欲素改善大鼠抑郁樣行為及其受體機制研究

陳 艷，李 華，安 曉，葉建寧，陳 曲

（1. 中國人民解放軍陸軍軍醫大學第一附屬醫院骨科醫學運動中心，重慶 400038； 2. 中國人民解放軍陸軍軍醫大學第二附屬醫院神經內科，重慶 400030）

抑郁癥是以顯著而持久的情緒低落為主要特征的心境障礙，并伴有認知功能損害，已成為世界第四大疾病，嚴重影響到人們的身心健康[1]。食欲素是由外側下丘腦區和穹窿周區的神經元產生的一種肽類神經遞質，主要通過2 種G 蛋白偶聯受體，即食欲素1 型受體和食欲素2 型受體，廣泛調控多個腦區神經元的活動，與睡眠－覺醒、學習記憶、內分泌和運動高度相關[2－4]。食欲素系統與抑郁癥的發生、發展密切相關，可投射至腦內伏隔核、腹外側被該區多巴胺系統及外側隔核，通過興奮這些腦區神經元，提高動物的探索動機，增強獎賞行為[5－6]。相反，藥物抑制食欲素受體及敲除食欲素基因會引起動物動機減退[7]，且在抑郁癥模型動物和抑郁癥患者腦內的食欲素水平會下降[8－11]。本研究中探討了外源性食欲素對抑郁樣行為的影響及受體機制，旨在闡明食欲素的抗抑郁作用及其受體機制?，F報道如下。

1 材料與方法

1.1 試藥與動物

試藥：食欲素（貨號為1455），食欲素2 型受體阻斷劑TCS－OX －29（貨號為3371），均購自英國Tocris 公司；食欲素1 型受體阻斷劑SB －334867（貨號為SML1530，美國Sigma －Aldrich 公司)。

動物：SPF 級雄性SD 大鼠70 只，8 ～12 周齡，體質量200 ～250 g，購自陸軍軍醫大學實驗動物中心[實驗大鼠合格編號為SYXK（渝）2017002]，動物飼養環境溫度為22 ～23 ℃，相對濕度為45% ～50%，環境光線控制（8：00 ～20：00 開燈，20：00 ～8：00 關燈）。

1.2 動物分組、建模與給藥

將70 只健康雄性SD 大鼠隨機分為正常對照組（A 組），模型組（B 組），食欲素低、中、高劑量組（C1組，C2組，C3組），食欲素＋食欲素1 型受體阻斷劑組（D 組）；食欲素＋食欲素2 型受體阻斷劑組（E 組），每組10 只。

A 組大鼠正常飼養，B 組與C1組、C2組、C3組、D 組及E 組大鼠孤養于慢性應激刺激場景中（CUMS），構建抑郁癥模型大鼠。主要應激包括束縛（2 h／d）、夾尾（2 h／d）、強迫游泳（30 min／d），連續應激21 d，以出現體質量減輕、探索行為減少等抑郁癥狀為建模成功。建模成功后，C1組、C2組和C3組大鼠側腦室分別給予10，50，100 μg／kg食 欲 素，D 組 大 鼠 側 腦 室 給 予100 μg ／ kg 食 欲 素 和15 mg／kg 食欲素1 型受體阻斷劑，E 組大鼠側腦室給予100 μg ／kg 食欲素和15 mg／kg 食欲素2 型受體阻斷劑，A 組和B 組大鼠給予等量生理鹽水，每日1 次，均連續給藥1 周。

1.3 行為學檢測

體質量測定：實驗結束后，分別稱各組大鼠體質量。

曠場試驗：最后1 次給藥結束后2 h，各組大鼠分別進行曠場試驗(上海欣軟信息科技有限公司)測試。曠場為0.5 m ×0.5 m ×0.5 m 的白色盒子。每只大鼠僅接受1 次檢測。將大鼠置曠場的中心區域，讓其在曠場中自由探索5 min。采用視頻軌跡追蹤系統分析大鼠在曠場中的運動距離和站立次數。

糖水偏愛試驗：首先進行適應性訓練，即在測試籠兩側分別放置1 瓶1% 蔗糖水及1 瓶純水，動物自由飲水。適應性訓練3 d，蔗糖水和純水的位置每天互換，防止大鼠產生位置偏愛。測試前1 d，對大鼠進行禁水。每只大鼠給予1 瓶蔗糖水（1%）和1 瓶純水，記錄大鼠1 h總的液體消耗量與糖水消耗量。糖水偏愛率(% ) ＝(糖水消耗量／總液體消耗量) ×100%。

學習記憶能力檢測[12]：將Morris 水迷宮(上海欣軟信息科技有限公司)分為4 個象限，將1 個逃生平臺（直徑10 cm）置其中1 個象限，并隱藏于水下。訓練時，隨機將大鼠從4 個入水點入水，讓動物在水迷宮中探索120s，尋找逃生平臺。若在120 s 內未能找到逃生平臺，則引導其到逃生平臺停留30 s 再進行下1 次訓練。每組訓練4 個trials，每次間隔2 min，共訓練3 組。通過視頻追蹤系統記錄找到逃生平臺的時間，分析經過訓練后第3 組動物尋找平臺的潛伏期。

1.4 統計學處理

2 結果

結果見表1。與A 組相比，B 組大鼠的體質量、自主活動和糖水偏愛率均顯著下降（P ＜0.01），表明建模有效。與B 組相比，C2組和C3組大鼠體質量顯著升高，自主活動及糖水偏愛率均顯著增加（P ＜0.05），表明食欲素能明顯改善抑郁模型大鼠的抑郁樣行為。與B 組相比，D 組大鼠體質量、自主活動及糖水偏愛率無明顯差異（P ＞0.05），但E 組大鼠以上指標均有顯著改善（P＜0.05），表明食欲素改善抑郁癥狀主要通過激活食欲素1 型受體所致。與A 組相比，B 組大鼠的尋找逃生平臺潛伏期延長（P ＜0.01），表明抑郁模型大鼠學習記憶能力受損。與B 組相比，食欲素處理能顯著降低抑郁模型大鼠尋找平臺的潛伏期（P ＜0.05）。同時給予食欲素1 型受體阻斷劑與食欲素后，與B 組相比，大鼠尋找平臺的潛伏期無明顯差異（P ＞0.05）。同時給予食欲素2型受體阻斷劑和食欲素后，與B 組相比，大鼠尋找平臺的潛伏期顯著降低（P ＜0.05），表明食欲素通過激活其1 型受體，也能改善抑郁模型大鼠的認知功能障礙。

表1 食欲素對大鼠體質量、自主活動、糖水偏愛及學習記憶能力的影響（± s，n ＝10）

表1 食欲素對大鼠體質量、自主活動、糖水偏愛及學習記憶能力的影響（± s，n ＝10）

注：與A 組 比 較， P ＜0.05， ＃ P ＜0.01；與B 組 比 較，P ＜0.05， P ＜0.01。

自主活動組別 體質量（g） 糖水偏愛率(%) 潛伏期（s）A 組B 組C1 組C2 組C3 組D 組E 組266.1±5.1 210.3±6.1＃225.5±10.3 251.4±3.5 258.6±6.4 220.1±4.3 255.2±3.4運動距離（m）18.1 ±1.5 13.2 ±0.9＃15.2 ±0.8 16.4±1.2 17.8±1.2 13.8±1.1 17.3 ±1.4站立次數（次）8.1±0.6 5.2±0.9＃6.32±0.4 6.9±0.5 7.9±0.8 5.8±0.6 7.6±0.4 74.1 ±5.5 52.1 ±4.5＃65.2 ±6.2 66.4±3.2 75.1 ±5.2 58.1 ±7.1 73.1 ±4.7 29±3 47±5 39±4 35±6 34±5 50±7 37±4

3 討論

抑郁癥是臨床常見的情感障礙性疾病，其主要癥狀為體質量下降、情緒低落、快感缺失、認知功能下降等系列癥狀。目前，抑郁癥的發病機制尚不清楚，并缺乏有效的治療手段[1]。外側下丘腦神經元分泌的食欲素系統與抑郁癥的病理生理學密切相關。在抑郁癥患者或抑郁癥模型動物中，腦脊液中的食欲素水平較低，提示食欲素低下可能是造成抑郁癥的因素之一[8－11]。食欲素神經元可投射至中腦腹外側被蓋區，可激活該腦區的多巴胺能神經元，增加腦內的多巴胺釋放，提高動物的探索動機及快感。此外，食欲素神經元可直接投射至伏隔核腦區，通過增加該核團內多巴胺1 型受體陽性神經元的興奮性，提高動物自主活動水平[5－6]。在抑郁模型動物中，中腦腹外側被蓋區－伏隔核神經環路發生了可塑性變化，導致該環路的興奮性較低。食欲素能提高抑郁模型動物糖水偏愛率及探索動機，可能的中樞機制是外源性的食欲素刺激中腦腹外側被蓋區－伏隔核神經環路所致。本研究結果顯示，食欲素能顯著提高抑郁模型大鼠體質量，提高糖水偏愛率及探索動機。

Morris 水迷宮試驗主要檢測海馬依賴的空間學習記憶能力。在抑郁癥患者或模型動物中海馬神經元的內在興奮性及突觸傳遞會發生病理改變，引起空間學習記憶能力受損。在Morris 水迷宮試驗中，食欲素能降低抑郁模型動物逃避潛伏期，即能改善抑郁模型動物學習記憶障礙。海馬腦區表達有食欲素受體，且已有報道表明，食欲素可調控海馬突觸可塑性[13－14]。海馬神經元的活動受到內側隔區乙酰膽堿能神經元的支配，食欲素可興奮內側隔區乙酰膽堿能神經元[15]?？梢?，食欲素可通過直接或間接方式調控海馬腦區的活動，改善海馬的病理損害。

食欲素有2 種G 蛋白偶聯受體，其中1 型受體與Gq 偶聯，細胞內激活磷脂酶（PLC）－蛋白激酶C（PKC）信號通路，參與情緒及學習記憶的調控[16－17]；2 型受體主要與Gs 偶聯，升高細胞內的鈣離子和cAMP 水平。本研究結果顯示，在食欲素1 型受體阻斷劑存在條件下，食欲素對抑郁樣行為和學習記憶障礙的改善作用消失；但在其2 型受體阻斷劑存在條件下，食欲素仍能改善抑郁癥狀和學習記憶障礙，證明食欲素可通過激活其1 型受體發揮效應，可為抗抑郁癥藥物的研發提供新依據。