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天敌应激对大鼠海马神经元的损害作用及海马类固醇激素受体系统对精神应激反应的调节效应研究

赵虎  
【摘要】: 前言:应激可导致一系列神经内分泌和行为的改变,包括糖皮质激素(GCs)水平升高和焦虑样行为。适当的应激反应,在行为上表现为战斗和防御,在内分泌上为应激激素的分泌增加,这一系列变化对个体在恶劣环境下的生存具有重要的意义。研究表明,应激可引起大脑受损,海马是受影响最明显的脑区之一。海马既能调节应激反应又能受应激反应影响。海马对新事物的学习和记忆发挥重要作用。这一功能对于应激反应至关重要,如面对天敌时个体对潜在威胁生命的事件的评估。个体对应激或环境的变化可表现再适应,或适应失败直至疾病。适应不良或障碍是与海马神经元的损害相一致的,如不可逆的锥体细胞萎缩和永久性细胞丢失。而且,海马神经元的损害因应激的强度和持续时间不同,可从可逆性树突和神经元萎缩,直至向凋亡和永久性细胞丢失发展。大量的动物研究证明,应激所致的高水平GCs与海马损害有关。下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴(HPA)的激活和终止,对应激反应的调节和个体恢复内稳态发挥主要的影响。海马含有丰富的GCs受体,盐皮质激素受体(Mineralocorticoid receptor,MR)与糖皮质激素受体(Glucocorticoid Receptor,GR)。海马MR和GR两套二元受体系统,通过对HPA的抑制效应,调节GCs水平。精神性应激,在性质上明显不同于躯体性应激。从应激源的感知到应激反应,二者可能通过不同的神经通路。对于精神性应激源,个体的反应强度 学脂厚全笋夕居戈 取决于其自身对应激的认知和评估。大量的临床研究也提示,人类的 创伤后应激障碍、抑郁症、心理生理障碍的发病均与面临的心理压力 或应激有关。因此,精神应激的研究对阐明一系列人类应激相关疾病 的发病机制,提高预防和治疗水平,加深对精神刺激所致的精神损伤 的理解,均具有重要的意义。先前的研究已采用不同的应激源,描述 和分析应激反应的行为学和生理性变化,但对于精神应激的基础研 究,迄今仍依赖理想的动物模型。天敌可对一些动物产生相应的威胁 其生命的厌恶性刺激,优于目前使用的其它应激动物模型。近年来不 断采用的猫一鼠天敌应激动物模型,为一种非痛性应激,将最大程度 地排除疼痛和躯体性应激的作用,纯化了精神性应激源,更好地模拟 现实生活中人类所面临的心理压力或应激。本研究的目的就是通过不 同方式的天敌应激,对大鼠行为与内分泌、海马神经元的改变进行观 察,以明确天敌应激对海马神经元的损害作用及其病理学性质,并阐 明海马类固醇激素受体系统对精神应激反应的调节机制。 材料与方法:应激方式包括以猫为天敌刺激,大鼠每天接受1次 猫暴露应激实验,每次1小时。大鼠分为4组:(l)接受单次应激(急 性应激组);(2)连续接受应激14天组(2周持续应激组);(3)连续 接受应激28天组(4周持续应激组);(4)对照组。在实验前后采用 开场实验箱分别测定大鼠行为(中央格内停留时间、穿行格数及直立 次数)的变化;动物完成应激后,大鼠迅速断头处死,将大鼠左脑置 于4%多聚甲醛溶液中固定24小时。同时取血,采用放免法分析血清 皮质醇水平。左脑常规石蜡切片后,Ni 551染色进行海马CA3、CAI 锥体细胞计数,观察海马神经元有无丢失;右脑固定48小时后,采 用Go 1 91染色,观察海马锥体细胞顶树突总长度;采用末端脱氧核昔 酸介导的X一dUTP缺口末端标记(TUNEL)法,观察海马凋亡神经元。 透射电子显微镜观察海马锥体细胞超微结构;海马组织DNA提纯后, 经琼脂糖凝胶电泳观察DNA片段大小。采用MR、GR的寡核昔酸探针, 原位杂交观察海马MR、GRmRNA的表达。所有图像以CM工AS系列一多功 助兴大学医岁漪月份学世股丈 能真彩色病理图像分析系统(4.0),进行处理分析。实验数据运用 SPSSll.O for Windows软件包进行处理。统计学方法包括。ne一way ANOVA和独立样本t检验;两两比较采用Student一Newman一Keulia (SNK)和Games,Howell和Dunnett T3法。结果以平均值士标准差 (Mean士SD)表示。尸0.05表示有统计学显著性差异。 结果(1)接受单次应激的大鼠出现活动性抑制效应。与2周 持续应激大鼠相比,4周持续应激大鼠的行为抑制更明显。随着动物 接受应激次数的增加,停留时间、穿行格数及直立次数就出现递减的 趋势。接受单次应激后,大鼠开始产生血清皮质醇水平的升高。2周 应激大鼠的皮质醇水平最高,4周应激大鼠出现缓慢下降的趋势。(2) 所有应激组CA3、CAI区锥体细胞数均显著低于对照组,且2个持续 应激组CAI区锥体细胞数也显著少于急性应激组。与对照组相比,应 激组大鼠海马锥体细胞树突长度变短,分支点较少,且随应激时间延 长而加重。各应激组CA3区TUNEL平均灰度均显著低于对照组,2周 与4周应激组又显著低于急性应激组;各应激组平均光密度和面密度 均显著高于对照组;2周与4周应激组数密度显著高于对照组,2周 应激组又显著高于急性应激组。急性应激组、2周应激组CAI区TUNEL 平均灰度均显著低于对照组;急性应激组、2周应激组平均光密度均 显著高于对照组;2周应激组面密度显著高于对照组和急性应激组;2 周应激组数密度显著高于对照组。大多数


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