Mrp8/14在抑郁行为中的作用及其机制研究

作     者：龚洪 

作者单位：中国人民解放军海军军医大学 

学位级别：博士

导师姓名：蒋春雷

授予年度：2018年

学科分类：1002[医学-临床医学] 100205[医学-精神病与精神卫生学] 10[医学] 

主      题：Mrp8/14 抑郁症 小胶质细胞 神经炎症 TLR4 

摘      要：研究背景:抑郁症是一种常见的精神疾病,以显著而持久的情绪低落为主要特征。目前,全球有超过3亿名抑郁症患者。总体而言,与发展中国家相比,美国等发达国家的抑郁症患病率较高,我国的抑郁障碍患病率约为3%至5%(2017年国家卫计委和世界卫生组织的统计结果分别为3.59%和4.2%)。性别方面,女性抑郁症患者明显多于男性。抑郁症不仅拥有极高的致残率,严重影响广大患者的身心健康,而且也给社会带来了沉重的经济负担。上世纪50年代初期,Selikoff和Robidzek等发现抗结核药物异丙烟肼具有改善情绪的作用。此后,从单胺氧化酶抑制剂、三环类抗抑郁药物到选择性五羟色氨重摄取抑制剂(SSRI)、去甲肾上腺素重摄取抑制剂(SNRI)类药物,一代代的抗抑郁药取得了长足的发展。然而,即便与第一代经典抗抑郁药相比,目前广泛使用的一线抗抑郁药(SSRIs和SNRIs)的疗效并无显著提升,临床上仍有约三分之一到一半的抑郁症病人对经典抗抑郁药无响应。此外,这些经典抗抑郁药大多存在明显的疗效滞后期,连续用药2到4周后才逐渐发挥疗效,这对于具有自杀倾向的重性抑郁症患者来说非常不利。抑郁症的致病机理十分复杂,各种假说层出不穷,主要包括单胺类神经递质假说、应激/HPA轴假说、神经炎症假说、神经可塑性假说、谷氨酸/GABA平衡假说、快感缺失/类阿片假说、类胆碱/肾上腺素平衡假说等。虽然抑郁症的病因学和病理学机制尚不十分清楚,但近年来的研究发现,神经炎症可能在抑郁症的发生发展中发挥着关键作用。小胶质细胞是神经炎症的主要参与者,处于敏化(priming或sensitization)状态的小胶质细胞虽然具有和静态小胶质细胞相似的监视功能,但当它们遭受二次免疫刺激的时候,其炎症反应将会被明显放大。小胶质细胞处于敏化状态的动物也更容易发生抑郁样行为。强烈或持久的免疫刺激也可以促进小胶质细胞激活,导致大量细胞因子的分泌,诱发中枢神经炎症,从而导致抑郁行为的发生。本实验室和其他实验室的研究发现,一些内源性损伤相关分子模式在神经炎症和抑郁发生过程中发挥了非常重要的作用。以HMGB1为例,它能够促使大鼠海马小胶质细胞进入敏态,显著放大小胶质细胞对LPS的炎症响应。二硫键形式的HMGB1也能够激活TLR4和RAGE介导的神经炎症反应,从而导致小鼠产生抑郁样行为。Mrp8和Mrp14是S100钙结合蛋白家族的两个重要成员,也是两种重要的内源性损伤相关分子模式。在生理条件下,Mrp8和Mrp14主要以Mrp8/14异源二聚体的形式存在并发挥生物学功能。Mrp8/14可以主动或被动的释放到细胞外,并与细胞膜上的TLR4和RAGE等多种模式识别受体发生特异性结合,诱导炎症反应的产生。已有研究表明,Mrp8/14在认知功能损伤及多种炎症疾病中作用显著,但Mrp8/14在抑郁症中扮演怎样的角色尚不得而知。因此,本研究旨在探究Mrp8/14在抑郁发生中的作用,并进一步揭示Mrp8/14发挥作用的主要机制。研究内容:(一)Mrp8/14在神经炎症敏化中的作用采用急性尾部电刺激方法,探究Mrp8/14在应激诱导的大鼠海马小胶质细胞敏化中的作用,通过给予Mrp8/14抑制剂ABR-215757,观察其对应激后大鼠小胶质细胞敏化的影响。此外,中枢给予重组Mrp8/14蛋白(rMrp8/14)后,分离原代的大鼠海马小胶质细胞,进一步研究Mrp8/14蛋白对海马小胶质细胞敏化的影响。(二)小鼠抑郁模型中Mrp8/14及相关炎症信号通路的变化通过慢性不可预见性温和应激(CUMS)来构建小鼠抑郁模型,检测抑郁行为指标(糖水偏爱实验和悬尾实验)验证动物造模是否成功。观察中枢海马和外周血清中Mrp8/14的来源和变化情况,同时检测海马组织中TLR4和RAGE通路的变化情况。(三)Mrp8/14在CUMS所致小鼠抑郁样行为及炎症信号通路中的作用选用ABR-215757作为Mrp8/14的特异性抑制剂,在CUMS处理期间,每天腹腔注射ABR-215757,研究其对CUMS诱发的小鼠抑郁样行为以及TLR4和RAGE通路的影响。(四)重组Mrp蛋白对小鼠抑郁样行为和神经炎症的影响通过侧脑室埋管分别给予Mrp8、Mrp14以及Mrp8/14三种重组蛋白,研究各重组蛋白对小鼠抑郁样行为的影响,进一步探索小胶质细胞激活、TLR4和RAGE通路的激活以及中枢炎症因子的表达情况。(五)TLR4在rMrp8/14所致小鼠抑郁样行为和神经炎症中的作用选用体内含量最为丰富的Mrp8/14异源二聚体进一步研究其在抑郁和神经炎症中的作用机制。另外,在中枢给予rMrp8/14蛋白之前,使用TLR4的药理性抑制剂TAK-242观察其对Mrp8/14诱发的抑郁样行为和中枢神经炎症的影响。(六)TLR4在rMrp8/14所致BV2小胶质细胞激活中的作用