摘要: 抑郁症是精神疾病中的主要难题之一。近年来由应激引发的神经内分泌系统的改变在抑郁症发病过程中的作用倍受关注，其中最重要的病理改变是下丘脑-垂体-肾上腺(Hypothalamic-Pituitary-Adrenocotical，HPA)轴的过度驱动与功能亢进(Hyper-activation)。... 展开 抑郁症是精神疾病中的主要难题之一。近年来由应激引发的神经内分泌系统的改变在抑郁症发病过程中的作用倍受关注，其中最重要的病理改变是下丘脑-垂体-肾上腺(Hypothalamic-Pituitary-Adrenocotical，HPA)轴的过度驱动与功能亢进(Hyper-activation)。HPA轴激活反应的核心驱动力来自位于下丘脑室旁核(Paraventricular nucleus，PVN)部位的促肾上腺皮质激素释放激素(CorticotropinReleasing Hormone，CRH，在啮齿类中，称作Corticotropin-Releasing Factor, CRF)神经元释放的CRH，再通过与其受体结合并激活下游级联信号通路，引发HPA轴中各个功效环节应激激素的大量释放，在抑郁症的发病中起着关键性作用。临床结果显示，对抑郁症患者和健康人群给予抗抑郁药物治疗后，CRH基因的表达量与HPA轴的活性都相应降低，提示抗抑郁药疗效可能与CRH及其Ⅰ型受体(coticotropin-releasing hormone receptor1, CRHR1)相关。 本研究主要从PartⅠ模式动物树鼩高应激反应的分子机制与PartⅡ应激反应的CRHR/GABAR微环路这两个领域探索由应激所引发的抑郁症致病的分子机制。 在抑郁症研究领域，由于啮齿类的实验模式动物与人类大脑间存在着结构与功能上的较大种属差异，致使目前基于啮齿类精神疾病模型的病理机制研究、药物研发与临床效用相当有限，尚未取得实质性进展。树鼩，一类比啮齿类动物更接近于灵长类动物的小型哺乳动物，对社会和环境应激压力高度敏感(Highsusceptibility)，是适于开展应激相关疾病研究的新型模式动物。但其高应激反应的机制尚未阐明。本研究目的之一在于探究树鼩对于应激刺激产生高反应性的分子机制，包括: 1.树鼩与人CRH-CRHR1信号通路在应激反应中的活化程度相近 基于树鼩与人在CRH及其受体CRHR1基因与蛋白序列高度保守的比对结果，为研究其特异性氨基酸位点突变对树鼩应激反应的信号通路活性的影响，我们首先合成人源CRH(hCRH)与树鼩源CRH(tCRH)并分别作用于垂体细胞系，比较下游信号通路的激活程度;同时分别过表达人源和树鼩源CRHⅠ型受体(hCRHR1，tsCRHR1)并分别施以相应CRH配体处理，体外模拟并比较二者下游信号激活程度以及时程与剂量效应;并进一步运用表面等离子体共振技术(SPR)检测并比较树鼩与人的CRH和CRHR1结合亲和力。结果显示人与树鼩的CRH-CRHR1信号通路的活化水平保持高度的一致。 2.aGRE位点募集转录激活因子正调控树鼩“应激启动子”(Stress Promoter)的高CRH转录活性 基于实验室前期对树鼩和人促肾上腺皮质激素释放激素基因启动子(CRHpromoter)的活性分析成果，证实启动子序列上游一个活性GRE位点(GREa)对树鼩的高CRH启动子活性起决定性作用，进一步筛选和鉴定出结合于该位点并参与正调控树鼩高CRH启动子活性的转录因子(SRC-1等)，更深入探寻应激条件下树鼩脑内CRH大量产生和释放的分子调节机制;并运用BiFC荧光动态成像技术建立离体细胞模型用于实时观测CRH与受体的相互作用。 本研究从分子水平进一步了解树鼩应激反应的机制，为今后以树鼩为模式动物的抑郁症研究提供参考。 研究显示，抑郁症患者的前额叶(PFC)皮层部位存在着生理结构与功能的异常。而前额叶与下丘脑HPA轴之间具有密切联系。我们提出的前额叶-下丘脑环路假说认为:前额叶CRH能神经元可能通过支配调节皮层环路中位于其下游的中间/锥体神经元使其兴奋/抑制，从而实现对下丘脑GABA能中间神经元与CRH神经元的跨脑区多核团联合调控。 1.CRH信号促进细胞膜表面GABAAR含量增加。 在实验室前期所发现的急性束缚应激后前额皮层CRH和CRHR1 mRNA含量上升的基础上，证实前额叶与PVN部位中间与锥体神经元上具有CRHR1与GABAAR的共存，以及急性应激后这些区域CRHR1蛋白表达的相应升高。在神经细胞中，发现CRH结合CRHR1后激活其下游PKA，PKC和Erk信号通路，运用膜表面受体内化荧光分析和细胞膜蛋白表达比较发现:CRHR1与GABAAR共同表达的细胞中，CRH短时程作用将阻止GABAAR进入胞内吞循环途径;CRH处理长时程将通过增加胞浆转运结合因子(HAP1蛋白)的分子机制促进GABAAR在膜上含量的升高。 2.前额叶对下丘脑的环路调控。 免疫组化显示，慢性不可预见应激抑郁症模型(CUMS)造模成功SD大鼠与正常对照鼠相比，其前额叶皮层区域观测到CRH阳性神经元数目的增长，以及锥体(Pyramidal)和中间神经元(Inter-neuron)上CRHR1与GABAAR免疫阳性信号的增强，同时在(a)PFC脑区抑制锥体的中间神经元以及(b)PVN脑区抑制CRH细胞的中间神经元上都观察到GABAAR与CRHR1的共定位标记以及免疫阳性信号的增强，表明这些中间神经元可能受到抑制，从而降低位于该脑区的微环路中由这些抑制性(GABAergic，Glycinergic)神经元所主导的抑制效用。受其调控的下游CRH神经元的活性相应增强，CRH释放更多，致使由前额叶发起的对HPA轴的负调控抑制解除，进而可能在应激引发的抑郁症发病初期阶段，促进和加剧了HPA轴活性的持续性增强。 本研究为了解抑郁症发病机制中CRH主导神经环路的生理功能，提供了研究基础和分子依据。 收起