小剂量氯胺酮复合异丙酚调整抑郁模型大鼠电休克疗效的Glu/GABA-Gln代谢环路机制

摘要

目的：通过下列研究：①评价小剂量氯胺酮复合异丙酚对电惊厥刺激(ECS，电休克的动物模型)治疗抑郁模型大鼠行为学的影响；②探讨小剂量氯胺酮复合异丙酚对ECS治疗抑郁模型大鼠前额叶神经元谷氨酸脱羧酶(GAD)同工酶65和67，及星形胶质细胞谷氨酰胺合成酶(GS)的影响。旨在明确小剂量氯胺酮复合异丙酚对ECS治疗效应的影响，阐明小剂量氯胺酮复合异丙酚调整抑郁症ECS治疗效应的Glu/GABA-Gln代谢环路调控机制。
　　方法：本研究共分为2个部分。
　　第一部分：雄性SD大鼠50只，鼠龄7周，体重220±20 g，随机分为5组(n=10)：不干预组(Control组)、异丙酚+抑郁处理组(PD组)、氯胺酮+异丙酚+抑郁处理组(KPD组)、氯胺酮+异丙酚+抑郁+ECS处理组(KPDE组)和异丙酚+抑郁+ECS处理组(PDE组)。Control组大鼠每笼5只正常饲养，不作任何干预处理。PD组、KPD组、KPDE组和PDE组大鼠单笼饲养，采用慢性不可预见轻度应激(CUMS)建立抑郁模型。模型建立成功后，PD组和PDE组经腹腔注射异丙酚100 mg/kg，KPD组和KPDE组经腹腔注射氯胺酮10 mg/kg和异丙酚80 mg/kg，待大鼠翻正反射消失后，PD组和KPD组给予不通电的假ECS处理，PDE组和KPDE组给予通电的ECS处理(ECS参数：双耳电极，双向矩形波，波幅0.8 A，波宽1.5 ms，频率125 Hz，放电时间0.8 s，电量120 mC)，1次/d，连续7 d。以大鼠适应性饲养7d后的第1天作为实验起始的第1天。分别于实验的第1天、第37天和第52天进行糖水偏好实验，于第2天、第38天和第53天进行旷场评分实验，于第3天、第39天和第54天进行Morris水迷宫实验。糖水偏好实验指标为糖水消耗百分比，旷场评分实验指标为行走路程和站立次数，以上指标用于评价抑郁样行为程度；Morris水迷宫实验指标为逃避潜伏期和目标象限时间，用于评价学习记忆功能。
　　第二部分：雄性SD大鼠75只，鼠龄7周，体重220±20 g，随机分为5组(n=15)：不干预组(Control组)、异丙酚+抑郁组(PD组)、氯胺酮+异丙酚+抑郁组(KPD组)、氯胺酮+异丙酚+抑郁+ECS组(KPDE组)和异丙酚+抑郁+ECS组(PDE组)。干预处理方式同第一部分并同步进行，但不进行行为学测试(避免行为学测试对本部分研究的影响)。于实验的第60天处死动物，每组随机抽取8只用于前额叶GAD65和GAG67的免疫荧光检测，或GS的免疫组化检测；其余动物用于前额叶GAD65、GAG67和GS的RT-PCR检测。
　　结果：第一部分：
　　糖水偏好实验：与Control组比较，PD组、KPD组、KPDE组和PDE组在不同时间点糖水消耗百分比差异有统计学意义(P<0.05)；实验第1天(建模前)各组糖水消耗百分比差异无统计学意义(P>0.05)；实验第37天(建模后)，与Control组比较，PD组、KPD组、KPDE组和PDE组糖水消耗百分比降低(P<0.05)；实验第52天(治疗后)，与Control组比较，PD组、KPD组和PDE组糖水消耗百分比降低，与PD组或KPD组比较，KPDE组和PDE组糖水消耗百分比增高，与PDE组比较，KPDE组糖水消耗百分比增高(P<0.05)。
　　旷场评分实验：与Control组比较，PD组、KPD组、KPDE组和PDE组在不同时间点行走路程和站立次数差异有统计学意义(P<0.05)；实验第2天(建模前)各组行走路程和站立次数差异无统计学意义(P>0.05)；实验第38天(建模后)，与Control组比较，PD组、KPD组、KPDE组和PDE组行走路程和站立次数减少(P<0.05)；实验第53天(治疗后)，与Control组比较，PD组、KPD组、KPDE组和PDE组行走路程和站立次数减少，与PD组或KPD组比较，KPDE组和PDE组行走路程和站立次数增加，与PDE组比较，KPDE组行走路程和站立次数增加(P<0.05)。
　　Morris水迷宫实验：与Control组比较，PD组、KPD组、KPDE组和PDE组在不同时间点逃避潜伏期和目标象限时间差异有统计学意义(P<0.05)；实验第3天(建模前)各组逃避潜伏期和目标象限时间差异无统计学意义(P>0.05)；实验第39天(建模后)，与Control组比较，PD组、KPD组、KPDE组和PDE组逃避潜伏期延长(P<0.05)，但目标象限时间差异无统计学意义(P>0.05)；实验第54天(治疗后)，与Control组比较，PD组、KPD组、KPDE组和PDE组逃避潜伏期延长，KPDE组和PDE组目标象限时间缩短，与PD组或KPD组比较，KPDE组和PDE组逃避潜伏期延长，目标象限时间缩短，与PDE组比较，KPDE组逃避潜伏期缩短，目标象限时间延长(P<0.05)。
　　第二部分：
　　免疫荧光检测：与Control组比较，PD组、KPD组、KPDE组和PDE组前额叶GAD65和GAD67平均光密度值降低(P<0.05)；与PD组或KPD组比较，KPDE组和PDE组前额叶GAD65和GAD67平均光密度值增高(P<0.05)；与PDE组比较，KPDE组前额叶GAD65平均光密度值增高(P<0.05)，但GAD67平均光密度值差异无统计学意义(P>0.05)。
　　免疫组化检测：与Control组比较，PD组、KPD组、KPDE组和PDE组前额叶GS平均光密度值降低(P<0.05)；与PD组或KPD组比较，KPDE组前额叶GS平均光密度值增高(P<0.05)；与PDE组比较，KPDE组前额叶GS平均光密度值增高(P<0.05)；但PD组、KPD组和PDE组这3组间前额叶GS平均光密度值差异无统计学意义(P>0.05)。
　　RT-PCR检测：与Control组比较，PD组、KPD组、KPDE组和PDE组前额叶GAD65、GAD67和GS的mRNA相对表达量降低(P<0.05)；与PD组或KPD组比较，KPDE组和PDE组前额叶GAD65和GAD67的mRNA相对表达量增高，KPDE组前额叶GS的mRNA相对表达量增高(P<0.05)，但PDE组前额叶GS的mRNA相对表达量差异无统计学意义(P>0.05)；与PDE组比较，KPDE组前额叶GAD65和GS的mRNA相对表达量增高(P<0.05)，但GAD67的mRNA相对表达量差异无统计学意义(P>0.05)。
　　结论：(1)慢性不可预见轻度应激可致大鼠抑郁样行为改变，表现为快感消失和兴趣降低；同时降低大鼠学习能力，但对记忆功能影响不大。
　　(2)相对于单用异丙酚的麻醉，小剂量氯胺酮复合异丙酚麻醉可增强ECS的抗抑郁疗效，同时能更有效改善ECS后的学习记忆功能降低。
　　(3)慢性不可预见轻度应激导致的大鼠抑郁样行为改变可能与前额叶Glu/GABA-Gln代谢环路上神经元GAD65和GAD67，以及星形胶质细胞GS的表达降低有关，这些表达的异常可导致Glu和GABA代谢的失衡。
　　(4)相对于单用异丙酚的麻醉，小剂量氯胺酮复合异丙酚麻醉使ECS治疗能够更有效的逆转CUMS导致的前额叶神经元GAD65和星形胶质细胞GS表达的降低，从而更好的逆转CUMS造成的Glu和GABA代谢的失衡，而这可能与小剂量氯胺酮复合异丙酚增强ECS抗抑郁疗效的机制有关。