神经肽S及受体系统抗焦虑样行为与睡眠的作用和机制

摘要

睡眠障碍是多数焦虑症患者的主诉，失眠为常见的临床表现。正常个体睡眠剥夺可导致焦虑，且多数焦虑患者常处于失眠（睡眠剥夺）状态，表明焦虑与睡眠障碍共存并相互影响。神经肽S（neuropeptide S, NPS）与其受体（NPS receptor, NPSR）是新近发现内源性的促觉醒和抗焦虑神经调质系统，NPSR mRNA在焦虑行为与睡眠的关键调节中枢杏仁核的高表达，提示 NPS-NPSR系统在焦虑样行为与睡眠以及抗焦虑样行为与睡眠中起重要的调节作用，但其作用途径和机制仍不明。本研究目的主要揭示 NPS-NPSR系统抗焦虑样行为与睡眠的作用和机制。
　　第一部分研究采用改良的多平台水环境法（ modified multiple platform method, MMPM）对成年雄性SD大鼠进行异相睡眠/快动眼睡眠剥夺（paradoxical sleep/rapid eye movement sleep deprivation, PSD/REMSD）24小时（8:00-8:00 h），运用开场实验（open field test, OFT）和明暗箱实验（light-dark box, LDB）的行为学检测，脑电（electroencephalogram, EEG）和肌电（electromyogram, EMG）记录（80:00-8:00 h），EEG能谱分析和睡眠觉醒时相解析，分别评价PSD引起的焦虑样行为与睡眠模式，以及侧脑室注射NPS抗PSD引起焦虑样行为与睡眠的作用特征。RT-qPCR检测PSD引起杏仁核内NPSR mRNA表达变化。即刻早基因c-Fos免疫组化标记侧脑室注射NPS引起活动神经元在杏仁核的数量变化， NPSR与c-Fos免疫荧光双标记NPS引起的活动神经元是否载有NPSR。
　　依据第一部分研究结果所提示NPS引起活动神经元表达NPSR的主要核团部位，第二部分研究采用选择性NPSR拮抗剂，[D-Val5] NPS，大鼠基底外侧杏仁核（basolateral amygdala, BLA）核团注射，运用高架十字迷宫（elevated plus maze, EPM）、OFT和LDB行为学检测，EEG、EMG记录（20:00-20:00 h），EEG能谱分析和睡眠觉醒时相解析，分别评价抑制BLA的NPSR神经元活动是否引起焦虑样行为与睡眠改变，以及NPS联合NPSR拮抗剂BLA注射是否消除NPSR神经元被抑制引起的焦虑样行为与睡眠改变。
　　结果：PSD引起大鼠在OFT中心场时间和直立次数减少，理毛时间增加， LDB明箱停留时间和明暗箱之间穿梭次数降低为特征的焦虑样行为。PSD大鼠焦虑样睡眠的特征为有较长的慢波睡眠（slow wave sleep, SWS）潜伏期，24小时睡眠觉醒周期的日间PS和夜间SWS、PS显著增加，这种PS增加伴有EEG的theta活动（4.5-8.5 Hz）增强，主要是由于PS片段发生次数增加。中枢注射NPS（1 nmol）抑制了PSD导致的焦虑样行为，NPS仍引起PSD大鼠第1小时约40分钟觉醒，随后睡眠恢复期的日间PS和EEG theta活动显著减少，但夜间PS和SWS增加。PSD引起杏仁核NPSR mRNA表达水平显著上升。侧脑室注射NPS引起BLA，中央杏仁核（central amygdala, CeA）和内侧杏仁核（medial amygdala, MeA）的Fos标记阳性神经元数量显著增加。免疫荧光双标记显示BLA77.9％，CeA65.1%和MeA64.8%的Fos标记神经元共表达NPSR。
　　双侧BLA注射[D-Val5] NPS（10 nmol/side）引起大鼠焦虑样行为，与对照组（saline）比较，表现为在EPM开臂停留时间百分比和进入开臂次数百分比降低，在OFT中心场时间和直立次数减少，理毛时间增加，在LDB明箱停留时间和明暗箱之间穿梭次数降低。24小时睡眠觉醒周期表现为SWS潜伏期缩短，给药后第1小时SWS增加，W降低，PS无显著变化，但PS片段发生次数显著增加而片段持续时间降低；夜间W总量降低，SWS总量增加。BLA联合注射NPS（0.25 nmol/side）和[D-Val5] NPS（10 nmol/side），[D-Val5] NPS引起的焦虑样行为完全消失，睡眠觉醒时相表现为SWS和W与对照组比较无统计学差异。
　　结论： PSD导致的焦虑样行为和睡眠与引起的杏仁核NPSR mRNA表达上调密切相关，NPS经激活杏仁核负载NPSR的神经元抗PSD引起的焦虑样行为与睡眠。抑制 BLA的 NPSR神经元引起焦虑样行为与睡眠改变，表明 BLA是NPS-NPSR系统调节焦虑行为与睡眠的关键中枢部位。

目录

声明

前言

1. NPS-NPSR系统

2. 焦虑

3. 睡眠与焦虑

4. 杏仁核对焦虑和睡眠的调节

第一章 神经肽S经激活杏仁核负载神经肽S受体的神经元抗异相睡眠剥夺引起的焦虑样行为和睡眠

立项依据

第一部分 神经肽S抗异相睡眠剥夺引起的焦虑样行为

材料和方法

结果

第二部分 神经肽S抗异相睡眠剥夺引起的焦虑样睡眠

材料和方法

结果

第三部分 异相睡眠剥夺上调杏仁核NPSR mRNA表达

材料和方法

结果

第四部分 神经肽S增强杏仁核负载NPSR神经元活动

材料和方法

结果

讨论

结论

第二章 NPS-NPSR系统通过基底外侧杏仁核调控焦虑样行为和睡眠

立项依据

第一部分 神经肽S作用基底外侧杏仁核消除NPSR神经元失活引起的焦虑样行为

材料和方法

结果

第二部分 神经肽S作用基底外侧杏仁核消除NPSR神经元失活引起的睡眠改变

材料和方法

结果

讨论

结论

参考文献

附录

在学期间研究成果

一、已发表论文

二、待发表论文

三、专利

四、会议纪要

五、参与课题项目

致谢