碳酸锂在Cuprizone诱导的脑白质损伤模型髓鞘修复中的作用

摘要

背景： 精神分裂症等许多精神疾病的病因与发病机制尚不明确，相关研究表明脑白质结构和功能的异常可能是包括精神分裂症在内的许多精神疾病的发病机制之一。碳酸锂是精神科常用的情感稳定剂，除了稳定情绪外，碳酸锂的神经营养与神经保护作用也在近年来被广泛证实。然而碳酸锂能否通过修复受损的髓鞘来治疗脑白质的损伤，进而为促进精神疾病和神经系统疾病的恢复提供新的治疗思路，值得进一步的研究。 目的： 通过制备小鼠脑白质脱髓鞘模型，研究碳酸锂干预对双环己酮草酰二腙（cuprizone,CPZ）模型小鼠体重、行为学水平以及对前额叶、海马、胼胝体部位髓鞘恢复情况的影响，分析脑白质脱髓鞘与行为学改变的关系，探讨碳酸锂在CPZ所致脑白质损伤模型中髓鞘修复的作用。 方法： 1.将购买的C57BL/6小鼠适应性喂养一周后进行行为学测评，淘汰体重较轻与行为学表现较差的小鼠，筛选出60只行为学表现均一的小鼠，将其随机分为造模组（CPZ组）和对照组（CON组）各30只。接下来的6周内，CPZ组每天给与含有0.2%CPZ的饮食，CON组同等条件正常饲料喂食，每周对小鼠进行体重测评。 2.造模6周后，对CON组与CPZ组进行行为学测评，测评后每组抽取10只取材通过蛋白印迹与免疫荧光分析造模整体情况。随后CON组分为CON+Sham，CON+LiCO3两组，每组10只，分别给与人造正常饲料与人造0.2%LiCO3饲料。同理，CPZ组也分为CPZ+Sham，CPZ+LiCO3两组，每组10只，分别给与人造正常饲料与人造0.2%Li CO3饲料，干预时间为2周。 3.通过蔗糖水偏好实验、旷场实验、转棒实验对小鼠进行行为学测评，评估CPZ造模和碳酸锂干预对小鼠的行为影响。 4.采用蛋白印迹（Western blot）技术检测小鼠前额叶和海马髓鞘碱性蛋白（MBP）、2',3'-环核苷酸3'-磷酸二酯酶（CNPase）的蛋白表达水平。通过免疫荧光技术检测小鼠胼胝体MBP蛋白表达量。 5.采用SPSS21.0软件包进行数据分析，符合正态分布的数据资料以均数±标准差表示，两组间均数比较采用独立样本t检验，多组计量资料采用单因素方差分析，多重比较采用最小显著差检验（LST检验），P＜0.05为差异有统计学意义。 结果： 1．CPZ造模对小鼠的影响 CPZ造模前，CON组与CPZ组小鼠体重及各项行为学指标差异均无统计学意义（P＞0.05）。 CPZ造模后行为学结果显示：CPZ造模过程中每周末体重测量时CPZ组小鼠体重均低于CON组，差异有统计学意义（P＜0.05）。旷场实验中，CPZ组旷场运动总距离小于CON组，差异有统计学意义（P＜0.05），而两组小鼠边界区域运动距离比例无明显差异（P＞0.05）。蔗糖水实验中，两组小鼠蔗糖偏好指数差异无统计学意义（P＞0.05）。转棒实验中，CPZ组转棒停留时间小于CON组，差异有统计学意义（P＜0.05）。 CPZ造模后蛋白印迹结果显示：CPZ组小鼠前额叶MBP、CNPase蛋白表达量均少于CON组，差异具有统计学意义（P＜0.05）；CPZ组海马MBP、CNPase蛋白表达量也均少于CON组，差异有统计学意义（P＜0.05）。 CPZ造模后免疫荧光结果显示：CPZ组小鼠胼胝体MBP平均荧光强度（AOD）低于CON组，差异有统计学意义（P＜0.05）。 2．碳酸锂干预对小鼠的影响， 碳酸锂干预2周后行为学结果显示：CON+Sham，CON+LiCO3，CPZ+Sham，CPZ+LiCO3四组小鼠体重组间比较差异具有显著性（F=21.219，P=0.000）。两两比较发现：CON+Sham组体重高于其余三组，差异有统计学意义（P＜0.05）。CPZ+Sham体重高于CPZ+LiCO3组，差异有统计学意义（P＜0.05）。其余组别两两比较无统计学差异（P＞0.05）。 四组小鼠蔗糖水偏好指数组间差异有显著性（F=10.751，P=0.000）。两两比较发现：其中，CON+LiCO3组和CPZ+LiCO3组小鼠蔗糖水偏好指数均高于CON+Sham组，差异有统计学意义（P＜0.05）。CPZ+LiCO3组小鼠蔗糖水偏好指数高于CPZ+Sham组，差异有统计学意义（P＜0.05）。其余组别两两比较无统计学差异（P＞0.05）。 四组小鼠旷场实验运动总距离与边界区域运动距离占比差异均无统计学意义（F=0.034，P=0.991）（F=0.132，P=0.940）。 四组小鼠转棒实验的停留时间组间差异有统计学意义（F=10.751，P=0.000）。两两比较发现：CON+Sham组、CON+LiCO3组和CPZ+Sham组小鼠在转棒上的停留时间均高于CPZ+Sham组，差异有统计学意义（P＜0.05）。其余组别两两比较无统计学差异（P＞0.05）。 碳酸锂干预2周后蛋白印迹结果显示：CON+Sham，CON+LiCO3，CPZ+Sham，CPZ+LiCO3四组小鼠前额叶MBP、CNPase相对表达量组间差异具有统计学意义（F=32.066，P=0.000）（F=47.086，P=0.000）。两两比较发现：CON+Sham组和CON+LiCO3组小鼠前额叶MBP、CNPase的相对表达量均高于CPZ+Sham组和CPZ+LiCO3组，差异有统计学意义（P＜0.05）。CPZ+LiCO3组小鼠前额叶MBP、CNPase的相对表达量高于CPZ+Sham组，差异有统计学意义（P＜0.05）。其余组别两两比较无统计学差异（P＞0.05）。 四组小鼠海马MBP、CNPase相对表达量组间差异也具有统计学意义（F=46.189，P=0.000）（F=17.960，P=0.000）。CPZ+Sham组小鼠海马MBP、CNPase相对表达量明显低于其余三组，差异具有统计学意义（P＜0.05）。CON+LiCO3组小鼠海马CNPase相对表达量高于CON+Sham组，差异具有统计学意义（P＜0.05）。其余组别两两比较无统计学差异（P＞0.05）。 碳酸锂干预2周后免疫荧光结果显示：CON+Sham，CON+LiCO3，CPZ+Sham，CPZ+LiCO3四组小鼠MBP在胼胝体的平均荧光强度（AOD）组间差异有统计学意义（F=27.996，P=0.000）。两两比较发现：CON+Sham组和CON+LiCO3组胼胝体MBP平均荧光强度（AOD）均高于CPZ+Sham组和CPZ+LiCO3组，差异有统计学意义（P＜0.05）。CPZ+LiCO3组胼胝体MBP平均荧光强度（AOD）高于CPZ+Sham组，差异有统计学意义（P＜0.05）。其余组别两两比较无统计学差异（P＞0.05)。 结论： 1.碳酸锂可以改善脱髓鞘小鼠的平衡能力与快感体验，但对小鼠体重的增长有一定的抑制作用。 2.碳酸锂可以促进CPZ组小鼠的髓鞘修复，但对CON组小鼠的髓鞘无明显促进作用。

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