Ghrelin/GHS-R1a对慢性禁锢小鼠焦虑相关行为的调控作用及神经环路机制探讨

摘要

研究表明调节摄食和能量平衡的肽类激素ghrelin及受体GHS-R1a对焦虑相关行为有复杂的双相调节作用，但机制仍不清楚。环境应激是焦虑抑郁等情绪障碍性神经精神疾病的重要诱因。因此，本课题在慢性反复禁锢模型小鼠上，结合GHS-R1a敲除（knock out, KO）、AAV病毒介导的特定脑区GHS-R1a过表达等手段，进一步观察了内源性ghrelin及其受体GHS-R1a对小鼠焦虑相关行为的调节作用并对可能的神经环路机制进行了初步探讨。所用行为学测试指标包括高架十字迷宫实验、强迫游泳实验、悬尾实验及社交实验。我们发现：
　　1.慢性反复禁锢应激导致内源性GHS-R1a在多个焦虑相关功能脑区（内侧前额叶皮质mPFC、腹侧海马vHPC和下丘脑HY）的表达上调。
　　2. GHS-R1a KO小鼠的基础焦虑水平与同窝野生型（WT）小鼠一致，但敲除GHS-R1a缓解反复禁锢所致的小鼠焦虑相关行为障碍。高架十字迷宫结果显示慢性禁锢后，WT和GHS-R1a KO小鼠在开放臂的时间均减少，表明两者的焦虑水平均升高，但WT小鼠的焦虑样行为更加明显。相一致的是，社交实验结果显示慢性禁锢后WT小鼠的社会活动时间与基态下相比明显减少（P＜0.01），即小鼠表现出明显的社交退缩；而GHS-R1a KO小鼠的社交退缩表现不明显。另外，强迫游泳实验结果显示，慢性禁锢后WT小鼠在水中的不动时间与基态相比明显增加（P＜0.01），表现出明显的绝望（hopeless），而慢性反复禁锢后的GHS-R1a KO小鼠在水中的不动时间与基态相比无明显差别。
　　3.在mPFC兴奋性神经元内过表达人源性GHS-R1a（hGHS-R1a）不影响野生型（WT）小鼠的基础焦虑水平。结果显示，过表达hGHS-R1a组小鼠在高架十字迷宫开放臂的探寻时间、强迫游泳绝望不动时间以及社会活动时间与对照病毒注射组小鼠相比，均没有明显差别（P＞0.05）。
　　4.在mPFC兴奋性神经元内过表达hGHS-R1a加重反复禁锢所致WT小鼠的焦虑相关行为障碍。结果显示，反复禁锢后，mPFC兴奋性神经元内过表达hGHS-R1a的小鼠在悬尾实验中绝望不动时间与对照小鼠（注射对照AAV病毒）相比，明显增加（P＜0.05）。反复禁锢后，mPFC兴奋性神经元内过表达hGHS-R1a的小鼠在高架十字迷宫开放臂的停留时间与对照小鼠相比，有减少趋势，但无统计学意义（P＞0.05）。
　　5.在基底外侧杏仁核（BLA）兴奋性神经元内过表达hGHS-R1a对WT小鼠的焦虑相关行为无明显影响。结果显示，过表达hGHS-R1a组小鼠在高架十字迷宫开放臂的停留时间、悬尾绝望不动时间以及社会活动时间与对照病毒注射组小鼠相比均没有明显差别（P＞0.05）。
　　综上所述，我们发现敲除内源性GHS-R1a缓解慢性反复禁锢小鼠的焦虑相关行为障碍，而在mPFC兴奋性神经元内过表达GHS-R1a加重反复禁锢小鼠的焦虑相关行为障碍。这些结果提示慢性反复禁锢引起的GHS-R1a在mPFC的表达上调可能是致焦虑的，而mPFC可能是ghrelin/GHS-R1a对焦虑相关行为进行调控的一个重要神经环路靶点。Ghrelin/GHS-R1a对焦虑相关行为的调控作用可能具有脑区、神经元类型特异性，并与动物所处的应激状态相关。我们的研究不仅深化了对ghrelin及其受体多重生理功能及机制的了解，同时对伴有情绪和认知障碍的神经精神疾病的治疗具有潜在的理论指导意义。

目录

引言

材料和方法

1.实验动物

2.小鼠基因鉴定

3.免疫荧光实验方法

4.GHS-R1a基因敲除率检测

5.钙成像技术

6.海马神经元原代培养

7.反复禁锢模型

8.行为学测试

9.过表达GHS-R1a的腺相关病毒脑区定位注射

10.统计学处理

实验结果

1.小鼠基因型鉴定

2.慢性禁锢应激后WT小鼠不同脑区内源性ghrelin及GHS-R1a mRNA的表达

3. GHS-R1a KO小鼠实验

4. AAV病毒介导的hGHS-R1a在体过表达实验

讨论

结论

参考文献

综述:Ghrelin/GHS-R1a在神经精神疾病中作用的研究进展综述

攻读学位期间的研究成果

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致谢

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