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摘要脑卒中后引起的精神心理障碍以卒中后抑郁为主(PSD),它是影响病人生存质量的重要因素之一.研究发现 PSD 病人对身边事物缺乏兴趣,注意力不集中,并且长期的抑郁可使病人产生不同程度的认知和执行功能障碍,干扰康复治疗的效果,给脑卒中病人的生活造成严重影响,增加了家庭和社会的负担.神经元结构和功能异常与PSD的发生密切相关,突触为神经元之间信息的传递提供了依据,BDNF(脑源性神经营养因子)可改善突触重塑,但其调控机制未明.在神经退行性变中,XBP1(碱性亮氨酸拉链,是一种重要的转录因子)可调控Kalirin7 (Kalirin 是 Rho 蛋白家族中一种神经特异表达的鸟嘌呤核苷酸转化因子,Kalirin7是表达量最多的异构体),进而促进突触重塑.以往研究发现 BDNF 可以通过激活CREB(环磷腺苷效应元件结合蛋白)来调节XPB1的表达.前期研究发现:慢性随机刺激可引起脑梗死大鼠出现抑郁,脑内BDNF、Kalirin7表达下降;强化训练可以改善PSD,并增加BDNF、XBP1及Kalirin7的表达.据此,我们假设强化训练可能通过激活BDNF/XBP1/Kalirin7信号通路调控突触重塑,以阐明强化训练对PSD的作用及机制.研究结果将为深入了解PSD的发病机制和进一步优化其干预策略提供实验依据.<br>　　第一部分 强化训练对PSD 小鼠的神经保护及其机制研究<br>　　目的：<br>　　本实验通过设置不同程度的运动训练强度,来对比观察强化训练对于脑卒中后抑郁小鼠的抑郁改善情况,并观察卒中后抑郁小鼠强化训练后海马区BDNF、XBP1、Kalirin7的表达变化,研究强化训练对于卒中后抑郁小鼠的神经保护作用及其保护机制.<br>　　方法：<br>　　取雄性C57BL/6(7-8周龄)小鼠40只,按随机数字法分成假手术组、脑卒中后抑郁(PSD)组、PSD+常规训练(RT)组和 PSD+强化训练(IT)组,每组 10只小鼠.假手术组只分离颈总、颈内和颈外动脉而不作插线处理,其余组均按照Longa 颈外动脉线栓法建立小鼠大脑中动脉永久缺血模型.当模型建立成功时,采用独笼饲养+慢性不可预知性应激刺激(CUMS)诱发 PSD 模型,假手术组不给予CUMS.造模成功后,假手术组与PSD组均未接受运动训练,而常规训练组和强化训练组接受常规及强化强度的跑台训练.四组小鼠在14天后进行行为学实验,包括旷场实验(OF)、高架十字迷宫实验(EPM)以及悬尾实验(TST); 分别于第1天,第7天,第14天对各组小鼠进行修正后的神经系统损伤程度评分检测,14天后采用Western blot 技术检测BDNF、XBP1、Kalirin7 的表达变化.<br>　　结果：<br>　　14天训练后,常规训练和强化训练组小鼠脑缺血损伤后神经功能缺损均得到明显改善.采用mNSS法评估小鼠脑缺血后的运动功能、平衡和反射功能,与PSD组相比,训练后的mNSS评分显著降低,且强化训练组低于常规训练组.旷场实验行为学结果显示,经造模干预后,与假手术组比较,PSD组在中心区停留时间缩短;与PSD组相比, PSD+RT 组和PSD+IT 组小鼠在中心区停留时间增加,且PSD+IT组停留时间大于PSD+RT组,差异均具有统计学意义(P＜0.05).高架十字迷宫实验结果显示,经造模干预后,与假手术组相比,PSD组在开放臂停留时间缩短;与PSD组相比, PSD+RT 组和PSD+IT 组小鼠在开放臂停留时间增加,且PSD+IT 组停留时间大于PSD+RT组,差异均有统计学意义(P＜0.05).悬尾实验结果显示,经造模干预后,与假手术组相比,PSD组首次出现freezing时间缩短, 2-6min内出现freezing 时间总和升高;与PSD组相比,PSD+RT组和PSD+IT组首次出现freezing时间延长,2-6min 内出现 freezing 时间总和下降,且 PSD+IT 组小鼠首次出现 freezing 时间更长,2-6min 内出现freezing 时间总和更少.Western Blot 结果显示,经造模干预后,与假手术组相比,PSD组BDNF、XBP1、Kalirin7蛋白表达量均下降;与PSD组相比,PSD+RT 组和 PSD+IT 组海马区 BDNF、XBP1、Kalirin7 蛋白表达量均显著高于同时间段的PSD组,且PSD+IT组海马区BDNF、XBP1、Kalirin7蛋白表达量均显著高于PSD+RT组.<br>　　结论：<br>　　1. 运动训练明显改善了脑缺血损伤后抑郁小鼠的神经功能缺损,并且强化训练的效果优于常规训练.<br>　　2. 通过行为学检测,强化训练对卒中后抑郁小鼠的抑郁程度有明显改善作用,并且强化训练比常规训练的效果好.<br>　　3. WB结果显示,运动训练能够增加海马区BDNF、XBP1、Kalirin7的表达,促进其神经功能的恢复,并且强化训练的效果优于常规训练.<br>　　第二部分 BDNF/XBP1/Kalirin7 信号通路在强化训练改善 PSD 中的作用及其机制研究<br>　　目的：<br>　　观察强化训练后阻断或上调 BDNF/XBP1/Kalirin7 信号通路中某一个因子的表达,是否对 PSD 小鼠神经功能障碍产生影响,从而进一步探讨强化训练是否通过BDNF/XBP1/Kalirin7信号通路来逆转小鼠的神经保护作用.<br>　　方法：<br>　　取雄性C57BL/6(7-8周龄)小鼠60只,按照随机数字法分为假手术组、XBP1抑制剂阴性对照组、TrkB 受体激动剂阴性对照组、PSD+强化训练( IT )组、PSD+IT+XBP1抑制剂组和PSD+IT+TrkB受体激动剂组,每组10只.假手术组只分离颈总、颈内和颈外动脉而不做插线处理,其余组均采用Longa颈外动脉线栓法建立小鼠大脑中动脉永久缺血模型.当模型建立成功后,采用独笼饲养+CUMS 诱导PSD模型,假手术组不接受CUMS处理.抑郁模型成功后,假手术组、XBP1抑制剂阴性对照组和TrkB受体激动剂阴性对照组均不接受运动训练,其余组别接受强化强度的跑台训练.XBP1 抑制剂注射剂量为0.25mg/kg, 一周2 次,持续两周,TrkB受体激动剂注射剂量为10mg/kg,一天1次,持续两周.六组小鼠在14天后进行行为学实验,包括旷场实验(OF)、高架十字迷宫实验(EPM)以及悬尾实验(TST);分别于第1天,第7天,第14天对各组小鼠进行修正后的神经系统损伤程度评分检测,按照Western blot 技术方法在14天后检测BDNF、XBP1、Kalirin7 的变化情况.<br>　　结果：<br>　　经过14天训练后,各组小鼠mNSS评分明显下降,与假手术组相比,未造模只注射XBP1抑制剂和TrkB受体激动剂组未对小鼠评分产生影响;与PSD+IT组相比,在运动第14天后,PSD+IT+XBP1抑制剂组评分升高,PSD+IT+TrkB受体激动剂组评分下降,P＜0.05.旷场的实验结果表明,相较于假手术组,未造模只注射 XBP1抑制剂和 TrkB 受体激动剂组未对小鼠行为学产生影响;与 PSD+IT 组相比, PSD+IT+XBP1 抑制剂组在中心区停留时间缩短,PSD+IT+TrkB 受体激动剂组在中心区停留时间增加,P＜0.05.高架十字迷宫实验结果表明,相对于假手术组,未造模只注射XBP1抑制剂和TrkB受体激动剂组未对小鼠行为学产生影响;与PSD+IT组相比,PSD+IT+XBP1 抑制剂组在开放臂停留时间下降,PSD+IT+TrkB 激动剂组在开放臂停留时间增加,P＜0.0001.悬尾实验结果显示,与假手术组相比,未造模只注射XBP1抑制剂和TrkB受体激动剂组未对小鼠行为学产生影响;与PSD+IT组相比,PSD+IT+XBP1抑制剂组首次出现freezing时间缩短,2-6min内出现freezing时间总和增加,PSD+IT+TrkB激动剂组首次出现freezing时间增加,2-6min内出现freezing 时间总和缩短,P＜0.05.Western Blot 结果显示,与假手术组相比,未造模加XBP1抑制剂组,XBP1表达水平下降,加TrkB受体激动剂组XBP1表达升高;与 PSD+IT 组相比,PSD+IT+XBP1 抑制剂组 XBP1 表达水平下降,PSD+IT+TrkB受体激动剂组XBP1表达水平升高;Kalirin7表达情况,与假手术组相比,未造模加XBP1抑制剂组,Kalirin7表达下降,加TrkB受体激动剂组Kalirin7表达升高;与PSD+IT组相比,PSD+IT+XBP1抑制剂组Kalirin7表达水平下降,PSD+IT+TrkB受体激动剂组Kalirin7表达水平升高.<br>　　结论：<br>　　1. XBP1 抑制剂逆转了强化训练对小鼠的神经恢复作用;<br>　　2. TrkB受体激动剂促进了强化训练小鼠的神经功能恢复;<br>　　3. 强化训练通过BDNF/XBP1/Kalirin7 信号通路改善PSD.<br>　　本研究意义：<br>　　本研究阐明了脑卒中抑郁与 BDNF/XBP1/Kalirin7 信号通路介导的突触重塑的关系,为脑卒中后抑郁的发病机制提供依据.同时揭示了脑功能区活动状态与卒中后抑郁行为变化之间的关系,为调节脑卒中后皮层及皮层下结构整体功能状态的康复理论提供支持证据.强化训练可以更好的改善卒中后抑郁状态,进而更好的改善脑卒中后功能障碍.分子机制的研究提供了转化医学的基础,也为脑卒中康复的治疗提供了重要的理论支持.