情緒和認(rèn)知是上等神經(jīng)精神活動的重要內(nèi)容,其功能研究是腦科學(xué)研究的重要部分。免yi系統(tǒng)參與調(diào)節(jié)中qu神經(jīng)系統(tǒng)的思維活動,其機制錯綜復(fù)雜,其中亦包括免yi細(xì)胞以及免yi分子如細(xì)胞因子等對中qu神經(jīng)系統(tǒng)功能的調(diào)節(jié)作用。并且,神經(jīng)精神ji病與免yi系統(tǒng)炎癥密切相關(guān),可表現(xiàn)為臨床上常見的中qu神經(jīng)系統(tǒng)ji病與免yi系統(tǒng)的“共病”現(xiàn)象,包括慢性炎癥與抑郁癥“共病”,艾滋病與癡呆癥“共病”的現(xiàn)象等。其中免yi系統(tǒng)的細(xì)胞因子以及趨化因子是導(dǎo)致該“共病”現(xiàn)象的重要活性分子,發(fā)揮對認(rèn)知功能相關(guān)ji病如阿爾茨海默病,以及情緒障礙相關(guān)ji病如焦慮癥、抑郁癥等ji病的重要調(diào)節(jié)作用。
聯(lián)體結(jié)合模型(Parabiosis)通過血管吻合術(shù)將兩只小鼠腹部縫合在一起,使兩只小鼠共用一套血液循環(huán)系統(tǒng)。近年來,該模型被廣泛應(yīng)用于衰老領(lǐng)域的研究,是研究免yi分子對中qu神經(jīng)系統(tǒng)功能影響的重要模型。2011年斯坦福大學(xué)TonyWyss-Coray教授課題組為研究免yi微環(huán)境對機體衰老的影響,采用聯(lián)體結(jié)合模型,篩選出6個系統(tǒng)因子(Systemicfactor)在這一過程中發(fā)揮重要作用,包括CCL2(MCP-1)、CCLll(Eotaxin)、CCL12(MCP-5)、CCL19(MIP-3p)、p2M(p2microglobulin)、觸珠蛋白(Haptoglobin)。這六個系統(tǒng)因子中,CCL2及CCL12對中qu神經(jīng)系統(tǒng)的功能的調(diào)節(jié)作用己有較多報道,CCL2水平升高與認(rèn)知功能損傷程度呈正相關(guān),CCL12與低氧誘導(dǎo)的神經(jīng)炎癥關(guān)系密切。該團隊隨后研究表明,CCL11、p2M可抑制小鼠海馬區(qū)的神經(jīng)發(fā)生,導(dǎo)致小鼠學(xué)習(xí)記憶能力下降;側(cè)腦室注射CCL11中和抗體可顯著改善CCL11對小鼠海馬區(qū)神經(jīng)發(fā)生的抑制作用,恢復(fù)小鼠空間學(xué)習(xí)記憶能力,而敲除P2M基因亦可改善上述損傷。
趨化因子CCL19是在聯(lián)體結(jié)合模型基礎(chǔ)上篩選出的6個系統(tǒng)因子之一。它屬于趨化因子CC家族,其受體為CCR7。在免yi系統(tǒng)中,CCL19主要由中性粒細(xì)胞、巨噬細(xì)胞等分泌,其受體主要表達(dá)在T淋ba細(xì)胞、B淋ba細(xì)胞、DC細(xì)胞表面。CCL19通過與CCR7受體結(jié)合趨化T淋ba細(xì)胞、B淋ba細(xì)胞、DC細(xì)胞迀移至病灶區(qū)域發(fā)揮作用。此外,CCL19/CCR7軸亦對T淋ba細(xì)胞的歸巢及存活發(fā)揮重要作用。近年來研究表明,大腦的星形膠質(zhì)細(xì)胞以及腦血管內(nèi)皮細(xì)胞皆可分泌趨化因子CCL19,在中qu神經(jīng)系統(tǒng)炎癥時,趨化免yi細(xì)胞進入中qu神經(jīng)系統(tǒng),到達(dá)病灶區(qū)域。中qu神經(jīng)系統(tǒng)炎癥反應(yīng)亦伴隨著血漿中CCL19表達(dá)水平的異常,例如多發(fā)性硬化癥、腦缺血性損傷、神經(jīng)炎癥ji病的患者,其血液和腦脊液中趨化因子CCL19的表達(dá)水平皆異常升高。CCL19受體CCR7可表達(dá)于海馬、胼胝體區(qū)域的星形膠質(zhì)細(xì)胞,然而其對星形膠質(zhì)細(xì)胞功能的影響尚不清楚。CCR7基因敲除的小鼠表現(xiàn)為學(xué)習(xí)記憶能力的損傷,以及抑郁及焦慮樣情緒障礙。以上研究提示趨化因子CCL19/CCR7對中qu神經(jīng)系統(tǒng)的作用不可忽視。情緒和認(rèn)知是*為重要的兩類腦上等神經(jīng)精神功能,但是,目前報道趨化因子CCL19對情緒以及認(rèn)知功能的影響尚不明確。
本課題以正常小鼠以及長期不可預(yù)期性慢性應(yīng)激模型小鼠為研究對象,研究趨化因子CCL19對小鼠認(rèn)知樣行為以及情緒樣行為的影響。并從免yi系統(tǒng)功能和神經(jīng)系統(tǒng)功能兩個方面,研究趨化因子CCL19對認(rèn)知或情緒樣行為影響的機制。
**部分趨化因子CCL19對正常小鼠認(rèn)知及情緒樣行為的影響1.趨化因子CCL19對正常小鼠認(rèn)知樣行為的影響
選取2-3月齡C57BL/6小鼠,分別側(cè)腦室單次注射CCL19(0.05jig)以及隔天腹腔注射CCL19(10pg/kg),注射共12次歷時35天。通過六臂
水迷宮實驗,觀察CCL19對小鼠空間學(xué)習(xí)記憶能力的影響;通過新物體識別實驗,觀察CCL19對小鼠物體識別記憶能力的影響。結(jié)果表明,趨化因子CCL19單次側(cè)腦室注射和腹腔注射12次,均對小鼠在六臂水迷宮實驗中的錯誤數(shù),新物體識別實驗中物體辨識指數(shù)無顯著影響,提示趨化因子CCL19對小鼠的認(rèn)知樣行為無顯著影響。趨化因子CCL19對正常小鼠情緒樣行為的影響
采用上述給yao方式,通過高架0型迷宮實驗和糖水消耗實驗,觀察趨化因子CCL19對小鼠焦慮及抑郁樣情緒的影響。結(jié)果表明,趨化因子CCL19顯著增加了小鼠的糖水消耗率,減少了小鼠在高架0型迷宮中開放臂的停留時間。以上實驗結(jié)果提示,趨化因子CCL19可能對小鼠的焦慮及抑郁樣行為有明顯影響。趨化因子CCL19、CCL21中和抗體對小鼠焦慮及抑郁樣行為的影響
趨化因子CCL21是趨化因子CCL19的共受體因子,可以與CCR7結(jié)合發(fā)揮對免yi細(xì)胞的趨化作用。CCL21對焦慮及抑郁樣行為的作用亦不明確。因此,本部分實驗旨在進一步確認(rèn)CCL19及CCL21對焦慮及抑郁樣行為的影響,并采用CCL19及CCL21中和抗體研究CCL19及CCL21對情緒反應(yīng)的作用。
選用2-3月齡C57BL/6小鼠,分為五組,分別為正常組(腹腔注射PBS),CCL19組,CCL21組,CCL19中和抗體組,CCL21中和抗體組。隔天腹腔注射CCL19、CCL21(均為10|ig/kg),注射共12次歷時35天。第30天時,分別側(cè)腦室注射CCL19、CCL21(均為0.05|ig)中和抗體及同型對照抗體(正常組及CCL19、CCL21處理組注射同型對照抗體0.05|ig)。第36天進行行為學(xué)實驗。通過高架十字迷宮以及曠場實驗評價小鼠的焦慮樣行為,通過糖水消耗實驗以及強迫游泳實驗評價小鼠的抑郁樣行為。結(jié)果表明,各處理組小鼠的自主活動性均無顯著性差異。CCL19腹腔注射顯著增加小鼠的糖水消耗率,降低小鼠在強迫游泳實驗中的不動時間,對小鼠在高架十字迷宮中的開放臂停留時間以及曠場實驗的中間區(qū)域運動時間無顯著影響。提示CCL19對小鼠抑郁樣行為有顯著影響,對小鼠焦慮樣行為無明顯影響。CCL21腹腔注射顯著增加小鼠糖水消耗率,對小鼠在強迫游泳實驗中的不動時間、曠場實驗的中間區(qū)域運動時間及高架十字迷宮的開放臂停留時間無顯著影響。提示CCL21對小鼠焦慮及抑郁樣行為均無明顯影響。
側(cè)腦室注射趨化因子CCL19以及CCL21中和抗體后觀察小鼠的抑郁和焦慮樣行為,結(jié)果表明小鼠在上述各行為學(xué)實驗中的表現(xiàn)與同型對照抗體注射組小鼠表現(xiàn)無顯著差異,提示側(cè)腦室注射CCL19、CCL21中和抗體對CCL19及CCL21的情緒相關(guān)作用無顯著影響。
**部分趨化因子CCL19對長期不可預(yù)期性慢性應(yīng)激小鼠抑郁及焦慮樣行為的影響
在確定CCL19對正常小鼠的抑郁樣行為有顯著影響的基礎(chǔ)上,采用長期不可預(yù)期性慢性應(yīng)激(CUMS)模型,評價趨化因子CCL19對CUMS模型小鼠焦慮樣及抑郁樣行為的影響。實驗分五組,分別為正常組(腹腔注射PBS),CUMS模型組(腹腔注射PBS),陽**氟西汀給藥組(10mg/kg),CCL19組(10|ig/kg),CCL19與氟西汀合用組(10|ig/kg+10mg/kg)。隔天腹腔注射CCL19,注射共12次歷時35天。第25天至第35天,每天腹腔注射氟西汀,給藥共10次。造模持續(xù)35天,于第36天進行行為學(xué)實驗。
釆用自主活動實驗評價趨化因子CCL19對CUMS模型小鼠的自主活動性的影響。結(jié)果表明,CUMS造模顯著降低小鼠體重,氟西汀及趨化因子CCL19腹腔注射可以在造模后期(第22天至第24天)緩解小鼠體重的下降。各處理組小鼠的自主活動性均無顯著性差異。