干扰素-α致抑郁症大鼠行为学改变及血清犬尿酸的水平

刘金霞 苗光新 郭亚春 徐柏郁 高 杨 王 福 杨艳杰

(承德医学院，河北 承德 067000)

有学者提出炎症反应学说可能是抑郁症发生机制之一〔1，2〕。长效干扰素(IFN)-α，作为免疫双向调节因子，发挥抗病毒和抗肿瘤治疗作用的同时，引起肿瘤坏死因子(TNF)-α高表达，激活炎症诱导酶吲哚胺 2，3 双加氧酶(IDO)，后者是犬尿氨酸通路(KP)通路的第一个限速酶，将底物色氨酸催化生成犬尿酸(KYN)，不但弱化神经递质5-羟色胺(HT)的形成，而且KYN易透过脑屏障，对机体情绪、情感等发挥负相调节作用〔3〕。本研究旨在探讨IFN-α炎症因子通过KP 通路导致抑郁症形成机制。

1 资料与方法

1.1动物选择和分组给药 成年健康雄性大鼠20只，体重200～220 g，7～8周龄(由河北医科大学动物中心提供)。经检疫观察后进入SPF级动物实验室。实验前对每只动物进行体重测量、糖水偏好实验、旷场实验、新环境抑制进食实验。其中，糖水偏好率低于50%的动物予以剔除，旷场实验积分值低于30分或高于120分的动物予以剔除，新环境抑制进食时间积分低于1 min或者高于5 min的动物予以剔除。每笼3只饲养，为适应环境，1 w内不予任何刺激。第2周，用随机数字法分为2组，每组10只。模型组应用长效IFN-α皮下注射，给药剂量根据人与大鼠用药剂量换算表，每公斤体重36 μg〔4〕。对照组给予等体积生理盐水皮下注射。

1.2行为学检测

1.2.1体重检测 分别于给药前、给药后第4、8、12周测量两组大鼠体重。

1.2.2糖水偏好实验 在给药前、给药后第4、8、12周给予每只测试鼠一瓶1%蔗糖水和一瓶纯净水各200 ml，24 h后测量糖水和纯净水的消耗量，并计算大鼠的糖水偏好率，糖水偏好率=糖水消耗量/(纯净水消耗量+糖水消耗量)×100%〔5〕。

1.2.3旷场实验 分别于给药前、给药后第4、8、12周进行旷场实验，每次测定时间为5 min〔6〕。旷场实验箱用不透明铁板制成，内壁涂灰色，壁高40 cm，底面为100 cm×100 cm 的正方形，分为25个等面积方块。记录动物穿越底面方块数值和直立次数，以水平和垂直活动得分总和作为旷场实验总评分。

1.2.4新环境抑制进食实验 分别在给药前、后第4、8、12周时，旷场中心放置少量食物，旷场上方的视频摄像头将大鼠整个进食过程由录入电脑，将禁食24 h后的大鼠从任意的角落置于旷场中，统计大鼠进食时间，特别是每只大鼠接近并进食第一口食物的时间〔7〕。

1.3KP通路中色氨酸(TRP)、KYN及其比值的变化 在应用长效IFN皮下注射第12周时，经过行为学实验，证实大鼠模型制备成功，腹主动脉取血，分离血浆，-80℃保存备用。取大鼠血浆200 μl置于1.5 ml离心管中，加入5.0%高氯酸溶液100 μl，涡旋混合1 min，室温放置10～15 min，10 000 r/min，离心10 min，应用PC800型高效液相色谱仪进行分析。取上清液20 μl注入色谱柱(Symmetry Shield RP-C18柱)，流动相为磷酸二氢钾-甲醇溶液(浓度为2 mmol/L，体积比为9∶1)，流速为1.0 ml/min，检测时间为25 min。取标准品TRP(0.01、0.1、1、10、50 ng/L，Sigma公司，波长219 nm)、KYN(0.05、0.5、5、50、200 ng/L Sigma公司，波长225 nm)、5-HT(0.5、5、50、100、1 000 ng/L，Sigma公司，波长277 nm)，分别配置标准储备液，标准品浓度为X轴，对应峰面积为Y轴，绘制标准曲线，计算血浆样品TRP、KYN、5-HT浓度〔8〕及KYN/TRP比值。

1.4统计学方法 应用SAS8.0统计学软件对数据组间比较进行t检验。

2 结 果

2.1两组不同给药时间大鼠行为学变化 对照组用药前与用药后12 w比较体重、旷场实验积分、糖水偏爱性、进食时间差异无统计学意义(P>0.05)。模型组用药后12 w体重、旷场实验积分、糖水偏爱性均显著低于对照组，进食时间显著长于对照组(均P<0.05)；模型组用药后8、12 w体重、旷场实验积分、糖水偏爱性均显著低于用药前(均P<0.05)，模型组用药后4、8、12 w进食时间显著长于用药前(均P<0.05)；模型组用药后8、12 w旷场实验积分、糖水偏爱性均显著低于用药后4 w(均P<0.05)，进食时间显著长于用药后4 w(均P<0.05)；模型组用药后12 w旷场实验积分显著低于用药后8 w，进食时间显著长于用药后8 w(均P<0.05)。见表1。

2.2两组血浆TRP、KYN及其比值的变化比较 与对照组比较，模型组TRP、5-HT浓度显著降低，KYN及KYN/TRP显著升高，差异均有统计学意义(均P<0.05)。见表2。

表1 两组不同给药时间大鼠体重和行为学变化比较

与对照组比较：1)P<0.05；与同组用药前比较：2)P<0.05；与同组用药4 w比较：3)P<0.05；与同组用药8 w比较：4)P<0.05

表2 两组TRP、KYN、5-HT的浓度及其KYN/TRP比值

3 讨 论

抑郁症是一种由遗传、生物、心理及环境等多种原因导致的常见精神疾病。以情绪低落、思维迟缓和意志活动减退为主要症状，常伴有焦虑、自杀观念和行为、胃肠道症状及躯体症状。抑郁症的发病原因和机制十分复杂，目前尚未完全清楚，仍处于假说阶段。Nazimek等〔9〕发现细胞因子不仅能直接参与抑郁症的发生，还可以通过神经内分秘和中枢调节作用参与抑郁症的发生。临床上，应用干扰素抗病毒治疗和抗肿瘤治疗过程中，发生比例比较高的不良反应是抑郁症，据此，提出炎症因子可能成为抑郁症发生的机制之一。随着抑郁症发生机制中细胞因子学说的发展，KP学说的作用受到重视。KP通路中的关键限速酶IDO能将底物TRP催化生成KYN，IDO 是炎症诱导型酶，可以被TNF-α、INF-γ等炎性因子所诱导，且细胞因子间有协同效应，其中INF是其强诱导剂之一〔10〕。本研究结果间接证实长效INF-α最为前炎症因子，在调节免疫和抗病毒治疗过程中，能够激活炎症诱导型酶IDO，引起TRP代谢异常，将TRP分解成KYN，使体内TRP生物利用度下降，进而影响中枢内5-HT的合成，降低5-HT能神经传递，导致抑郁症发生〔11〕。

4 参考文献

1Smith RS.The macrophage theory of depression〔J〕.Med Hypotheses,1991；35(4)：298-306.

2Torres-Platas SG，Cruceanu C，Chen GG，etal.Evidence for increased microglial priming and macrophage recruitment in the dorsal anterior cingulate white matter of depressed suicides〔J〕.Brain Behav Immun,2014；42：50-9.

3O′Connor JC，Lawson MA，Andre C，etal.Induction of IDO by bacille Calmette-Guerin is responsible for development of murine depressive-like behavior〔J〕.J Immunol,2009；182(5)：3202-12.

4Hochstrasser T，Ullrich C，Sperner-Unterweger B，etal.Inflammatory stimuli reduce survival of serotonergic neurons and induce neuronal expression of indoleamine 2，3-dioxygenase in rat dorsal raphe nucleus organotypic brain slices〔J〕.Neuroscience,2011;184:128-38.

5Willner P.Animal models of depression：an overview〔J〕.Pharmacol Ther,1990；45(3)：425-55.

6Willner P.The validity of animal models of depression〔J〕. Psychopharmacology,1984；83(1)：1-16.

7Katz RJ.Animal model of depression：pharmacological sensitivity of a hedonic deficit〔J〕.Pharmacol Biochem Behav,1982；16(6)：965-8.

8甄乾娜，黄小兰，张晓清.高效液相色谱-程序波长紫外检测法同时测定血浆中的色氨酸及其代谢物〔J〕.色谱，2011;29(5)：435-8.

9Nazimek K，Strobel S，Bryniarski P，etal.The role of macrophages in anti-inflammatory activity of antidepressant drugs〔J〕.Immunobiology,2017；222(6)：823-30.

10Miura H，Ozaki N，Sawada M，etal.A link between stress and depression：shifts in the balance between the kynurenine and serotonin pathways of tryptophan metabolism and the etiology and pathophysiology of depression〔J〕.Stress,2008；11(3)：198-209.

11Zhu CB，Blakely RD，Hewlett WA.The proinammatory cytokines interleukin-1β and tumor Necrosis factor-alpha activates serotonin transporters〔J〕.Neuropsychopharmacology,2006；31(10)：2121-31.