食欲素改善大鼠抑郁样行为及其受体机制研究

陈 艳，李 华，安 晓，叶建宁，陈 曲

（1. 中国人民解放军陆军军医大学第一附属医院骨科医学运动中心，重庆 400038； 2. 中国人民解放军陆军军医大学第二附属医院神经内科，重庆 400030）

抑郁症是以显著而持久的情绪低落为主要特征的心境障碍，并伴有认知功能损害，已成为世界第四大疾病，严重影响到人们的身心健康[1]。食欲素是由外侧下丘脑区和穹窿周区的神经元产生的一种肽类神经递质，主要通过2 种G 蛋白偶联受体，即食欲素1 型受体和食欲素2 型受体，广泛调控多个脑区神经元的活动，与睡眠－觉醒、学习记忆、内分泌和运动高度相关[2－4]。食欲素系统与抑郁症的发生、发展密切相关，可投射至脑内伏隔核、腹外侧被该区多巴胺系统及外侧隔核，通过兴奋这些脑区神经元，提高动物的探索动机，增强奖赏行为[5－6]。相反，药物抑制食欲素受体及敲除食欲素基因会引起动物动机减退[7]，且在抑郁症模型动物和抑郁症患者脑内的食欲素水平会下降[8－11]。本研究中探讨了外源性食欲素对抑郁样行为的影响及受体机制，旨在阐明食欲素的抗抑郁作用及其受体机制。现报道如下。

1 材料与方法

1.1 试药与动物

试药：食欲素（货号为1455），食欲素2 型受体阻断剂TCS－OX －29（货号为3371），均购自英国Tocris 公司；食欲素1 型受体阻断剂SB －334867（货号为SML1530，美国Sigma －Aldrich 公司)。

动物：SPF 级雄性SD 大鼠70 只，8 ～12 周龄，体质量200 ～250 g，购自陆军军医大学实验动物中心[实验大鼠合格编号为SYXK（渝）2017002]，动物饲养环境温度为22 ～23 ℃，相对湿度为45% ～50%，环境光线控制（8：00 ～20：00 开灯，20：00 ～8：00 关灯）。

1.2 动物分组、建模与给药

将70 只健康雄性SD 大鼠随机分为正常对照组（A 组），模型组（B 组），食欲素低、中、高剂量组（C1组，C2组，C3组），食欲素＋食欲素1 型受体阻断剂组（D 组）；食欲素＋食欲素2 型受体阻断剂组（E 组），每组10 只。

A 组大鼠正常饲养，B 组与C1组、C2组、C3组、D 组及E 组大鼠孤养于慢性应激刺激场景中（CUMS），构建抑郁症模型大鼠。主要应激包括束缚（2 h／d）、夹尾（2 h／d）、强迫游泳（30 min／d），连续应激21 d，以出现体质量减轻、探索行为减少等抑郁症状为建模成功。建模成功后，C1组、C2组和C3组大鼠侧脑室分别给予10，50，100 μg／kg食 欲 素，D 组 大 鼠 侧 脑 室 给 予100 μg ／ kg 食 欲 素 和15 mg／kg 食欲素1 型受体阻断剂，E 组大鼠侧脑室给予100 μg ／kg 食欲素和15 mg／kg 食欲素2 型受体阻断剂，A 组和B 组大鼠给予等量生理盐水，每日1 次，均连续给药1 周。

1.3 行为学检测

体质量测定：实验结束后，分别称各组大鼠体质量。

旷场试验：最后1 次给药结束后2 h，各组大鼠分别进行旷场试验(上海欣软信息科技有限公司)测试。旷场为0.5 m ×0.5 m ×0.5 m 的白色盒子。每只大鼠仅接受1 次检测。将大鼠置旷场的中心区域，让其在旷场中自由探索5 min。采用视频轨迹追踪系统分析大鼠在旷场中的运动距离和站立次数。

糖水偏爱试验：首先进行适应性训练，即在测试笼两侧分别放置1 瓶1% 蔗糖水及1 瓶纯水，动物自由饮水。适应性训练3 d，蔗糖水和纯水的位置每天互换，防止大鼠产生位置偏爱。测试前1 d，对大鼠进行禁水。每只大鼠给予1 瓶蔗糖水（1%）和1 瓶纯水，记录大鼠1 h总的液体消耗量与糖水消耗量。糖水偏爱率(% ) ＝(糖水消耗量／总液体消耗量) ×100%。

学习记忆能力检测[12]：将Morris 水迷宫(上海欣软信息科技有限公司)分为4 个象限，将1 个逃生平台（直径10 cm）置其中1 个象限，并隐藏于水下。训练时，随机将大鼠从4 个入水点入水，让动物在水迷宫中探索120s，寻找逃生平台。若在120 s 内未能找到逃生平台，则引导其到逃生平台停留30 s 再进行下1 次训练。每组训练4 个trials，每次间隔2 min，共训练3 组。通过视频追踪系统记录找到逃生平台的时间，分析经过训练后第3 组动物寻找平台的潜伏期。

1.4 统计学处理

2 结果

结果见表1。与A 组相比，B 组大鼠的体质量、自主活动和糖水偏爱率均显著下降（P ＜0.01），表明建模有效。与B 组相比，C2组和C3组大鼠体质量显著升高，自主活动及糖水偏爱率均显著增加（P ＜0.05），表明食欲素能明显改善抑郁模型大鼠的抑郁样行为。与B 组相比，D 组大鼠体质量、自主活动及糖水偏爱率无明显差异（P ＞0.05），但E 组大鼠以上指标均有显著改善（P＜0.05），表明食欲素改善抑郁症状主要通过激活食欲素1 型受体所致。与A 组相比，B 组大鼠的寻找逃生平台潜伏期延长（P ＜0.01），表明抑郁模型大鼠学习记忆能力受损。与B 组相比，食欲素处理能显著降低抑郁模型大鼠寻找平台的潜伏期（P ＜0.05）。同时给予食欲素1 型受体阻断剂与食欲素后，与B 组相比，大鼠寻找平台的潜伏期无明显差异（P ＞0.05）。同时给予食欲素2型受体阻断剂和食欲素后，与B 组相比，大鼠寻找平台的潜伏期显著降低（P ＜0.05），表明食欲素通过激活其1 型受体，也能改善抑郁模型大鼠的认知功能障碍。

表1 食欲素对大鼠体质量、自主活动、糖水偏爱及学习记忆能力的影响（± s，n ＝10）

表1 食欲素对大鼠体质量、自主活动、糖水偏爱及学习记忆能力的影响（± s，n ＝10）

注：与A 组 比 较， P ＜0.05， ＃ P ＜0.01；与B 组 比 较，P ＜0.05， P ＜0.01。

自主活动组别 体质量（g） 糖水偏爱率(%) 潜伏期（s）A 组B 组C1 组C2 组C3 组D 组E 组266.1±5.1 210.3±6.1＃225.5±10.3 251.4±3.5 258.6±6.4 220.1±4.3 255.2±3.4运动距离（m）18.1 ±1.5 13.2 ±0.9＃15.2 ±0.8 16.4±1.2 17.8±1.2 13.8±1.1 17.3 ±1.4站立次数（次）8.1±0.6 5.2±0.9＃6.32±0.4 6.9±0.5 7.9±0.8 5.8±0.6 7.6±0.4 74.1 ±5.5 52.1 ±4.5＃65.2 ±6.2 66.4±3.2 75.1 ±5.2 58.1 ±7.1 73.1 ±4.7 29±3 47±5 39±4 35±6 34±5 50±7 37±4

3 讨论

抑郁症是临床常见的情感障碍性疾病，其主要症状为体质量下降、情绪低落、快感缺失、认知功能下降等系列症状。目前，抑郁症的发病机制尚不清楚，并缺乏有效的治疗手段[1]。外侧下丘脑神经元分泌的食欲素系统与抑郁症的病理生理学密切相关。在抑郁症患者或抑郁症模型动物中，脑脊液中的食欲素水平较低，提示食欲素低下可能是造成抑郁症的因素之一[8－11]。食欲素神经元可投射至中脑腹外侧被盖区，可激活该脑区的多巴胺能神经元，增加脑内的多巴胺释放，提高动物的探索动机及快感。此外，食欲素神经元可直接投射至伏隔核脑区，通过增加该核团内多巴胺1 型受体阳性神经元的兴奋性，提高动物自主活动水平[5－6]。在抑郁模型动物中，中脑腹外侧被盖区－伏隔核神经环路发生了可塑性变化，导致该环路的兴奋性较低。食欲素能提高抑郁模型动物糖水偏爱率及探索动机，可能的中枢机制是外源性的食欲素刺激中脑腹外侧被盖区－伏隔核神经环路所致。本研究结果显示，食欲素能显著提高抑郁模型大鼠体质量，提高糖水偏爱率及探索动机。

Morris 水迷宫试验主要检测海马依赖的空间学习记忆能力。在抑郁症患者或模型动物中海马神经元的内在兴奋性及突触传递会发生病理改变，引起空间学习记忆能力受损。在Morris 水迷宫试验中，食欲素能降低抑郁模型动物逃避潜伏期，即能改善抑郁模型动物学习记忆障碍。海马脑区表达有食欲素受体，且已有报道表明，食欲素可调控海马突触可塑性[13－14]。海马神经元的活动受到内侧隔区乙酰胆碱能神经元的支配，食欲素可兴奋内侧隔区乙酰胆碱能神经元[15]。可见，食欲素可通过直接或间接方式调控海马脑区的活动，改善海马的病理损害。

食欲素有2 种G 蛋白偶联受体，其中1 型受体与Gq 偶联，细胞内激活磷脂酶（PLC）－蛋白激酶C（PKC）信号通路，参与情绪及学习记忆的调控[16－17]；2 型受体主要与Gs 偶联，升高细胞内的钙离子和cAMP 水平。本研究结果显示，在食欲素1 型受体阻断剂存在条件下，食欲素对抑郁样行为和学习记忆障碍的改善作用消失；但在其2 型受体阻断剂存在条件下，食欲素仍能改善抑郁症状和学习记忆障碍，证明食欲素可通过激活其1 型受体发挥效应，可为抗抑郁症药物的研发提供新依据。