精神分裂症与髓鞘异常机制相关性实验研究进展

赵 磊，赵永厚

（1.黑龙江中医药大学，黑龙江 哈尔滨150040 ；2.黑龙江神志医院，黑龙江 哈尔滨150036；3.黑龙江神志医院博士后科研工作站，黑龙江 哈尔滨150036；4.复旦大学博士后中西医结合流动站，上海200433）

精神分裂症作为一类常见的精神疾病，严重地威胁着人类的身心健康，其发病特点是思维情感方式不协调、脱离实际生活环境等多方面的思想和行为障碍。精神分裂症病程长，且极易复发和恶化，常导致患者劳动力丧失。为了寻找精神分裂症诊断和治疗的新方法，越来越多的研究者将关注点聚焦在精神分裂症的发病机制上。

目前多项研究已证明，精神分裂症的发生与发展与具有成髓鞘功能的少突胶质细胞的发育异常及髓鞘自身的功能障碍之间的关系十分密切［1］。髓鞘主要由少突胶质细胞包绕轴突而成。成熟的少突胶质细胞能够合成如髓鞘碱性蛋白（myelin basic protein，MBP）、髓鞘蛋白质脂质蛋白（myelin proteolipid protein，MPLP）、髓鞘相关糖蛋白（myelin associated glycoprotein，MAG）和少突胶质细胞糖蛋白（myelin oligodendroglia glycoprotein，MOG）等在内的多种蛋白。有证据显示髓鞘发育每个阶段异常都可能和精神分裂症的发生机制相关［2］。少突胶质细胞是主要的成髓鞘细胞，其在保障轴突的电传导功能方面具有重要意义［3］。有证据表明精神分裂症患者因为少突胶质细胞异常导致髓鞘完整性受到影响［4］，提示严重精神疾病的发生可能和少突胶质细胞的病理改变有关［5］。

近年来，越来越多的学者从动物实验研究角度探究髓鞘异常与精神分裂症发病机制的相关性，并取得了丰硕的成果，现将近年来髓鞘异常与精神分裂症相关性动物实验研究进行梳理并综述如下。

1 行为学观察

有学者［6-8］使用含双环己酮草酰二腙（cuprizone，CPZ）的混合鼠饲料饲喂6 周建立精神分裂症样小鼠模型，进行行为学实验检测，结果表明旷场实验中，实验组小鼠较空白对照组在中央区活动更活跃；在高架十字迷宫实验中，实验组小鼠较空白对照组在开臂内活动同样更加活跃，而两组小鼠在其余三项行为学观察结果之间的差异不具有统计学意义。孔祥如等［7］利用地卓西平马来酸盐（dizocilpine maleate，MK-801）诱导精神分裂症小鼠模型，造模后进行行为学测试。测试结果表明实验组小鼠在水迷宫实验中表现出逃避潜伏期增加等行为。其他学者［9］观察CPZ 介导建立的不同月龄精神分裂症样模型小鼠及条件性敲除少突胶质细胞内少突胶质细胞转录因子2（oligodendrocyte transcription factor 2，Olig2）的转基因小鼠，两项研究分别采用旷场实验及旷场实验+高架十字迷宫实验的方法进行行为学观察，前项实验结果显示在中心区域，相比于对照组小鼠，各年龄组内实验组小鼠活动路程均明显减少。后一项实验结果显示Olig2 基因敲除小鼠相比Olig2 野生型小鼠表现出探索欲望更强及过分好奇。

2 神经组织镜下形态观察

多项研究结果显示，精神分裂症患者少突胶质细胞的密度明显降低，其中以前额叶［10，11］、角回、扣带回前皮质［12］以及海马［13，14］中尤为显著，精神分裂症患者的尸检发现，其海马内髓鞘碱性蛋白含量减少［15］。多种神经影像学证据表明，精神分裂症患者的前额叶、内囊前肢［16］、额叶、颞叶［17］、颞枕区［18，19］白质体积缩小，髓鞘水分数降低，以胼胝体左侧膝部为著［20］。

有学者采用磁共振弥散张量成像观察精神分裂症患者额叶、顶叶、颞叶白质及胼胝体、海马等的情况，发现其各向异性分数（fractional anisotropy，FA）值低于正常值且未发现FA 值高于正常值的脑区［21］，前额叶内侧皮质、岛叶和合并钩束的白质磁化转移率均显著降低［22］。

基因组学研究显示精神分裂症的患病与多项基因的突变及表达异常相关［23］，在精神分裂症患者的尸检及免疫组化中，其脑白质髓鞘蛋白的表达异常减少，少突胶质细胞相关蛋白的表达［24-26］也呈现低水平。

少突胶质细胞分泌的的标记物众多。MBP 由成熟少突胶质细胞所分泌，常作为髓鞘的标记物［27］，其他标记物还包括2，3-环核苷酸3 磷酸水解酶（2'，3'-cyclic nucleotide 3'phosphodiesterase，CNPase），抗结肠腺瘤性结肠息肉病蛋白抗体（anti-Adenomatous polyposis coli protein，CC1），髓鞘蛋白MBP，MPLP，MOG 等。CNPase 为髓鞘的组成蛋白之一，成熟期的少突胶质细胞的特性之一便是可 以 特 异 性 表 达CNPase 蛋 白［28］，因 此 通 过 检 测CNPase 蛋白的表达可以反之推测出成熟期少突胶质细胞的数量。CC1 亦是成熟少突胶质细胞标记物之一，可以较清楚地显示出少突胶质细胞的胞体形态。

2.1 免疫组织化学染色 有研究利用不同浓度MK-801 腹腔注射，持续给药14 d 诱导精神分裂症小鼠模型，模型制备2 周后采用MBP 免疫组织化学染色法观察各组小鼠大脑MBP 表达含量及脱髓鞘情况［7］。结果显示各模型组小鼠大脑胼胝体区MBP 染色较空白对照组均显著性降低。有学者［7］利用含CPZ 的混合鼠饲料饲喂6 周建立精神分裂症样小鼠模型，对照组饲喂标准饲料。之后采用MBP免疫组织化学染色法观察实验组及对照组小鼠大脑MBP 表达含量情况。结果显示CPZ 处理组海马区域MBP 阳性染色基本消失，表现出明显的脱髓鞘改变。有其他学者［8］利用同样的造模方法处理后，从已经行为学检验造模成功的小鼠中每组随机选取5 只进行MBP 免疫组化染色。结果显示同空白对照组相比实验组小鼠的胼胝体染色更浅。亦有学者［8］观察CPZ 介导建立的不同月龄精神分裂症样模型小鼠脑组织LFB 染色情况，结果显示各年龄组CPZ 小鼠胼胝体区均有不同程度的髓鞘脱失；与此同时通过免疫组织化学染色观察各组小鼠MBP及CC1 染色情况，结果发现0.2%CPZ 处理6 周后，不同年龄CPZ 及空白对照组小鼠胼胝体及皮层区MBP 表达呈现显著差异；与空白对照组相比，各年龄组CPZ 小鼠胼胝体及皮层区CC1 阳性细胞数均有所减少且均表现出不同程度的星形胶质细胞活化；观察条件性敲除少突胶质细胞内Olig2 的转基因小鼠与Olig2 野生型小鼠的MBP 及CC1 染色情况，结果显示Olig2 敲除小鼠脑内胼胝体及皮层区等部位的MBP 的表达均下降显著，脊髓内CC1 阳性细胞数明显减少。

2.2 电镜下髓鞘超微结构形态定性分析 有研究运用透射电镜技术探究不同浓度下MK-801 造模各实验组小鼠大脑内白质髓鞘的改变。结果显示各模型组小鼠大脑内有髓神经纤维髓鞘出现板层分离、节段性脱髓鞘等病变［7］。其他学者［6，8，30］用电镜观察CPZ 造模小鼠大脑组织，结果显示实验模型组小鼠较对照组小鼠海马内、大脑皮质及胼胝体内可以观察到髓鞘板层分离、水肿空泡样改变、髓鞘与轴突分离、轴突破坏等病理形态改变。另有学者［9］观察条件性敲除少突胶质细胞内Olig2 的转基因小鼠与Olig2 野生型小鼠电镜检测下的脊髓和视神经变化，发现小鼠有髓轴突数量明显减少。

3.髓鞘相关蛋白表达检测

有学者利用1 mg/kg MK-801 诱导精神分裂症小鼠模型，在造模第2 周，检测MBP 和CNPase 的表达，结果显示模型组小鼠大脑胼胝体区域MBP 和CNPase 表达水平仅为对照组的72.23% 和71.97%［7］。另有学者［9］用Western Blot 法检测CPZ介导建立的不同月龄精神分裂症样模型小鼠胼胝体及皮层区MBP 及CCI 表达变化，发现不同年龄CPZ 小鼠与空白对照组小鼠胼胝体及皮层区MBP表达呈现显著差异且各CPZ 组较空白对照组显著降低；与空白对照组相比，各年龄组CPZ 小鼠胼胝体及皮层区CC1 阳性细胞数均有所减少且均表现出不同程度的星形胶质细胞活化。

4 体视学研究结果

体视学方法是一种新的定量研究手段，利用组织截面所测得的二维测量值与描述组织的三维参数建立关系。由于体视学采用研究区域随机抽样的方法，且所得的数据是绝对值而非密度值，其观察结果受人为因素的影响更小，从而使观测结果更加客观，优于影像学和光镜的观察结果。体视学检测凭借其客观、直接、准确的优点广泛应用于生物医学、材料科学、图像科学等领域。

有研究利用1 mg/kg MK-801 诱导精神分裂症小鼠模型，造模2 周后的体视学分析显示：模型组小鼠同空白对照组相比胼胝体体积明显降低9.4%；胼胝体内有髓神经纤维总长度明显降低16.8%［7］。其他多位学者［6，8，29-31］均用体视学方法测量并计算CPZ造模小鼠大脑组织有髓神经纤维相关数据，研究发现，与对照组相比，实验组小鼠海马内有髓神经纤维体积、总长度、直径、轴突直径、及轴突直径/有髓神经纤维直径均明显减小；同空白对照组相比，实验组小鼠的胼胝体内有髓神经纤维长度密度和总长度明显下降，有髓神经纤维轴突的总体积较空白对照组明显降低；同空白对照组相比，实验组小鼠大脑皮质有髓神经纤维总体积明显降低69.8%，实验组小鼠大脑皮质有髓神经纤维总长度明显降低68.9%，直径为0.2～0.4 μm、0.4～0.6 μm 和0.6～0.8 μm 的大脑皮质有髓神经纤维总长度分别明显减少4.317 、3.313 、0.940 ；实验组小鼠大脑皮质内有髓神经纤维髓鞘总体积明显减少44% ，髓鞘平均厚度明显增加31.5%；同空白对照组相比实验组小鼠大脑皮质有髓神经纤维髓鞘平均内外周长之差明显增加0.249 μm，实验组髓鞘内外周长之比降低11.6%。

5 小结与展望

当前多项研究显示，髓鞘异常可能是精神分裂症的发病机制，而在以往的相关性研究中并未受到重视。目前探究二者相关性的研究，由于选用实验动物及造模方法的差异、样本量不足、造模评价标准不一致等，导致相关的研究结果各异。未来的研究，可以使用新的研究思路和方法，提高验证生物学指标的一致性，从而探究髓鞘异常造成精神分裂症的具体机制，为精神分裂症的临床诊断提供新依据，为精神分裂症的治疗指明新方向。