神经可塑性

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体积2023年| 文章的ID1474841| https://doi.org/10.1155/2023/1474841

针灸减轻CUMS-Induced类似抑郁的行为通过恢复前额叶皮层神经可塑性

李鹏 ,^1、2 Wenya黄,^1、3 陈呀,⁴ 穆罕默德•沙赫扎德Aslam ,⁵ 文晶程,¹ 杨黄,¹ 陈蕴结,¹ Yanxun黄,¹ 吴问世,¹ 伊宁严,⁶ Junliang沈,¹ 和道通⁴et al。

学术编辑器: 劳拉Baroncelli

收到了 2022年6月29日

修改后的 2023年2月28日

接受 05年4月2023年

发表 2023年5月02

文摘

目的。探讨针灸的治疗效率和抑郁症相关的神经可塑性的分子机制。方法。慢性不可预知的轻微的压力,(和)诱导大鼠抑郁动物模型的建立。总共有四个大鼠组,包括对照组,暨集团暨+针灸组和累积+氟西汀组。针灸组和氟西汀组建模后三星期的治疗干预。研究者进行了开放田地,高架+迷宫,蔗糖偏好测试来评估抑郁行为。神经细胞的数量,树突长度和前额叶皮层的脊柱密度使用高尔基染色法检测。前额叶皮层表达,如脑源性神经营养因子、PSD95, SYN, PKMZ蛋白质,使用免疫印迹和rt - pcr检测。结果。针灸可以缓解则行为和促进神经可塑性的恢复功能的前额叶皮层,增加细胞数量,延长树突的长度,提高脊柱密度。在前额叶皮层神经plasticity-related蛋白质,包括BDNF, PSD95, SYN, PKMZ,都表达下调CUMS-induced组;然而,这些影响可以部分逆转被针灸和氟西汀治疗后( )。结论。针灸可以改善行为则通过促进神经可塑性和神经功能的恢复plasticity-related蛋白质upregulation CUMS-induced抑郁大鼠前额叶皮层。我们的研究提供了新的见解抗抑郁药物的方法,并进一步研究才能阐明针灸参与抑郁症治疗的机制。

1。介绍

抑郁症是一种常见的慢性神经系统疾病的典型表现在现代社会,包括自卑、无助,快感缺乏1,2]。根据世界卫生组织的最新分析调查,全世界有超过3亿人患有严重的抑郁症,增长率约18%在过去十年(3,4]。此外,抑郁导致毁灭性的精神创伤,使病理生理紊乱,和提高对某些系统性疾病的易感性,如脑血管和心血管疾病5,6]。不幸的是,没有完全有效的抑郁症治疗方法到目前为止;当前可用的抗抑郁药策略如药物、心理疗法,或其他有有限的疗效和明显的副作用在治疗期间(7]。因此,它是非常重要的调查抑郁症的病理生理学,为临床实践开发新的方法和见解。

先前的研究已经表明,抑郁症都可能导致长期的神经可塑性变化在某些特定的大脑区域,和神经发生的复苏和突触可塑性是强烈的抑郁患者的预后相关(8- - - - - -10]。几个荟萃分析发现,针灸比抗抑郁药更有效、更安全。此外,研究人员科学证明针灸是一种有效治疗抑郁症,这是经常应用在中国,美国,英国,日本和韩国(11]。针灸是东方医学的重要组成部分,它已经被证明能促进神经可塑性的障碍和缓解抑郁症患者的症状12- - - - - -14]。此外,针灸结合抗抑郁药物治疗有早发性的行动和安全,耐受性良好,和治疗组合似乎导致治疗效果比单独药物治疗(15]。然而,针灸在治疗抑郁症的具体底层机制仍然是难以捉摸的。

前额叶皮层(PFC)是大脑边缘皮层的一部分,参与许多物由于其丰富的神经心理障碍互连(16,17]。脑源性神经营养因子(BDNF) plasticity-related蛋白质,是广泛分布在中枢神经系统(18,19]。BDNF中起关键作用的生存和分化神经元在中枢神经系统的发展,调节神经发生和神经可塑性(20.,21]。突触后密度95 (psd - 95)和synaptophysin (SYP)是两个下游突触标记蛋白质的BDNF,有关突触信号传输(22]。它证明了蛋白激酶Mζ(PKMZ),一个典型的蛋白激酶C亚型,可以调解则抑郁大鼠模型的行为在前额叶皮层,与神经树突棘的形态(23]。针灸可以干扰抑郁通过改善神经可塑性的进展;然而,针灸和神经plasticity-related蛋白质之间的关系在前额叶皮层仍然是未知的。

在这项研究中,我们打算探索针灸抗抑郁机制基于神经可塑性和神经plasticity-related BDNF蛋白/ PSD95 / SYN / PKMZ好比慢性温和应激的前额叶皮层,(和)诱发抑郁大鼠为抑郁症的治疗提供潜在的见解在诊所。

2。材料和方法

2.1。实验设计和累积过程

男性Sprague-Dawley (SD)的成年人(SPF级,体重120 - 150克)从上海购买满足实验动物有限公司有限公司与车牌号码SCXK(上海)2017 - 0005。32 ( )老鼠用随机数字表随机分为4组:对照组(Con)和组织(和),针灸组(美联社)和氟西汀组(外汇)。对照组的老鼠一起长大,而在其他三组大鼠被社会孤立的把每一个笼子里的老鼠和六个星期经历和过程。针灸组和氟西汀组被给予治疗3周后3周中(图建模过程1)。氟西汀是第一个特殊的5 -羟色胺摄取抑制剂,可以帮助减轻抑郁症的症状在诊所。根据以前的文献,抑郁模型最初形成于21天(前3周)。基于初始模型的建立,我们执行针灸和氟西汀治疗,同时继续建模过程(后3周)。类似的协议是在我们之前的研究24];根据前面的研究(25],CUMS-induced抑郁大鼠被慢性不可预知的轻微压力诱导单笼饲养结合隔离为42天。我们选择一个刺激的每一天,和相同的刺激不可能不断发生;建模过程和进度如表所示1。体重监测和行为进行了测试来估计状态的老鼠。抑郁模型建立的成功标准显示,行为得分显著减少和体重。

(一)

(b)

(c)

2.2。针灸和氟西汀干预

老鼠的针灸和氟西汀操作的过程如图2(一个)。短暂,针灸组的老鼠进行了针灸治疗在商兴(DU23)和凌达(PC7)在日常和刺激。针灸操作:平针刺商兴(DU23)对鼻子的方向,插入针深达3 - 5毫米;斜刺凌达(PC7)对Nei的方向关(PC6);针插入深达2 - 3毫米。使用的针头消毒一次性不锈钢针(0.18毫米直径;Hanyi,北京(图)2(一个))。然后,氟西汀组的老鼠被给予氟西汀(PHR1394-1G Sigma-Aldrich)解决方案(0.21毫克/毫升)填喂法(100 ml / g)在日常刺激(图2 (b))。

(一)

(b)

(c)

(d)

(e)

(f)

图2

所有组的体重变化。(一)比较四组大鼠体重增长的趋势在整个实验。(b)体重前基线实验。(c)体重变化的实验。所有的群体行为变化。(d)总距离在开放田地试验四组。(e)的张开双臂升高加上迷宫中四组。(f)的比例以1%的蔗糖浓度蔗糖被老鼠。与对照组相比, , ,和 ;与和组相比,^# , ^{# #} ,和^{# # #} 。数据代表 ( )。

2.3。基线和行为测试

老鼠的身体重量每周监控一次;大鼠的精神状态、饮食状况、活动水平,每天观察和头发光泽。行为测试,包括测试(OFT)开放田地,升高加上迷宫测试,和蔗糖偏好测验,在实验的最后执行。

经常是执行测试大鼠的运动活动,则行为;操作步骤与前面进行了研究[26]。每个老鼠都单独放在一个开放的中心盒子,他们可以自由移动,与墙壁和地板漆成黑色 )和一个固定相机在地板之上。老鼠的自发探索活动在5分钟的测试是由一个摄像头记录。总距离和中央停留时间变化被摄像头作为评估的标准则症状。

高架+迷宫测试进行评估抑郁大鼠的焦虑行为报道在以前的研究27]。老鼠首先放置在区域的中心,他们面临着张开双臂。按照项目有两个张开双臂( )和两个封闭的武器( )与一个中心区域( )。自主活动的老鼠穿越张开双臂和封闭的武器在5分钟测试记录由一个摄像头固定装置的顶部。

蔗糖偏好测试执行检查老鼠的快感缺乏;操作步骤与前面进行了研究[28]。水和食物禁止在老鼠身上进行24小时前的测试。每个老鼠有两瓶(一个1%的蔗糖和一个纯水)事先被量化;12小时后我们移除瓶和计算液体消耗。。

行为进行了测试在天0,21和42和建模期间。0天行为测试评估基线,42天21天监控行为状态。抑郁模型建立的成功标准是行为的显著降低分数,如开放田地的总距离测试,那么穿越张开双臂在高架+迷宫测试中,蔗糖和蔗糖消费偏好测试。

2.4。酶联免疫吸附试验

前额叶皮层和血清ELISA的老鼠收集。提前准备标准稀释方案相应的浓度。包操作后他们的制造商的指示:TNF -α(JL17113 Jianglai生物学、上海、中国);CORT (H094、建成、南京,中国);和c反应蛋白(E-EL-R0506c)、白细胞介素6 (E-EL-R0015c), CRH (E-EL-R0270c)和ACTH (E-EL-R0048c)(从Elabscience公司在武汉,中国)。每个井的光密度值(OD值)测量的波长450 nm为15分钟,内容是根据标准曲线计算。

2.5。高尔基染色法

大鼠前额叶皮层的收集和固定在4%多聚甲醛超过48小时。前额叶皮层组织切成组织块,2 - 3毫米的厚度根据组织现场观察,轻轻地用生理盐水冲洗大脑组织几次,在一个45毫升圆底EP管,添加Golgi-Cox染色解决完全淹没的脑组织,并将在阴凉通风的地方,避免光治疗14天。全景多层扫描进行显微镜检查,图像采集和数据分析与数字切片扫描。分析如前所述[29日]。尖尖的细胞的数量在前额叶皮层锥体神经元树突。Sholl分析用于树突树考试(30.]。棘的密度是量化,刺沿着被数的计算(31日]。

2.6。免疫印迹

脑源性神经营养因子的表达式,PSD95、SYN和PKMZ在前额叶皮层被免疫印迹检测。先前所描述的方法(32]。短暂,总从大鼠的脑组织中提取的蛋白质里帕裂解缓冲。组织溶解产物在12000转离心10分钟在4°C,和上层清液分离进行进一步分析。与10%或12% sds - page凝胶电泳分离的蛋白质分子质量准备蛋白质样品,然后转移到PVDF膜。膜被Tris-buffered盐水中含5%脱脂牛奶和渐变20 0.1% 2 h在室温下然后孵化隔夜主要抗体。膜是用PBS洗净后,二次抗体在室温下是申请1 h。冲洗后,蛋白质被增强化学发光检测。

2.7。rt - pcr

老鼠的大脑组织的总RNA(前额叶皮层)使用试剂盒提取试剂。详细的引物序列BDNF、PSD95 SYN, PKMZ,β肌动蛋白控制如表所示2。RNA进行反转录分析使用实时PCR (rt - PCR)紧随其后。最后,2μl PCR琼脂糖凝胶产品进行检测。电泳条件140 V, 15分钟,凝胶成像。我们分析了凝胶使用ImageJ软件。

2.8。统计分析

所有数据被GraphPad Prism 8.0 Windows软件处理。统计数据是表示使用 ( )。方差首次检测正常和同质性,和一个单向方差分析被用于两两对比组会见了正常状态。如果不满足方差的同质性,然后Brown-Forsythe方差分析测试被选中。如果正常不满足,rank-sum测试被选中。Dunnett T3测试被用于事后测试。的区别被认为是具有统计学意义。

3所示。结果

3.1。在CUMS-Induced老鼠针灸减轻抑郁症的症状

不同组的体重和行为变化CUMS-induced老鼠进行了分析。我们的研究结果表明,四组的体重基线,包括控制,累积,针灸和氟西汀组相似的具体治疗前( )(图2 (b)),而实验的进展,及模型大鼠的体重增加的趋势显示低水平与控制大鼠( )(图2(一个))。如图2 (c),CUMS-induced老鼠显示显著减少体重与对照组比较实验结束后( );针灸组显示,体重显著增长通过比较和集团( ),尽管没有显著差异在老鼠的体重和和氟西汀组( )。

开放田地试验的结果显示,模型的总距离显著降低大鼠相比,控制大鼠( );和总距离显示上升趋势针灸和氟西汀治疗后没有显著差异( )(图2 (d))。高架+迷宫测试的结果发现,开放臂时间大幅减少CUMS-induced老鼠( )。针灸治疗可以改善开放臂时间,还有一个重要的开放臂时间针灸组相比暨集团( )。氟西汀组表现出上升趋势开放臂的时间没有显著差异,比较及组( )(图2 (e))。

蔗糖偏好试验(SPT)检查显示一个类似的结果。1%的蔗糖摄入量明显减少和集团,而它是提升针灸和fluoxetine-treated组(所有 )(图2 (f))。

3.2。针灸变弱异常多动症的前额HPA轴,减少炎症和老鼠

应用酶联免疫吸附试验检查肾上腺轴的表达式,包括CORT、CRH, ACTH在血清。如数据所示3(一个)- - - - - -3 (c)的表情CORT、CRH和ACTH和组中都增加( ; ; );然而,这些影响可以通过针灸治疗后部分逆转( ; ; )和氟西汀( ; ; )(数据3(一个)- - - - - -3 (c))。

(一)

(b)

(c)

(d)

(e)

(f)

图3

炎症因子的表达。(一)CORT血清中表达。(b)在血清CRH表达式。(c)在血清ACTH的表达。(d) TNF -α前额叶皮层表达。前额叶皮层(e) il - 6表达。(f)患者血清中c反应蛋白的表达。与对照组相比, , ,和 ;与和组相比,^# , ^{# #} ,和^{# # #} 。数据代表 ( )。

此外,一些炎症因子TNF的表达α、il - 6、CRP被ELISA检测。同样,ELISA分析表示,TNF -炎症因子水平α血清中il - 6在前额叶皮层和CRP和所有增加组相对于对照组( ; ; ),与氟西汀治疗和针灸后,炎症因子的表达下调( ; ; )(数据3 (d)- - - - - -3 (f))。

3.3。针灸在CUMS-Induced大鼠神经功能的影响

大鼠前额叶皮层的神经元细胞使用高尔基染色法和染色法和图像显示,神经元细胞组无序排列的不清楚的轮廓,树突数量减少,和更短的树突长度,而对照组。通过针灸治疗后,所有神经元相对恢复的特点,包括增加细胞数量,延长树突长度,和增强脊柱密度;和氟西汀干预也表现出类似的结果(图4(一))。

(一)

(b)

(c)

(d)

图4

(a)高尔基染色的老鼠的前额叶皮层(200 x(列)和1000年(列))。形态分析树突分枝和脊柱的前额叶皮层的密度。(b)十字路口/壳的锥体神经元分枝。(c)和树突的十字路口。树突棘密度(d)。与对照组相比, , ,和 ;与和组相比,^# , ^{# #} ,和^{# # #} 。数据代表 ( )。

进一步分析神经元形态性状和脊柱在前额叶皮层进行密度。神经元图像处理Sholl ImageJ功能,观察树突的分支和长度,然后,前额叶皮层的脊柱密度计算。我们的研究结果表明,十字路口数量/壳牌和树突棘的发展明显受损和组,针灸治疗可以逆转的 ),和氟西汀干预也显示出类似的结果( )(数据4 (b)- - - - - -4 (d))。如图4 (d),树突棘的密度和组是在低水平( );干预治疗后,树突棘密度在一个更高的水平在针灸组和组相比,虽然没有显著差异( );氟西汀组在树突棘密度更高水平相比暨集团( )。

3.4。针灸促进神经Plasticity-Related蛋白质的表达的前额叶皮层CUMS-Induced老鼠

应用免疫印迹检查神经plasticity-related蛋白质的表达,包括脑源性神经营养因子、PSD95, SYN和PKMZ,前额叶皮层。如图5(一个)脑源性神经营养因子的表达式,PSD95、SYN和PKMZ都表达下调及组;然而,这些影响可以通过针灸治疗后部分逆转( 5)和氟西汀干预也显示出类似的结果( )。

(一)

(b)

图5

(a)在脑额叶前部皮层神经plasticity-related蛋白质的表达用免疫印迹。(b)的mRNA水平在脑额叶前部皮层神经plasticity-related蛋白质以rt - pcr。与对照组相比, , ,和 ;与和组相比,^# , ^{# #} ,和^{# # #} 。数据代表 ( )。

此外,总mRNA表达BDNF, PSD95, SYN和PKMZ被rt - pcr检测。同样,rt - pcr分析BDNF的mRNA水平的代表,PSD95, SYN和PKMZ前额叶皮层和所有减少组与对照组相比。用针灸治疗后,他们的mRNA水平升高( ),和氟西汀干预也显示出类似的结果( )(图5 (b))。

4所示。讨论

抑郁症是一种慢性和复发性疾病,患病率高的。当前可用的治疗方法,如药物和心理疗法疗效有限和明显的副作用33,34]。最近,针灸,中药治疗,抑郁症已经被证明是有效和安全的治疗由几个临床荟萃分析(35]。然而,针灸在治疗抑郁症的潜在机制仍不清楚。在目前的研究中,我们建立了CUMS-induced抑郁大鼠,然后,确定的动物模型是根据体重和行为变化。我们的结果证明了类似抑郁的行为和过程引起的,而这种行为可以通过针灸治疗部分逆转。此外,针灸也有类似的和更安全的antidepression氟西汀干预治疗效果。

针灸已被确认为一种安全有效的替代治疗抑郁症用更少的副作用。针灸穴位的选择是至关重要的,以确保疗效。亲爱的(PC7)被认为是原始的心包经的穴位。根据中医经络理论,亲爱的(PC7)不仅可以减轻邪恶笼罩的火心但也有伟大的疗效在治疗某些精神疾病通过平静的心灵和神经中受益。Shangxing (DU23)位于督脉,在监督和觉醒。这两个穴位是必不可少的治疗精神疾病的有效性。有趣的是,我们探索这两个穴位的修复效果则行为及大鼠的影响,发现PC7类似DU23 [36]。不仅如此,我们还发现,针灸在DU23可以调整il - 6表达及大鼠(37]。因此,PC7的穴位和DU23当选治疗抑郁症模型大鼠在我们的研究中。经典抗抑郁药氟西汀,作为阳性对照组。有很多研究针灸对抑郁的影响。然而,很少有研究澄清-肾上腺轴的可能分子机制基于针灸参与抑郁症治疗。在分子生物学中,我们的研究发现,和引起肾上腺轴的异常多动,而针灸和氟西汀扭转这种现象和表达下调CORT的表达,CRH和ACTH。此外,针灸还缓解炎症水平的前额叶皮层和集团和降低TNF -等炎症因子的表达α,il - 6。有趣的是,神经炎症和神经可塑性是相互关联的,炎症病变的神经可塑性的一个关键节点。

在神经网络中,神经元细胞的基本功能单元,帮助整合和传播生物信号通过树突。神经元细胞的信息处理方式是应对情绪变化的动态过程,受伤,外部刺激器等等38]。神经细胞的结构和功能变化在不同刺激反应被称为神经可塑性,包括抑郁症。先前的研究已经表明,抑郁症的生物机制与神经可塑性在特定的大脑区域,尤其是前额叶皮层(39]。功能性突触在中枢神经系统开始在抑郁症患者(40情绪障碍和压力)。已经观察到,长期和反复的压力会加重抑郁症的表现通过损伤神经可塑性。抗抑郁药物治疗可以帮助释放增强神经可塑性的表现(41]。同样,在这项研究中,我们发现神经细胞的排列是无序的CUMS-induced抑郁大鼠前额叶皮层,与特定的特性不清楚边界,减少数量的树突,高尔基染色法和树突较短的长度。此外,树突分枝和脊柱的形态结果密度在前额叶皮层受损和老鼠。有趣的是,针灸或氟西汀治疗可以显著逆转这些不利影响,潜在的针灸应用提供新的见解的抑郁症治疗。

复杂的分子蛋白质间的相互作用调节突触形成和神经可塑性(42]。功能蛋白的异常表达水平是密切相关的抑郁易感性,包括脑源性神经营养因子(BDNF),突触后密度95 (psd - 95), synaptophysin (SYN)和蛋白激酶Mζ(PKMZ)。脑源性神经营养因子可以调节神经可塑性和突触传递通过增加Ca2 +水平和线粒体运动神经元。脑源性神经营养因子增强保护神经可塑性的神经递质的释放和促进cannabinoid-mediated神经发生(43]。突触的支架组件所需的突触的发展,psd - 95是信号复合物的主要组织者在突触后膜。psd - 95会严重影响突触后抑制的功能和可塑性44]。SYN疲软的捐赠在突触前终端,调节活动依赖性突触(45]。此外,PKMZ已经确认扮演的角色在学习和长期势差,这也可以促进神经突轴突出(46]。在目前的研究中,BDNF的总蛋白和mRNA水平,PSD95, SYN和PKMZ CUMS-induced的前额叶皮层中发现大鼠模型。指出这两个脑源性神经营养因子的蛋白质和mRNA水平,PSD95, SYN,和PKMZ暨组减少,虽然可以一定程度上消除这些影响针灸或氟西汀治疗。这些分子与以前的形态学结果一致的结果由高尔基染色。

完全,CUMS-induced老鼠可以作为一个可靠的抑郁动物模型,和针灸是有效和安全的改善抑郁样行为,增加细胞数量,延长树突的长度,提高脊柱密度CUMS-induced老鼠。此外,针灸治疗可以移植神经plasticity-related蛋白质的表达在前额叶皮层BDNF、PSD95, SYN和PKMZ。我们的研究提供了新的视角抗抑郁的方法并澄清相关的分子机制。进一步的研究是必要的阐明针灸参与抑郁症治疗的机制。

5。结论

在这项研究中,我们发现,针灸可以发挥抗抑郁作用CUMS-induced抑郁症大鼠模型。针灸在商兴(DU23)和冯傅(DU16)点可以抑制HPA轴的多动,改善炎症的程度,和恢复抑郁大鼠前额叶皮层的神经可塑性,这可能是通过增加神经元树突棘的数量和相关的蛋白表达(图6)。总之,基于我们目前的研究,可以得出结论:针灸、最广泛使用的补充和替代疗法,神经可塑性的调节密切相关领域的发挥抗抑郁药。

数据可用性

本文中的RNA序列可以免费获得。支持这项研究的结果的数据都可以在请求从相应的作者,文献孟。

伦理批准

在这项研究中,所有老鼠保健和实验程序被厦门大学动物伦理委员会的批准(许可证号。XMULAC20170376)按照美国国立卫生研究院和实施指南的护理和使用实验动物。

同意不适用。手稿不包括细节,图像或视频有关个人的参与者。

信息披露

前一版本的手稿出版作为预印(47]。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

作者的贡献

文献孟负责研究和设计概念。李鹏、Wenya黄和陈yip进行了动物实验和写的手稿。穆罕默德•沙赫扎德Aslam美化手稿的内容与语言。文晶陈、杨黄和陈蕴结进行实验,收集数据。问世,黄Yanxun Junliang沈,道通,黄Shuqiong帮助分析数据。所有作者批准了最终版本的手稿。李鹏、Wenya黄和陈yip co-first作者。

确认

中药系厦门大学医学院的研究感谢其宝贵的贡献。这项研究是由支持基础研究项目(没有在深圳。2021 y0921)。

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