生命早期应激大鼠成年后自发活动和外周血皮质酮及其受体的改变

论文摘要

背景与目的:大量的临床和流行病学资料显示,生命早期应激可影响成年后学习记忆、性格特征、情绪能力以及对应激事件的处理能力,对其适应社会、工作学习等能力产生重大影响,甚至增加其精神障碍特别是情感障碍的发病率。这些资料主要来自于对精神疾病患者和存在情绪、性格问题的犯罪者的回顾性研究。近5年来的一些研究试图揭示生命早期应激与成年后精神疾病之间的生物学联系,虽没有明确的线索,但也提供了早期应激对神经内分泌系统影响的资料:生命早期应激引起HPA轴的长期激活,导致以后对应激反应的过度增强。应激过程中HPA轴的反应增强,导致垂体促肾上腺皮质激素和血浆皮质醇（酮）的合成和释放增加,引起一系列的神经生化改变,可导致大脑边缘系统器质性损害,尤其是海马结构最易受到损害,并且增加情感障碍的易感性和发病率。不同的研究采用不同种类的应激,证实了生命早期应激对HPA轴的长期激活现象,并且可能与将来精神疾病的发病相关联。生命早期应激是否通过HPA轴的过度激活导致边缘系统结构损害,从而对成年后情绪能力产生影响,尚不得而知。我们猜测,孕期和婴幼儿时期的应激激活HPA轴,释放较多的糖皮质激素,一方面可造成成年后HPA轴对应激的反应增强,另一方面,过多的糖皮质激素对边缘系统特别是海马的生长发育产生重要影响,从而对成年后学习记忆和情绪能力造成损害。本研究以母爱剥夺和孤养为生命早期应激手段,观察生命早期应激大鼠成年后以及其接受慢性应激后,其自发活动和外周血皮质酮浓度及受体的改变,以探讨生命早期应激对成年后情绪能力影响的可能生物学机制。本研究不仅可以丰富情绪神经生物学理论,而且为幼儿早期教育和心理干预提供理论指导,为情绪障碍的诊断治疗提供生化和分子基础。研究内容与方法:本研究分为二个部分:（1）新生鼠施以母爱剥夺应激,观察其成年后自发活动、外周血皮质酮浓度和海马皮质酮受体的改变;（2）母爱剥夺大鼠成年后再施以慢性应激,观察慢性应激后自发活动、外周血皮质酮的浓度及海马皮质酮受体的改变结果:1生命早期应激对大鼠成年后行为与外周血皮质酮浓度及其受体的影响早期应激组大鼠于出生后的第3-21天和第22-60天分别接受母婴分离和隔离饲养应激,对照组正常饲养。分别在成年后的2和3月龄测定各组大鼠的自发活动,行为学实验结束后取血,并处死大鼠取脑。分别测定观察2和3月龄时外周血皮质酮浓度和海马皮质酮受体的改变。1.1生命早期应激对大鼠成年后自发活动的影响应用DigBehv动物自发活动行为视频跟踪分析系统,由计算机记录大鼠的运动轨迹,并分析下列行为改变:活动总路程、中央路程、周边路程以及总活动时间、中央时间和周边时间。1.1.1 1小时/日的生命早期应激对行为的影响与对照组相比,新生大鼠经过1小时/日的生命早期应激后,2月龄时大鼠自发活动的总活动时间延长（P=0.006<0.01,t检验）;3月龄时大鼠自发活动各指标无显著变化;与2月龄时的结果相比,3月龄时大鼠自发活动的总活动时间减少（P=0.034<0.05,t检验）。其他指标未见显著改变。本结果提示,1小时/日的生命早期应激可诱发成年后的焦虑样行为,并且这种焦虑样行为随着鼠龄的增加而逐渐减弱。1.1.2 3小时/日的生命早期应激对行为的影响与对照组相比,新生大鼠经过3小时/日的生命早期应激后,2月龄时大鼠自发活动的总活动时间显著延长（P=0.004<0.01,t检验）;3月龄时大鼠自发活动的总活动时间缩短（P=0.041<0.05,t检验）;与2月龄时的结果相比3月龄时大鼠自发活动的各指标无显著变化。本结果提示,3小时/日的生命早期应激可诱发成年后的焦虑样行为,这种焦虑样行为随着鼠龄的增加无显著改变。1.1.3不同强度生命早期应激对成年大鼠自发活动影响的比较比较1小时/日和3小时/日生命早期应激大鼠的自发活动,无论是2月龄或3月龄,活动总时间均随着剥夺时间的增加而显著延长（P<0.01,t检验）,表明随着剥夺时间的延长,焦虑样行为逐渐增加。1.2生命早期应激对大鼠成年后外周血清皮质酮水平的影响早期应激大鼠分别在成年后的2月龄和3月龄尾静脉取血,检测外周血清皮质酮的浓度,1.2.1 1小时/日的生命早期应激对大鼠成年后外周血清皮质酮水平的影响新生大鼠经过1小时/日的生命早期应激,其2月龄时外周血清皮质酮浓度显著高于对照组（P=0.014<0.05,t检验）;3月龄时外周血清皮质酮浓度未见显著改变;与2月龄时的结果相比,3月龄时大鼠外周血清皮质酮浓度显著降低（P=0.008<0.01 t检验）;结果提示1小时/日的生命早期应激可导致成年后外周血皮质酮浓度的升高,随着鼠龄的增长,外周血皮质酮浓度的升高逐渐减弱。1.2.2 3小时/日的生命早期应激对外周血清皮质酮水平的影响新生大鼠经过3小时/日的生命早期应激,其2月龄和3月龄的血清皮质酮浓度均显著高于对照组（P值分别为0.001和0.007,均小于0.01, t检验）;与2月龄时的结果相比,3月龄时大鼠外周血清皮质酮浓度未见显著改变;结果提示3小时/日的生命早期应激可导致成年后皮质酮浓度的升高,随着鼠龄的增长,血清皮质酮浓度的升高无明显改变。1.2.3不同强度生命早期应激对成年大鼠外周血清皮质酮水平的影响的比较与1小时/日早期应激大鼠相比,无论在2月龄或3月龄, 3小时/日生命早期应激大鼠外周血皮质酮浓度均显著升高（P<0.01,t检验）,表明生命早期应激强度与成年后的外周血皮质酮浓度相关。1.3生命早期应激对大鼠成年后海马CA3区皮质酮受体的影响早期应激大鼠分别在成年后的2月末和3月末处死,取海马组织,检测皮质酮受体的改变。新生大鼠经过3小时/日的生命早期应激,2月末时海马CA3区皮质酮受体阳性细胞数（P=0.001<0.01,t检验）和阳性面积比（P=0.002<0.01,t检验）均显著低于正常对照组;3月末时海马CA3区皮质酮受体阳性细胞数和阳性面积比与正常对照组相比无显著差异;与2月末时的结果相比,3月末时大鼠海马CA3区皮质酮受体阳性细胞数和阳性面积比均显著升高;结果提示3小时/日的生命早期应激可导致成年后海马CA3区皮质酮受体阳性细胞数和阳性面积比的降低,随着鼠龄的增长,皮质酮受体的降低逐渐减弱。2生命早期应激大鼠接受慢性应激后行为与血清皮质酮及其受体的改变2.1生命早期应激大鼠接受慢性应激后行为的改变生命早期应激大鼠成年后（2月末）接受足底电击（电流1mA,6次/min,1s/次,随机频率）,10分钟/日,连续14天。大鼠于出生后91d上午9:00-10:00测定自发活动。2.1.1 1小时/日生命早期应激接受慢性应激后大鼠行为的改变新生大鼠经过1小时/日的生命早期应激再接受慢性应激,与正常大鼠接受慢性应激相比,自发活动总路程（P=0.015<0.05,t检验）和总时间（P=0.003<0.01, t检验）出现显著性增加,结果提示1小时/日生命早期应激大鼠成年后再接受慢性应激,更易表现出焦虑行为。2.1.2 3小时/日生命早期应激大鼠接受慢性应激后行为的改变新生大鼠经过3小时/日的生命早期应激再接受慢性应激,与正常大鼠接受慢性应激相比,自发活动总路程（P=0.025<0.05）,中央路程（p=0.002<0.01）和总时间（P=0.001<0.01）出现显著性增加,结果提示3小时/日生命早期应激大鼠成年后再接受慢性应激,更易表现出焦虑行为。2.1.3不同强度生命早期应激大鼠接受慢性应激后行为改变的比较与1小时/日生命早期应激大鼠再接受慢性应激相比,3小时/日生命早期应激大鼠再接受慢性应激的自发活动总路程,周边路程和周边时间显著升高（P<0.01,t检验）,结果提示慢性应激对自发活动增多的促进作用和早期应激的强度有关。2.2生命早期应激大鼠接受慢性应激后外周血清皮质酮浓度的改变生命早期应激大鼠成年后（2月末）接受足底电击（电流1mA,6次/min,1s/次,10min,随机频率,持续14d）,大鼠于出生后92d上午8:00尾静脉取血,分离血清,ELISA法测皮质酮浓度。新生大鼠经过1小时/日和3小时/日的生命早期应激再接受慢性应激,和正常大鼠接受慢性应激相比,外周血清皮质酮浓度均显著升高（P<0.01,t检验）,结果提示1小时/日和3小时/日生命早期应激大鼠成年后再接受慢性应激,更易表现出皮质酮浓度的升高。而比较1小时/日和3小时/日的生命早期应激大鼠,3小时/日生命早期应激大鼠再接受慢性应激的血清皮质酮浓度显著升高（P<0.01,t检验）,结果提示慢性应激对皮质酮浓度升高的促进作用和早期应激的强度有关。2.3生命早期应激大鼠接受慢性应激后海马CA3区皮质酮受体的改变生命早期应激大鼠成年后（2月末）接受足底电击（电流1mA,6次/min,1s/次,10min,随机频率,持续14d）,在3月末处死,取海马组织,检测皮质酮受体的改变。新生大鼠经过3小时/日的生命早期应激再接受慢性应激,和正常大鼠接受慢性应激相比海马CA3区皮质酮受体阳性细胞数和阳性面积比均显著降低（P<0.01,t检验）,结果提示3小时/日生命早期应激大鼠成年后再接受慢性应激,更易表现出皮质酮受体阳性细胞数和阳性面积比的降低。结论:1、生命早期应激可诱发大鼠成年后焦虑样行为,这种行为改变的程度与生命早期应激的强度相关,并随鼠龄的增长而减弱;2、生命早期应激可导致大鼠成年后外周血皮质酮浓度升高,其升高幅度与生命早期应激强度相关,并随鼠龄的增长而减弱;3、生命早期应激可导致大鼠成年后海马CA3区皮质酮受体阳性细胞数量下降,并随鼠龄的增长而减弱;4、生命早期应激大鼠成年后再接受慢性应激,更易表现出焦虑样行为,外周血皮质酮浓度升高和海马CA3区皮质酮受体阳性细胞数的下降比正常大鼠更为显著,这种倾向性与早期应激的强度相关。本结果提示,生命早期应激可诱发大鼠成年后的焦虑样行为,其机制可能与早期应激引起HPA轴的长期激活,导致外周血皮质酮浓度长期增高,以及海马皮质酮受体数量减少引起皮质酮负反馈抑制减弱有关。

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