proBDNF在二种神经精神疾病中表达的研究

【摘要】研究背景：酒精中毒和抑郁症均是神经退行性疾病,其共同特征均是在特定脑区出现大量神经元凋亡,并伴随神经再生减少。并且,酒精中毒和抑郁症表现出很高的共病率。临床证据表明,抑郁症状常出现在慢性酒精中毒的戒断过程中,并且对戒断后复饮有很大的影响。虽然没有一种单一的神经生物学机制可以解释这2种对大脑均有巨大破坏性疾病的发生,但不断有证据提示该2种疾病均与神经再生减少有关。脑源性神经营养因子(BDNF)能够影响中枢神经系统内神经元的发育和存活。许多研究提示酒精中毒和抑郁症均是成年期海马的神经再生发生了改变引起的。由此,我们提出这样一个设想：神经元再生的改变是否就是这2种神经精神疾病——酒精中毒和抑郁症共同的神经生物学机制。因此,本实验的主要内容包括：BDNF和proBDNF及其受体分别在抑郁症和酒精中毒中表达的变化,并探讨在酒精戒断过程中出现抑郁症状时这些因子的变化及2种疾病的相互作用。方法：1.proBDNF及其受体在人类抑郁症及酒精中毒中表达的研究：抽取2010年至2011年在云南省精神病医院住院的满足ICD-10对抑郁症(40例)及慢性酒中毒(30例)诊断标准的病人血样以及与其相匹配的正常人血样男女各50例。从中分离血清,并提取RNA和蛋白质,通过westernblotting、RT-qPCR和ELISA等技术,观察proBDNF、BDNF、p75NTR、sotilin及TrkB这5个因子与这2种疾病的关系。同时,在酒精中毒实验中,我们在酒精戒断后采用PANSS量表对酒精中毒患者的阳性和阴性症状做出评价,利用其中的抑郁因子得分比较酒精戒断后的抑郁症状,探讨当酒精戒断伴随抑郁症状出现时proBDNF及其受体的变化。2.proBDNF及其受体在慢性酒中毒小鼠中表达的研究：以50例小鼠为研究对象,建立慢性酒中毒小鼠模型,分为正常对照组、慢性酒中毒组、酒精戒断1天组(简称戒断1天组),酒精戒断3天组(简称戒断3天组)和慢性酒中毒侧脑室注射anti-proBDNF组(简称侧脑室注射anti-proBDNF组)。观察BDNF.proBDNF因子及其受体和慢性酒中毒的关系。并且观察连续酒精戒断3天内小鼠的抑郁行为,探讨当酒精戒断过程中出现抑郁症状时proBDNF及其受体的变化。结果：1.重症抑郁患者及慢性酒精中毒患者与正常对照组比较,proBDNF,sortilin和p75NTR的蛋白水平较高,而TrkB的蛋白质水平降低。proBDNF,p75NTR,sortilin和TrkB表达的血.清蛋白水平与淋巴细胞蛋白水平的趋势是一致的。2.在重症抑郁患者中,BDNF,TrkB和p75NTR在mRNA水平的改变与其在蛋白水平的改变一致。重症抑郁症患者中,血清中mBDNF浓度明显低于正常对照组的水平(P<0.05)。且在重症抑郁症患者中,血清中proBNDF的表达水平与血清mBDNF的水平呈反比。3.proBDNF、p75NTR及sortilin在淋巴细胞蛋白及血清中的表达与重症抑郁程度(HRSD-21项评分)呈正相关：而mBDNF及TrkB与HRDS-21项的得分呈负相关。4.在人类血液样本中,慢性酒中毒患者酒精戒断前无论是淋巴细胞蛋白还是血清中的proBDNF,sortilin和p75NTR的表达水平均高于正常对照组,而nBDNF和TrkB的水平较低。在进行了一周的戒断治疗后,proBDNF,sortilin和p75NTR的表达水平较戒断前明显降低了,而mBDNF和TrkB的水平则明显升高。通过ELISA检测时发现血清中mBDNF的水平在酒精戒断前较正常对照组低,而戒断一周后其水平就明显增加了。比较戒断前proBDNF和mBDNF的表达比例时发现,在慢性酒中毒患者中proBDNF/mBDNF的平衡被打破了。5.人类血液样本中,mBDNF和TrkB的表达水平与慢性酒中毒患者平均每天酒精消耗量呈负相关,proBDNF,p75NTR和sortilin的表达水平与慢性酒中毒患者平均每天酒精消耗量呈正相关。6.酒精戒断1周后,酒精中毒患者的抑郁症状较戒断前及正常对照组明显,但未达到统计学意义。7.通过行为学检查发现,经过56天的慢性酒精溶液灌胃后实验组小鼠的体重、毛色、精神状态、水平动机活动、探究行为及认知功能都有明显改变,可以说明慢性酒精中毒小鼠造模成功。8.戒断的行为学实验发现,随着戒断时间的延长,戒断组小鼠水平动机活动、探究行为及认知功能都逐渐恢复,有的已经接近或超过正常对照组。但戒断1天时,强迫游泳实验中戒断组小鼠的绝对不动时间最长,与慢性酒中毒组和正常对照组均有统计学差异。随着戒断时间的延长,戒断组小鼠的绝对不动时间有所减少,但仍比正常对照组小鼠长。9.侧脑室注射anti-proBDNF实验中,侧脑室注射anti-proBDNF组小鼠的认知功能较慢性酒中毒组明显改善,但仍未达到正常水平。10.慢性酒中毒组小鼠中proBDNF、sortilin和p75NTR的脑蛋白水平高于戒断组及正常对照组,而mBDNF和TrkB水平较低。且随着戒断时间的延长,戒断组小鼠proBDNF、sortilin、p75NTR和TrkB水平都逐渐恢复,有的已经接近或超过正常对照组。侧脑室注射anti-proBDNF实验中,侧脑室注射anti-proBDNF组小鼠脑蛋白proBDNF、sortilin、p75NTR和TrkB的表达水平都有所恢复,但仍未达到正常水平。11.实时荧光定量PCR的结果发现,鼠脑BDNF、sortilin、p75NTR和TrkB的mRNA表达水平与其蛋白表达水平一致。即戒断后小鼠BDNF和TrkB的mRNA表达较慢性酒中毒组有所升高,但未恢复到正常水平；sortilin和p75NTR的mRNA表达较慢性酒中毒组有所降低,但未恢复到正常水平。结论：1.我们的初步研究结果显示,在重症抑郁患者和慢性酒精中毒患者中proBDNF及其受体p75NTR和sortilin的表达上调,而TrkB和BDNF的水平下调了。也就是,在proBDNF/p75NTR/sortilin和mBDNF/TrkB信号途径之间的平衡被破坏了。尽管我们的研究存在许多局限性,但其研究结果表明,在重症抑郁和慢性酒中毒中proBDNF/p75NTR/sortilin信号途径发挥着潜在的作用。也表明,抑郁症和酒精中毒的发病存在共同的分子机制,这可能也是2种疾病共病的分子基础。但这仅仅只是一个研究的开始,关于BDNF在抑郁症和慢性酒中毒中的作用还需要进一步的深入研究,以便更多地认识抑郁症和酒中毒这2种神经精神疾病,为其治疗提供新的方向及靶点。2.无论在人类慢性酒中毒样本还是小鼠慢性酒精中毒模型中我们均发现proBDNF/p75NTR/soritlin信号通路的表达增强了,由此引发了慢性酒中毒小鼠的海马及前额叶皮层等脑区的功能障碍。而通过对他们进行干预(戒断或侧脑室注射anti-proBDNF)后,减弱了proBDNF/p75NTR/soritlin信号通路对神经元发生的抑制作用,且mBDNF和TrkB的表达水平却能够明显回升,促进了大脑中神经元的再生,也改善慢性酒中毒引起的认知功能及行为能力障碍。3.无论在人类慢性酒中毒样本还是小鼠慢性酒精中毒模型中,在酒精戒断后均出现了抑郁样症状或行为。这可能是由于在慢性酒精中毒的发展过程中,proBDNF/mBDNF的平衡失调,超过了机体的可调节范围,使得脑内神经发生被明显抑制。但随着酒精戒断的时间逐渐延长,机体的代偿功能逐渐恢复,神经元再生也开始增多,抑郁症状才逐步减轻。
【作者】周莉；
【导师】肖志成；周新富；
【作者基本信息】昆明医科大学，外科学，2013，博士
【关键词】抑郁症；酒精中毒；酒精戒断；proBDNF；mBDNF；受体；

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