《Brain Research》:Reversal of chronic restraint-induced HPA axis dysregulation and depressive-like behaviour by chronic escitalopram treatment in rats: involvement of SERT
編輯推薦:
面對抑郁與應(yīng)激相關(guān)障礙,HPA(下丘腦-垂體-腎上腺)軸失調(diào)是核心病理機制。研究人員深入探究選擇性5-羥色胺再攝取抑制劑艾司西酜普蘭(ECT)能否通過調(diào)控腎上腺5-羥色胺轉(zhuǎn)運蛋白(SERT)來修復(fù)慢性束縛應(yīng)激(CRS)導(dǎo)致的HPA軸功能紊亂及抑郁樣行為。研究發(fā)現(xiàn),ECT成功逆轉(zhuǎn)了CRS引起的腎上腺SERT高表達、5-HT(5-羥色胺)周轉(zhuǎn)增加、急性應(yīng)激誘導(dǎo)的皮質(zhì)酮(CORT)分泌敏化以及中縫背核(DRN)5-HT周轉(zhuǎn)降低,并改善了快感缺失。結(jié)果表明,ECT的抗抑郁樣效應(yīng)與其對腎上腺SERT的調(diào)控及HPA軸功能的正;芮邢嚓P(guān),揭示了腎上腺SERT作為應(yīng)激相關(guān)抑郁障礙治療潛在新靶點的重要意義。
你是否想過,當我們長期處于巨大的壓力之下,不僅情緒會跌入谷底,感到對什么都提不起興趣,身體內(nèi)部也正經(jīng)歷著一場“風暴”?這場風暴的中心,是一個名為HPA(Hypothalamic–Pituitary–Adrenal, 下丘腦-垂體-腎上腺)軸的核心壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)。在重度抑郁等應(yīng)激相關(guān)疾病中,HPA軸常常處于過度活躍狀態(tài),導(dǎo)致壓力激素皮質(zhì)酮(Corticosterone, 在人類中為皮質(zhì)醇)分泌失調(diào)。傳統(tǒng)觀點認為,選擇性5-羥色胺再攝取抑制劑(Selective Serotonin Reuptake Inhibitor, SSRI)類抗抑郁藥主要通過增加大腦中一種名為5-羥色胺(Serotonin, 5-HT)的神經(jīng)遞質(zhì)水平來起效。然而,一個令人費解的現(xiàn)象是,藥物起效需要數(shù)周時間,這與它迅速提升腦內(nèi)5-HT水平的能力并不匹配。這提示我們,SSRI類藥物可能還通過其他我們尚未完全了解的機制,來修復(fù)長期壓力造成的深層損傷。
近年來,科學家們在壓力研究領(lǐng)域發(fā)現(xiàn)了一個有趣的新視角:壓力激素的“生產(chǎn)工廠”——腎上腺本身,可能也在“自主”調(diào)節(jié)著壓力反應(yīng)。具體來說,長期慢性束縛應(yīng)激(Chronic Restraint Stress, CRS)不僅會讓大腦“不開心”,還會在腎上腺內(nèi)部“搭建”一條異常的5-羥色胺信號環(huán)路。這條環(huán)路涉及腎上腺髓質(zhì)嗜鉻細胞合成并釋放更多的5-HT,這些5-HT激活腎上腺皮質(zhì)細胞上的5-HT7受體,從而直接刺激皮質(zhì)酮的過量分泌。為了“回收”這些5-HT,腎上腺還會大量表達5-羥色胺轉(zhuǎn)運蛋白(Serotonin Transporter, SERT),就像增加了更多的“回收泵”。這個位于外周的異常環(huán)路,可能是導(dǎo)致HPA軸功能紊亂和壓力激素持續(xù)高分泌的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。那么,以阻斷SERT為核心作用的SSRI類藥物,能否通過干預(yù)這條腎上腺內(nèi)部的“小環(huán)路”,來糾正全身性的HPA軸失調(diào),并最終緩解抑郁癥狀呢?這正是發(fā)表在《Brain Research》上的一項研究試圖回答的核心科學問題。
為了探尋答案,研究團隊采用了嚴謹?shù)膭游飳嶒炘O(shè)計。他們使用雄性Wistar大鼠,建立了為期14天的慢性束縛應(yīng)激模型,并在實驗后期(第8天起)對部分大鼠進行為期7天的艾司西酜普蘭(Escitalopram, ECT,一種SSRI)腹腔注射治療。研究綜合運用了多種技術(shù)方法:通過免疫組化、蛋白質(zhì)印跡(Western Blot)和逆轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈式反應(yīng)(RT-PCR)技術(shù),在蛋白和mRNA水平檢測腎上腺SERT的表達變化;采用酶聯(lián)免疫吸附法(ELISA)測定血漿促腎上腺皮質(zhì)激素(ACTH)和皮質(zhì)酮水平,評估HPA軸功能;利用高效液相色譜法(HPLC)結(jié)合熒光檢測,分析腎上腺和中縫背核(Dorsal Raphe Nucleus, DRN,大腦中重要的5-羥色胺能神經(jīng)元聚集區(qū))中5-HT及其代謝產(chǎn)物5-羥基吲哚乙酸(5-HIAA)的含量,計算5-HT周轉(zhuǎn)率(5-HIAA/5-HT比值),以反映5-羥色胺能系統(tǒng)的活性;最后,通過經(jīng)典的蔗糖偏好實驗來評估動物的快感缺失行為,這是衡量抑郁樣行為的核心指標之一。
3.1. 慢性艾司西酜普蘭治療對慢性束縛應(yīng)激誘導(dǎo)的形態(tài)學變化的影響
研究證實,慢性束縛應(yīng)激會導(dǎo)致大鼠體重增長減緩、腎上腺相對重量增加、胸腺相對重量減小,這些都是經(jīng)典的慢性應(yīng)激生理指標。而慢性ECT治療能部分逆轉(zhuǎn)體重增長減緩,并完全抑制腎上腺和胸腺的相對重量變化,表明ECT能在生理層面緩解慢性應(yīng)激造成的部分負面影響。
3.2. 慢性艾司西酜普蘭治療對慢性束縛應(yīng)激誘導(dǎo)的腎上腺SERT表達的影響
研究發(fā)現(xiàn)了腎上腺反應(yīng)的“左側(cè)偏好”。在對照組動物中,SERT免疫染色主要出現(xiàn)在腎上腺髓質(zhì)。慢性束縛應(yīng)激后,這種表達在左側(cè)腎上腺的皮質(zhì)區(qū)域顯著增加,而在右側(cè)腎上腺則不明顯。相應(yīng)地,左側(cè)腎上腺的SERT蛋白和mRNA水平也特異性升高。這些慢激束縛應(yīng)激誘導(dǎo)的SERT表達上調(diào),在ECT治療組的大鼠中被完全抑制,恢復(fù)至接近對照組的水平。蛋白質(zhì)印跡和RT-PCR結(jié)果進一步證實,ECT處理使得慢性束縛應(yīng)激大鼠左側(cè)腎上腺中高表達的SERT蛋白和mRNA降至正常水平。
3.3. 慢性艾司西酜普蘭治療對慢性束縛束縛動物急性束縛誘導(dǎo)的ACTH和CORT分泌的影響
在神經(jīng)內(nèi)分泌層面,慢性束縛應(yīng)激造成了典型的HPA軸功能失調(diào):急性應(yīng)激時,ACTH的分泌反應(yīng)變得遲鈍(“鈍化”),而皮質(zhì)酮的分泌反應(yīng)卻被顯著敏化(“放大”)。這種ACTH與皮質(zhì)酮分泌的解耦,提示存在不依賴于ACTH的皮質(zhì)酮分泌機制。令人矚目的是,慢性ECT治療成功逆轉(zhuǎn)了這兩種異常:它恢復(fù)了急性應(yīng)激時正常的ACTH分泌反應(yīng),同時將敏化的皮質(zhì)酮分泌反應(yīng)降至與對照組無異的水平。
3.4. 慢性艾司西酜普蘭治療對慢性束縛應(yīng)激誘導(dǎo)的腎上腺和中縫背核5-HT周轉(zhuǎn)改變的影響
研究揭示了慢性束縛應(yīng)激對體內(nèi)5-羥色胺能系統(tǒng)產(chǎn)生了“雙向、異位”的復(fù)雜影響。在腎上腺(特別是左側(cè)),慢性束縛應(yīng)激顯著增加了5-HT、5-HIAA的含量及5-HT周轉(zhuǎn)率,表明局部5-羥色胺能活性增強。相反,在大腦的“5-羥色胺總部”中縫背核,慢性束縛應(yīng)激卻降低了5-HT、5-HIAA含量及5-HT周轉(zhuǎn)率,提示大腦中樞的5-羥色胺能功能受到抑制。ECT治療神奇地同時逆轉(zhuǎn)了這兩個部位的變化:它降低了腎上腺(尤其是左側(cè))過高的5-HT周轉(zhuǎn),同時提升了中縫背核過低的5-HT周轉(zhuǎn),使兩者均趨向正;。
3.5. 慢性抗抑郁治療對慢性束縛應(yīng)激誘導(dǎo)的快感缺失的影響
在行為學層面,慢性束縛應(yīng)激導(dǎo)致大鼠出現(xiàn)明顯的快感缺失,表現(xiàn)為對蔗糖溶液的偏好度從第9天開始持續(xù)下降。慢性ECT治療從第12天起顯著逆轉(zhuǎn)了這一行為缺陷,在治療末期使動物的蔗糖偏好完全恢復(fù)至對照組水平。
綜合以上結(jié)果,本研究得出了明確的結(jié)論。慢性艾司西酜普蘭治療能夠有效逆轉(zhuǎn)慢性束縛應(yīng)激誘導(dǎo)的大鼠HPA軸功能亢進,具體表現(xiàn)為使敏化的急性應(yīng)激皮質(zhì)酮分泌反應(yīng)恢復(fù)正常。這一效應(yīng)與ECT抑制腎上腺(尤其是左側(cè))SERT表達上調(diào)和5-HT周轉(zhuǎn)增加密切相關(guān),為“腎上腺內(nèi)異常興奮性5-羥色胺環(huán)路介導(dǎo)了不依賴于ACTH的皮質(zhì)酮過度分泌”這一假說提供了強有力的藥理學干預(yù)證據(jù)。更為重要的是,ECT對HPA軸的這種正常化作用,與其明確的抗抑郁樣行為效應(yīng)(逆轉(zhuǎn)快感缺失)以及其對大腦中縫背核降低的5-HT周轉(zhuǎn)的恢復(fù)作用同步發(fā)生。
在討論中,作者深入闡釋了這些發(fā)現(xiàn)的意義。首先,它提出了SSRI類藥物發(fā)揮抗抑郁作用的一個新機制:即通過長期阻斷外周腎上腺的SERT,破壞導(dǎo)致皮質(zhì)酮持續(xù)高分泌的局部惡性循環(huán),從而間接降低過高的糖皮質(zhì)激素水平。已知高糖皮質(zhì)激素可上調(diào)大腦多個腦區(qū)的SERT表達,進而可能導(dǎo)致5-羥色胺能神經(jīng)傳遞功能下降。因此,ECT通過“外周靶點”(腎上腺SERT)來“中樞治本”(恢復(fù)腦內(nèi)5-羥色胺能功能并改善情緒),構(gòu)成了一個完整的病理機制解釋鏈。其次,該研究揭示了腎上腺SERT作為一個此前未被充分認識的抗抑郁治療潛在靶點。這為理解SSRI類藥物起效的延遲性(需要時間下調(diào)SERT表達、重建HPA軸平衡)以及開發(fā)針對應(yīng)激相關(guān)內(nèi)分泌紊亂的新型治療策略提供了全新的思路。最后,研究也指出了左側(cè)腎上腺在應(yīng)激反應(yīng)中可能具有特殊的功能偏側(cè)性,這一現(xiàn)象及其機制值得未來進一步探索。當然,本研究僅使用了雄性大鼠,性別差異的影響是未來研究需要填補的空白。盡管如此,這項研究成功地將外周內(nèi)分泌器官的分子改變、神經(jīng)內(nèi)分泌軸的功能失調(diào)與中樞行為表型串聯(lián)起來,為我們更全面地理解應(yīng)激如何導(dǎo)致抑郁,以及藥物如何多層面修復(fù)這種損害,描繪了一幅更為精細和連貫的科學圖景。