Trx1过表达对脑卒中后抑郁小鼠抑郁样行为的影响及其机制

龙道华 ,  黄磊 ,  罗斌 ,  付一鸣 ,  雷方超 ,  潘震华

山西医科大学学报 ›› 2025, Vol. 56 ›› Issue (9) : 1042 -1050.

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山西医科大学学报 ›› 2025, Vol. 56 ›› Issue (9) : 1042 -1050. DOI: 10.13753/j.issn.1007-6611.2025.09.008

Trx1过表达对脑卒中后抑郁小鼠抑郁样行为的影响及其机制

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Effects of Trx1 overexpression on depression-like behavior in mice with post-stroke depression and its mechanism

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摘要

目的 探讨内侧前额叶皮质(mPFC)区硫氧还蛋白1(Trx1)表达对脑卒中后抑郁(PSD)小鼠抑郁样行为的影响及可能的作用机制。 方法 采用线栓法建立小鼠大脑中动脉闭塞(MCAO)模型,术后1周结合慢性不可预见的温和刺激(CUMS)及孤养法诱导抑郁模型。①20只小鼠进行MCAO造模,随后再根据CUMS干预时间分为0,7,14,21 d共4个PSD亚组,每组5只,同时每个时间亚组均设置相应的sham组(每组5只),sham组小鼠仅暴露动脉后缝合,不做其他干预。记录小鼠体质量;采用糖水偏好实验、悬尾实验、强迫游泳实验进行抑郁行为学检测;Western blotting检测mPFC区Trx1蛋白表达水平。②将小鼠分为sham组、PSD组、PSD+Lv-NC组和PSD+Lv-Trx1组,每组8只。sham组小鼠仅暴露动脉后缝合,不做其他干预;PSD组小鼠进行MCAO造模及CUMS干预21 d;PSD+Lv-NC组和PSD+Lv-Trx1组小鼠于MCAO术前1周经脑立体定位仪向mPFC区分别注射阴性对照慢病毒(Lv-NC)及Trx1过表达慢病毒(Lv-Trx1),再进行MCAO造模及CUMS干预。记录小鼠体质量;抑郁行为学检测;Zea-Longa评分法评估神经功能;HE染色和尼氏染色观察mPFC区病理变化;ELISA法检测mPFC区白细胞介素1β(IL-1β)、IL-6、肿瘤坏死因子α(TNF-α)水平;Western blotting检测mPFC区Trx1、NOD样受体热蛋白结构域相关蛋白3(NLRP3)、切割型半胱氨酸-天冬氨酸蛋白酶1(cleaved caspase-1)、Gasdermin D(GSDMD)蛋白表达水平。 结果 在PSD形成过程中,与sham组比较,PSD组小鼠体质量从第7天起显著降低(P<0.01),糖水偏好率及mPFC区Trx1蛋白表达水平从第14天开始显著降低(均P<0.05),且随时间推移持续加重;同时,PSD组悬尾静止时长和强迫游泳不动时长均显著延长(均P<0.05)。与sham组比较,PSD组小鼠mPFC区组织受损严重,尼氏小体数量大量减少,表现出严重的抑郁样行为,神经功能缺损评分显著升高(P<0.01),mPFC中IL-1β、IL-6、TNF-α含量和NLRP3、cleaved caspase-1、GSDMD蛋白表达水平显著升高(P<0.01)。与PSD组比较,PSD+Lv-Trx1组小鼠mPFC区组织损伤缓解,尼氏小体数量增多,抑郁样行为明显改善,神经功能缺损评分显著降低(P<0.01),mPFC中IL-1β、IL-6、TNF-α含量和NLRP3、cleaved caspase-1、GSDMD蛋白表达水平显著降低(P<0.01),而PSD+Lv-NC组各指标无显著性差异(P>0.05)。 结论 mPFC区Trx1过表达可修复神经损伤,降低神经炎症,改善PSD小鼠抑郁样行为,其作用机制可能与抑制NLRP3炎性小体活化有关。

Abstract

Objective To investigate the effect of thioredoxin 1(Trx1) expression in the medial prefrontal cortex(mPFC) on depression-like behavior in a mouse model of post-stroke depression(PSD) and its possible mechanism. Methods The middle cerebral artery occlusion(MCAO) model was established using the thread occlusion method. One week after surgery, the depression model was induced by chronic unpredictable mild stress(CUMS) combined with solitary rearing. ①Twenty mice were randomly selected to establish MCAO model, and then divided into four PSD subgroups according to the CUMS intervention time(0, 7, 14, 21 d)(n=5 in each subgroup), and the corresponding sham subgroup was set up(n=5 in each subgroup). In sham group, the arteries were only exposed and sutured without any other intervention. The body weight of mice was recorded. The sucrose preference test, tail suspension test and forced swimming test were used to detect depressive behaviors. Western blotting was used to detect the expression of Trx1 protein in mPFC. ②The mice were divided into sham group, PSD group, PSD+Lv-NC group and PSD+Lv-Trx1 group, with 8 mice in each group. In sham group, the arteries were only exposed and sutured without any other intervention. The mice in PSD group were subjected to MCAO modeling combined with CUMS intervention for 21 d. The mice in PSD+Lv-NC group and PSD+Lv-Trx1 group were injected with negative control lentivirus(Lv-NC) and Trx1 overexpression lentivirus(Lv-Trx1) into the mPFC region by stereotaxic instrument one week before MCAO, and given MCAO and CUMS intervention. The body weight of mice was recorded. Depressive behaviors were evaluated. Neurological function was evaluated by Zea-Longa score. HE staining and Nissl staining were used to observe the pathological changes of mPFC. The levels of interleukin-1β(IL-1β), interleukin-6(IL-6), and tumor necrosis factor-α(TNF-α) in mPFC were measured by ELISA. The protein expression levels of Trx1, NOD-like receptor pyrin domain-containing protein 3 (NLRP3), cleaved caspase-1 and Gasdermin D(GSDMD) in mPFC region were detected by Western blotting. Results During the formation of PSD, the body weight in PSD group was significantly lower than that in sham group from day 7(P<0.01), the sucrose pre⁃ference rate and the expression of Trx1 protein in mPFC were also significantly lower from day 14(P<0.05), and the above indexes decreased with time increasing. Compared with sham group, the tail suspension immobility time and the forced swimming immobility time in PSD group were significantly prolonged(P<0.05). Compared with sham group, the mice in PSD group exhibited severe tissue damage in the mPFC region, a significant reduction in the number of Nissl bodies, severe depressive-like behavior, and a significant increase in the neurological deficit score, the contents of IL-1β, IL-6, and TNF-α and the protein expression levels of NLRP3, cleaved caspase-1, and GSDMD in the mPFC(P<0.01). Compared with PSD group, the tissue damage in mPFC region was significantly alleviated in PSD+Lv-Trx1 group, the number of Nissl bodies was increased, the depressive behaviors were significantly improved, the neurological deficit score was significantly decreased(P<0.01), and the contents of IL-1β, IL-6, and TNF-α and the expression levels of NLRP3, cleaved caspase-1, and GSDMD proteins in the mPFC were significantly decreased(P<0.01). There were no significant changes in the above indexes between PSD group and PSD+Lv-NC group(P>0.05). Conclusion Overexpression of Trx1 in mPFC can repair the nerve damage, reduce the neuroinflammation, and improve the depression-like behaviors in PSD mice by inhibiting the activation of NLRP3 inflammasome.

Graphical abstract

关键词

脑卒中后抑郁 / 内侧前额叶皮质 / 硫氧还蛋白-1 / NLRP3炎性小体 / 神经损伤 / 炎症 / 凋亡

Key words

post-stroke depression / medial prefrontal cortex / thioredoxin 1 / NLRP3 inflammasome / nerve injury / inflammation / apoptosis

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龙道华,黄磊,罗斌,付一鸣,雷方超,潘震华. Trx1过表达对脑卒中后抑郁小鼠抑郁样行为的影响及其机制[J]. 山西医科大学学报, 2025, 56(9): 1042-1050 DOI:10.13753/j.issn.1007-6611.2025.09.008

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脑卒中(cerebral stroke)在医学上也称为“中风”,是由多种病因引起的缺血或出血而导致的急性神经损伤,是全球范围内致死率、致残率极高的脑血管类疾病1。研究报道,抑郁症是脑卒中最常见的并发症之一,约有1/3的脑卒中患者患有脑卒中后抑郁(post-stroke depression,PSD),对卒中后康复及日常生活产生负面影响2。大脑具有多个分区,每个分区各司其职,同时与其他分区相互作用,共同调控机体活动。内侧前额叶皮质(medial prefrontal cortex,mPFC)是大脑中调节情绪和认知的中枢系统,它与抑郁症、焦虑症等多种神经和精神疾病有关3。慢性炎症和氧化应激已被证实是PSD发病机制中的关键病理过程4,卒中伴随着活性氧(reactive oxygen species,ROS)等自由基形成的增多5,而大脑是最容易受到氧化应激的器官,自由基过多而引发的氧化应激反应可能引起脑组织损伤,包括神经细胞凋亡、神经退行性变等,导致认知功能障碍,同时氧化应激反应可诱导炎症发生,两者形成恶性循环,继续加剧神经损伤,进而产生或加重抑郁症状67
硫氧还蛋白1(thioredoxin 1,Trx1)是一种分子量为12 kDa的胞质蛋白,在抑制氧化应激、维持细胞氧化还原稳态方面具有调节作用8。近年来,有关Trx1与脑血管类疾病的报道非常多,Zhang等9发现Trx1可改善帕金森病模型小鼠认知功能障碍;Tian等10提出,Trx1可以促进脑缺血后海马神经元增殖和分化,有利于改善脑缺血后小鼠的空间学习能力和记忆功能,加快认知恢复。然而,Trx1在抑郁行为中的研究相对较少,其在PSD中的作用尚不明确。因此,本研究拟通过建立PSD模型,探讨Trx1在PSD小鼠mPFC区的表达以及其对PSD小鼠抑郁样行为的影响,并阐明其可能的作用机制,以期为PSD治疗提供潜在靶点。

1 材料与方法

1.1 实验动物

选用6周龄SPF级雄性C57BL/6小鼠,体质量(20±2)g,购自北京维通利华实验动物有限公司,生产许可证号:SYXK(京)2022-0052。在温度(23±2)℃,12 h昼夜交替循环,自由摄食饮水的饲养条件下,适应性饲养1周后开始后续实验。本研究获得武汉贝赛模式生物中心实验动物伦理理委员会批准(批号:BSMS动(福)第2023-09-71C号)。

1.2 主要试剂

Trx1过表达慢病毒(载体名称CMV-MCS-mPGK-GFP-T2A-Puro,Lv-Trx1)及其阴性对照慢病毒(Lv-NC)由上海吉玛制药技术有限公司提供;尼氏染色液、苏木素伊红(HE)染色试剂盒由上海碧云天生物提供;小鼠白细胞介素1β(IL-1β)、IL-6、肿瘤坏死因子α(TNF-α)ELISA检测试剂盒由武汉伊莱瑞特生物科技股份有限公司提供;Trx1抗体、NOD样受体热蛋白结构域相关蛋白3(NLRP3)抗体、切割型半胱氨酸-天冬氨酸蛋白酶1(cleaved-caspase-1)抗体、Gasdermin D(GSDMD)抗体均由美国Thermo Fisher Scientific公司提供。

1.3 脑立体定位手术

随机选取40只小鼠,分为Lv-NC组和Lv-Trx1组,每组20只。小鼠经1%戊巴比妥钠50 mg/kg腹腔注射麻醉,剃除头顶毛发后固定于脑立体定位仪中,微量注射针以0.2 μL/min的速度缓慢注射0.7 μL Trx1过表达慢病毒或其阴性对照慢病毒至小鼠mPFC区(病毒滴度:2×109 TU/mL),注射位点坐标为AP:+1.90 mm,ML:±1.00 mm,DV:-2.10 mm。注射结束后,针头滞留10 min后缓慢抽出11。慢病毒注射1周后,从Lv-NC组和Lv-Trx1组小鼠中各随机选取3只,摘取mPFC,采用Western blot检测Trx1蛋白表达水平,确定Trx1成功表达后进行后续造模实验。

1.4 动物分组及造模

(1)为探讨PSD形成过程中小鼠mPFC中Trx1表达水平变化,随机选取40只小鼠,其中20只作为PSD组进行MCAO造模后,再根据CUMS干预时间分为0,7,14,21 d共4个亚组(每组5只),同时每个时间亚组均设置相应的sham组(每组5只)。PSD组采用线栓法建立小鼠大脑中动脉闭塞(middle cerebral artery occlusion,MCAO)模型12:戊巴比妥钠腹腔注射麻醉小鼠,以仰卧状态固定,在其颈部中线处切口,暴露出右侧颈总动脉、颈内动脉和颈外动脉,在颈外动脉距离内外动脉分叉处4 mm打一活结预留结扎线,用眼科剪在结扎线上方约1.5 mm处剪一倒V字形切口,将线栓插入,使线栓通过颈内动脉进入大脑中动脉后固定。缺血1 h后,缓慢拔取线栓,恢复血供,缝合消毒。造模结束1周后根据Zea-Longa评分法13评估小鼠神经功能缺陷程度,保留Zea-Longa评分为1~3分的小鼠继续采用CUMS结合孤养法14干预,即在孤笼饲养的同时,每天随机从以下方式中选取一种对小鼠实施慢性刺激:夹尾2 min;4 ℃冷刺激3 min;束缚1 h;禁食1 d;禁水1 d;昼夜颠倒1 d。按照时间亚组确定CUMS干预天数,其中相邻2 d需采用不同的刺激方式。sham组小鼠仅暴露动脉后缝合,不进行后续干预。

(2)为探讨Trx1对PSD小鼠抑郁样行为的影响,将32只小鼠随机分为sham组、PSD组、PSD+Lv-NC组和PSD+Lv-Trx1组,每组8只。PSD组小鼠先进行MCAO手术后,再CUMS结合孤养干预21 d;PSD+Lv-NC组和PSD+Lv-Trx1组小鼠于MCAO术前1周经脑立体定位仪向mPFC区分别注射Lv-NC及Lv-Trx1后,再进行MCAO手术及CUMS结合孤养干预21 d;sham组小鼠仅暴露动脉后缝合,不进行后续干预。

1.5 行为学检测

1.5.1 糖水偏好实验

将每只小鼠单独饲养,笼中放置2瓶1%蔗糖水适应2 d,适应结束禁食禁水1 d后进行实验。将小鼠置于有1瓶纯净水和1瓶1%蔗糖水的鼠笼中,实验期间随机交换水瓶位置,8 h后取出水瓶,记录实验初始水量和结束时剩余水量,计算糖水偏好率。计算公式为:糖水偏好率(%)= 蔗糖水消耗量/(蔗糖水消耗量+纯净水消耗量)×100%。

1.5.2 悬尾实验

在距离小鼠尾尖2 cm处用夹子固定,将小鼠倒悬于悬尾箱(30 cm×30 cm×40 cm)内,使小鼠头部距离箱底约15 cm。实验悬挂时间6 min,前2 min为适应期,记录后4 min内小鼠静止时间。

1.5.3 强迫游泳实验

将小鼠置于直径15 cm,水深15 cm的柱形透明水桶中,水温维持在25±2 ℃,实验开始前小鼠熟悉实验室环境1 h后将其放入桶中适应15 min。正式实验时,将小鼠放入强迫游泳装置中6 min,前1 min为适应期,记录后5 min内小鼠不动时长。

1.6 神经功能评分

采用Zea-Longa评分法13评估各组小鼠神经功能,评分标准共分5级:0分为表现正常;1分为脑缺血对侧前爪无法伸展;2分为行走时向对侧转圈;3分为行走时向对侧倾倒;4分为意识丧失、昏迷且无法行走。评分越高表示神经缺损越严重。

1.7 HE染色观察小鼠mPFC区病理变化

行为学实验和神经功能检测结束后,小鼠经戊巴比妥钠腹腔注射麻醉后处死,取脑,于冰上快速剥离mPFC组织,固定、脱水后石蜡包埋,连续切片,制作成小鼠mPFC区组织石蜡切片,厚度为5 μm。石蜡切片经烤片机烘烤,二甲苯、梯度乙醇浸洗脱蜡、脱水后进行苏木素-伊红染色,脱水后滴加中性树脂封片。显微镜下观察,拍照留存。

1.8 尼氏染色观察小鼠mPFC区神经元损伤

制片及脱蜡、脱水操作同1.7,加入尼氏染色液染色5 min,蒸馏水清洗2次,经梯度乙醇脱水,新鲜二甲苯透明后滴加中性树脂封片。显微镜下观察,拍照留存。

1.9 ELISA检测小鼠mPFC区炎性因子水平

取小鼠mPFC组织,剪碎后加入提前预冷的PBS于冰上充分匀浆,离心后收集上清液。按照相应ELISA检测试剂盒操作指南检测小鼠mPFC组织中IL-1β、IL-6、TNF-α含量。

1.10 Western blotting检测小鼠mPFC区Trx1及NLRP3炎性小体相关蛋白表达水平

取小鼠mPFC组织,加入裂解缓冲液研磨提取蛋白,冰上孵育30 min后离心取上清,采用BCA法测定蛋白浓度。上样进行SDS-PAGE凝胶电泳分离蛋白,电泳结束后迅速转膜,置于5%脱脂牛奶中常温封闭60 min。加入Trx1、NLRP3、cleaved caspase-1、GSDMD和GAPDH一抗工作液(稀释比例1∶1 000)4 ℃孵育一晚,TBST清洗3次,5 min/次。加入二抗室温孵育2 h,TBST清洗3次,避光加显色剂,凝胶成像系统中曝光显影,采用Image J软件分析条带灰度值,并计算目的蛋白表达水平。

1.11 统计学分析

本研究应用SPSS 26.0数据分析软件。计量数据均以均数±标准差(X±S)表示,多组间比较采用单因素方差分析法,进一步两组间比较采用LSD-t法,P<0.05代表差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 PSD形成过程中小鼠抑郁样行为表现情况

在抑郁行为造模过程中,PSD组小鼠体质量、糖水偏好率相较于同期sham组有降低趋势,其中第0天两组间体质量和糖水偏好率差异均无统计学意义(P>0.05);第7天两组间体质量存在统计学差异(P<0.01),糖水偏好率差异无统计学意义(P>0.05);而第14,21天时,两组间体质量、糖水偏好率差异具有统计学意义(P<0.05,见图1)。此外,PSD组小鼠悬尾实验静止时长和强迫游泳实验不动时长相较于同期sham组均有延长(P<0.05,见图1)。

2.2 PSD形成过程中小鼠mPFC区Trx1蛋白水平变化

图2所示,在抑郁行为造模过程中,PSD组小鼠mPFC区Trx1蛋白表达水平逐渐降低;与同期sham组比较,PSD组小鼠mPFC区Trx1蛋白表达水平显著降低(P<0.01)。与第0天比较,第7天小鼠mPFC区Trx1蛋白表达水平有下降趋势(P>0.05),第14,21天小鼠mPFC区Trx1蛋白表达水平显著降低(P<0.01);与第7天比较,第14,21天小鼠mPFC区Trx1蛋白表达水平显著降低(P<0.01);与第14天比较,第21天小鼠mPFC区Trx1蛋白表达水平显著降低(P<0.01,见图2)。

2.3 Trx1过表达对PSD小鼠抑郁样行为的影响

与sham组比较,PSD组小鼠mPFC中Trx1蛋白表达水平显著降低(P<0.01);与PSD组比较,PSD+Lv-Trx1组小鼠mPFC中Trx1蛋白表达水平显著增加(P<0.01),而PSD+Lv-NC组无显著性差异(P>0.05,见图3)。与sham组比较,PSD组小鼠体质量、糖水偏好率均显著降低(P<0.01),而悬尾实验静止时长和强迫游泳实验不动时长均显著增加(P<0.01);与PSD组比较,PSD+Lv-Trx1组小鼠体质量、糖水偏好率显著升高(P<0.05),而悬尾实验静止时长和强迫游泳实验不动时长显著缩短(P<0.01),PSD+Lv-NC组均无显著性差异(P>0.05,见图4)。

2.4 Trx1过表达对PSD小鼠mPFC区神经损伤的影响

sham组、PSD组、PSD+Lv-NC组和PSD+Lv-Trx1组小鼠Zea-Longa评分分别为0.00±0.00,2.63±0.52,2.50±0.54和1.50±0.53分,即sham组小鼠神经功能正常,而其他各组小鼠均存在一定的神经功能缺损情况。与PSD组比较,PSD+Lv-Trx1组小鼠Zea-Longa评分显著降低(P<0.01),而PSD+Lv-NC组无显著性差异(P>0.05)。

sham组小鼠mPFC区染色均匀,结构清晰,神经细胞排列规整,无明显组织损伤,尼氏小体数量较多;PSD组和PSD+Lv-NC组小鼠mPFC区神经细胞出现不同程度空泡化,细胞间隙变大,排列紊乱无序,尼氏小体数量较少;PSD+Lv-Trx1组小鼠mPFC区染色较清晰,细胞间隙变小,空泡变少,尼氏小体数量增多(见图5)。

2.5 Trx1过表达对PSD小鼠mPFC区神经炎症及NLRP3炎性小体活化的影响

与sham组比较,PSD组小鼠mPFC区炎性因子IL-1β、IL-6、TNF-α水平显著升高(P<0.01);与PSD组比较,PSD+Lv-Trx1组小鼠mPFC区炎性因子IL-1β、IL-6、TNF-α水平显著降低(P<0.01),而PSD+Lv-NC组无显著性差异(P>0.05,见图6)。

与sham组比较,PSD组小鼠mPFC区NLRP3、cleaved caspase-1、GSDMD等蛋白表达水平显著升高(P<0.01);与PSD组比较,PSD+Lv-Trx1组小鼠mPFC区NLRP3、cleaved caspase-1、GSDMD蛋白表达水平显著降低(P<0.01),而PSD+Lv-NC组无显著性差异(P>0.05,见图7)。

3 讨论

脑卒中是位于全球死亡原因第3位的疾病,同时是导致成年人出现重度肢体功能障碍的主要原因,并极易伴发神经精神障碍。PSD是一类继发于脑卒中的神经精神性并发症,临床主要表现为情绪低落、兴趣减退、反应迟缓等,抑郁症状可能随时间延长不断恶化15,严重影响患者生活质量和治疗过程中的依从性、主动性及积极性,导致康复效果不佳,甚至降低患者的生存欲望。目前治疗抑郁症的方法主要包括药物治疗、心理治疗和经颅磁刺激治疗等,但仍存在治疗效果不显著、治疗周期长且副作用多等问题,开发安全高效的治疗方法是一项重要任务。研究发现,PSD的发生与卒中的位置相关,发生在小脑、脑干及额叶的脑卒中患者患抑郁症的概率更高,尤其是前额叶的损伤更容易引起PSD16。Vahid-Ansari等17通过在小鼠单侧mPFC显微注射内皮素-1(endothelin-1,ET-1)成功构建小鼠PSD模型,其结果表明mPFC病变足以诱导强烈的焦虑和抑郁表型,因此,mPFC区域或成为研究治疗PSD及相关神经精神类疾病的关键方向。

硫氧还蛋白是精神疾病的标志物之一18,Trx1是一种普遍存在的氧化还原蛋白,可以直接清除由多种应激源诱导的ROS19,该分子具有抗炎、抗凋亡和抗氧化等多种活性,常被用于脑部疾病的研究,并在中枢神经系统疾病中表现出神经保护作用,Kim等20研究发现Trx1可以通过诱导海马神经干细胞增殖改善慢性应激下的抑郁状态。Ma等21提出Trx1可以通过降低氧化/硝化应激减轻缺血性脑卒中后神经元凋亡。陈伟巍等22表明,Trx1可通过抑制NF-κB信号通路增强细胞的抗氧化应激能力,减轻氧化应激反应造成的神经细胞损伤,进而保护神经系统。本研究通过建立MCAO后实施CUMS结合孤养法构建PSD小鼠模型,发现在PSD形成过程中,小鼠mPFC区Trx1蛋白表达水平逐渐降低,且出现明显抑郁样行为,提示mPFC区Trx1蛋白水平下调可能参与PSD的发生发展。经脑立体定位仪向mPFC区注射Trx1过表达慢病毒的PSD小鼠mPFC区神经炎症水平下降,抑郁样症状缓解,神经功能和mPFC区组织病理损伤明显改善,神经细胞凋亡率降低,表明mPFC区Trx1蛋白过表达对PSD具有一定的治疗和保护作用。

NLRP3是先天性免疫系统中的重要传感器之一,通过检测外源性病原微生物入侵和内源性细胞损伤,形成NLRP3炎性小体做出反应。NLRP3炎性小体参与多种先天性免疫过程,如自身免疫、感染和炎症等,有研究表明,NLRP3炎性小体会导致中枢神经系统进入促炎状态23,释放大量炎性因子,扩大炎症反应,对抑郁症病程产生不利影响。NLRP3炎性小体的主要组成部分包括负责捕捉危险信号并招募下游分子的NLRP3,调节炎症因子前体、诱导细胞因子IL-1β和IL-18成熟的caspase-1,加工介导细胞因子释放的GSDMD。NLRP3炎性小体在抑郁症的治疗中占有重要地位,经典抗抑郁药物氟西汀可以通过抑制NLRP3炎性小体激活改善大鼠抑郁样行为24,奥氮平通过降低NLRP3炎性小体和cleaved caspasse-1水平保护抑郁症大鼠海马神经元25。李江林等26研究表明,颐神解郁针刺法复合电针治疗可能通过下调NLRP3和GSDMD蛋白表达,抑制细胞焦亡,进而发挥抗抑郁作用。另有研究表明,Trx1对NLRP3炎性小体具有调节作用。雷欢等27发现,姜黄素通过增强Trx1表达,抑制NLRP3信号通路活化,减轻肾脏炎症和氧化应激反应。Wang等28研究证实,Trx1可以通过抑制NLRP3炎性小体来减缓动脉粥样硬化发展。Shao等29提出,Trx1通过抑制NLRP3活性和炎性因子前体的产生,调节机体氧化应激和炎症反应,在脓毒症中发挥细胞保护作用。本实验结果显示,PSD小鼠mPFC区NLRP3、cleaved caspasse-1、GSDMD等蛋白表达水平与Trx1蛋白表达水平呈负相关,且炎症因子含量显著升高,而Trx1蛋白过表达小鼠NLRP3炎性小体相关蛋白含量和炎症指标显著降低,表明mPFC区Trx1过表达可抑制NLRP3炎性小体活化,缓解炎症。

综上所述,PSD小鼠在抑郁形成过程中体质量增长缓慢,神经细胞减少,mPFC区Trx1蛋白表达逐渐降低,而mPFC区Trx1过表达可明显改善PSD小鼠抑郁样症状,保护神经细胞并修复脑组织损伤,其作用机制可能与抑制NLRP3炎性小体活化,下调炎症因子水平有关。本研究初步探讨了mPFC区Trx1过表达在PSD中的作用,但仍存在局限性。Trx1涉及的信号通路较多,过表达Trx1通过抑制NLRP3炎性小体活化,减缓神经炎症的具体过程及在改善PSD过程中是否存在其他途径目前尚不清楚。我们将在后续实验中深入探索,以期为PSD的预防和治疗提供参考。

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