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有研究证实,随着人类寿命的延长、老龄人口的增加,老年人出现抑郁症状的频率增高,严重影响了人们的生活质量。抑郁症病因复杂,研究表明主要与单胺类神经递质,特别是神经递质5.羟色胺(5-hydroxy-tryptamine,5-HT)有关,中枢5-HT能神经体系的功能障碍在抑郁症的发病机制中起着重要作用。
5-HT是脑内与多种精神神经疾病有关的一种神经递质,它几乎参与人体所有的生理活动和行为功能的调控,如情感、认知等;位于5-HT能神经末梢并反映5-HT神经体系功能活动的重要标志物5-羟色胺转运体(serotonin transporter,SERT)能特异性摄取突触间隙的5-HT而终止其对突触后神经元的作用,是抗抑郁药物的主要作用靶点。目前关于5-HT能神经元老龄改变的结果多基于SERT配基的放射自显影及神经显像研究。因受研究方法和所使用SERT配基特异性不高的限制,研究结果多不一致。
目的:本研究采用自然衰老动物模型,利用免疫组织化学和免疫印迹方法,观察5-HT、色氨酸羟化酶(tryptophan hydroxylase,TPH)、SERT在老年大鼠脑内的表达改变,确定衰老对大鼠脑内5-HT能神经元的影响,期望为老年抑郁等相关疾病的诊断提供一定的实验依据。
方法:本研究选取3月龄健康雄性Wistar大鼠20只,24月龄组雄性Wistar大鼠20只(自然衰老动物模型),以免疫组织化学和免疫印迹技术观察、分析5-HT能神经体系在老年大鼠中缝背核和尾壳核的表达变化。
结果:1.大鼠脑干5-HT能神经元一般观察:正常大鼠脑内5-HT免疫反应阳性神经元主要集中在中脑下丘阶段,从低倍镜下观察可见位于中脑水管腹侧与两侧内侧纵束之间的多细胞聚集区,即中缝正中核。5-HT免疫反应阳性神经元在中缝正中核分布弥散,中缝背核整体形态呈喷泉样,两侧部免疫反应染色较强,即中缝背核、腹外侧核。SERT免疫组织化学染色主要显示神经元突起,未见阳性胞体标记,SERT免疫反应阳性纤维在正常大鼠主要分布在中脑中缝背核,且粗细不等、交织成网。2.免疫组织化学结果:(1)通过对位于大鼠脑干中脑下丘阶段的5-HT能神经元计数发现,24月龄组大鼠脑内5-HT免疫反应阳性神经元数目比3月龄组明显减少,有统计学意义(P<0.01)。(2)5-HT组化静态灰度值分析,24月龄组大鼠在中缝背核和尾壳核5-HT免疫反应强度明显降低,通过静态灰度值分析:中缝背核3月龄组为156.61±6.12,24月龄组为168.21±3.64,24月龄组比3月龄组增加了7.41%,有统计学意义(P<0.01);尾壳核3月龄组为178.26±2.77,24月龄组为187.63±2.47,24月龄组比3月龄组增加了5.26%,有统计学意义(P<0.01)。由于灰度值的测定与免疫反应阳性神经纤维表达的强度呈负相关,说明24月龄大鼠脑内5-HT在脑内中缝背核和尾壳核的表达明显低于3月龄组。(3)SERT组化静态灰度值分析,24月龄组大鼠在中缝背核和尾壳核SEPT免疫反应阳性纤维明显减少,通过静态灰度值分析:中缝背核3月龄组为161.53±3.94,24月龄组为175.36±5.39,24月龄组比3月龄组增加了8.56%,有统计学意义(P<0.01);尾壳核3月龄组为176.98±2.02,24月龄组为179.73±2.33,24月龄组比3月龄组增加了1.55%,有统计学意义(P<0.05),说明24月龄组大鼠中缝背核和尾壳核SERT的表达明显低于3月龄组大鼠。3.Western-Blot检测结果:通过对3月龄和24月龄大鼠的Western-Blot结果的分析,可知24月龄组各指标(TPH、SERT)与β-actin条带相对吸光度比值明显降低。(1)TPH与β-actin条带相对吸光度值的比值在3月龄组大鼠为:1.1182±0.0576;24月龄组为:1.0487±0.0647,24月龄组较3月龄组TPH与β-actin的比值无统计学意义(P>0.05),但存在降低趋势。(2)SERT与β-actin条带相对吸光度值的比值分别为:中缝背核3月龄组为1.3705±0.0005,24月龄组为0.9230±0.0049;尾壳核3月龄组为0.8430±0.0325,24月龄组为0.6097±0.0107,24月龄组较3月龄组中缝背核和尾壳核内SERT与β-actin的比值显著降低(P<0.01),具有统计学意义。
结论:大鼠脑内5-HT能神经元具有衰老性改变,表现为5-HT能神经元数量减少、5-HT、TPH以及SERT表达降低,这可能是老年易于出现抑郁等相关疾病的机制之一。