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目的：抑郁症(Depression)是一类发病机制复杂的情感障碍类疾病,患者情绪低落、悲观绝望,会出现自杀行为,女性发病率高于男性,但发病的确切机制至今仍不清楚。环境光照异常是诱发抑郁症的因素之一。人们在日照不足季节产生的抑郁情绪是一个较为普遍存在却又不易察觉的现象,但是给予／补充正常的光照可以改善抑郁症。同时光疗还具有起效快(约一周左右),方便经济、毒副作用小等优点。由于临床上治疗用光源种类繁多,照度从2001x到100001x,光波长从470nm到660nm不等,光照后的效果也有异同。究竟何种光谱能量能改善抑郁症目前尚无定论。褪黑素(Melatonin, MT)是松果体分泌的一类对生物节律和情绪异常。神经营养假说认为抑郁症的发生与脑组织中脑源性神经营养因子(Brain Derived Neurotrophic Factor, BDNF)的表达下降有关,上调BDNF的表达可以改变神经的可塑性,缓解抑郁症状。哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(Mammalian Target of Rapamycin, mTOR)通过整合增殖、营养两种信号调控细胞生长及分化,目前有观点认为mTOR是抑郁症治疗的新靶点,活化的mTOR调控下游蛋白,促进神经的再生而发挥抗抑郁作用。本实验选择了生活中常见的光源,即热光源的微波硫灯(全光谱,模拟人工太阳)和暖光灯(浴霸)以及日光灯和LED灯,在光照温度、照度、色温和色坐标,实验室湿度和光照时间等参数基本一致条件下,照射抑郁模型雌性大鼠45天,首次探讨上述四种不同光谱能量对抑郁模型雌性大鼠的影响,并通过神经行为学、组织病理学和生物化学等研究从中筛选出抗抑郁效果最佳的光源,为临床或家庭应用光照射辅助治疗／治疗抑郁症提供科学的实验依据,然后通过分析不同光照与MT、BDNF以及mTOR信号通路的相关性；探讨光照预防和改善抑郁症的可能机制。方法：●第一部分不同光照对抑郁模型雌性大鼠神经功能的影响1.建立慢性温和不可预知(CUMS)应激抑郁模型对雌性大鼠随机进行断食48 h；断水24 h；潮湿垫料(200ml水倒入100g垫料)；45°鼠笼倾斜；夹尾1 min；水平震荡1 0 min；4℃冰水游泳5min；40℃温水游泳5min；昼夜颠倒9种应激刺激建立CUMS抑郁模型。2.实验分组建模结束后将雌性大鼠随即分组,进行为期45d的光照治疗,具体分组如下：(1)阴性对照组Control(2)阳性对照组CUMS(3)微波硫灯组(MSL组)：CUMS+MSL(microwave sulfur lamp)(4)暖光灯组(WLL组)：CUMS+WLL(warm light lamp)(5)日光灯组(FL组)：CUMS+FL(fluorescent lamp)(6)LED灯组(LED组)：CUMS+LED(light emitting diode lamp)3.一般情况：记录大鼠体重变化4.糖水偏好实验：检测大鼠的快感缺失状况5.强迫游泳实验：检测大鼠的行为绝望状态6.Open-field实验：对大鼠自主活动和情绪进行测试7.Morris水迷宫实验：检测大鼠认知功能8.脑组织病理学检测●第二部分光照改善抑郁症的分子机制研究1.Elisa法检测脑组织中MT、DNF的浓度2.Western blot检测MT, BDNF, ERK, CREB, mTOR, p70s6k,4EBP1的蛋白表达情况采用SPSS18.0软件经统计分析,组间差异采用单因素方差分析,数据以x±SD表示,P<0.05表示统计学上有显著差异。结果：●第一部分不同光照对抑郁模型雌性大鼠神经功能的影响1.一般情况开始造模后体重增加趋势明显减缓,对照组大鼠体重呈增加趋势,但无显著性差异(p>0.05)。开始光照后光照组体重较造模前明显增加(p<0.05)。2.糖水偏好与造模前相比较,模型大鼠在造模后糖水偏好%明显下降(p<0.05)。光照后各光照组糖水偏好%均升高,与造模前相比无显著性差异(p>0.05); CUMS组无明显变化。3.强迫游泳模型大鼠的不动时间明显延长,其中CUMS组、MSL组、WLL组和LED组与造模前相比有显著性差异(p<0.05)。光照后,各光照组大鼠不动时间出现不同程度的降低,以MSL组最明显,但与造模前相比无显著性差异(p>0.05)；CUMS组不动时间持续增加,与造模前、造模后相比均有显著性差异(p<0.05)。4.Open-field实验与造模前相比,模型大鼠在造模后总分明显下降(p<0.05)。光照处理后MSL组、WLL组和FL组总分均有所升高,以MSL组最明显,但与光照前相比,均尚无显著性差异(p>0.05)5.Morris水迷宫CUMS应激刺激后,雌性大鼠逃避潜伏期和游泳距离明显高于对照组(p<0.001)；光照后各光照组逃避潜伏期均出现不同程度的缩短,与CUMS组相比均有显著性差异(p<0.001)；其中MSL组和LED组与对照组相比无显著性差异(p>0.05)。光照后各光照组游泳距离均小于CUMS组,其中MSL组游泳距离与CUMS组相比有显著性差异(p<0.001)。6.组织病理学检测CUMS应激刺激后雌性大鼠出现脑组织病理学改变,光照处理可以不同程度的减轻抑郁雌性大鼠的脑组织变性程度,其中以微波硫灯效果最佳。●第二部分光照改善抑郁症的分子机制研究1.Elisa法检测脑组织中MT, BDNF浓度CUMS应激刺激后雌性大鼠脑组织中MT、BDNF含量降低,与对照组相比有显著性差异(p<0.01)；光照后各光照组MT含量均高于CUMS组,其中MSL组含量最高,与对照组相比无显著性差异(p>0.05)。BDNF含量均高于CUMS组,其中MSL组含量最高,与CUMS组相比有显著性差异(p<0.05),与对照组相比无显著性差异(p>0.05)。2. Western blot检测蛋白表达：2.1CUMS组雌性大鼠脑组织中MT的蛋白表达明显下降,与对照组相比有显著性差异(p<0.001)。光照后MSL组MT表达明显升高,与对照组相比无显著性差异(p>0.05),与CUMS组相比有显著性差异(p<0.001)。2.2 CUMS组雌性大鼠脑组织中BDNF、磷酸化ERK和磷酸化CREB表达明显下降(p<0.001)。光照后MSL组BDNF、磷酸化ERK表达高于CUMS组(p<0.01),与对照组相比无显著性差异(p>0.05)。MSL组、WLL组、FL组和LED组光照后磷酸化CREB表达均高于CUMS组(p<0.05)。2.3 CUMS组雌性大鼠脑组织中磷酸化mTOR和磷酸化p70s6k表达明显低于对照组(p<0.001)。光照后MSL组磷酸化mTOR表达高于CUMS组(p<0.001),WLL组、FL组和LED组低于CUMS组(p<0.05)。光照后各光照组磷酸化p70s6k表达均高于CUMS组,其中MSL组和FL组有显著性差异(p<0.05)。CUMS组磷酸化4EBP1表达升高,与对照组相比有显著性差异(p<0.001)；光照后各光照组4EBP1磷酸化均减弱,其中MSL组和LED组与CUMS组相比有显著性差异(p<0.05)。结论实验结果证实光照疗法对抑郁症有一定的缓解作用,不同光源的光照治疗效果不同,其中以微波硫灯效果最好。光照疗法缓解抑郁症状的机制与脑组织中MT、BDNF和mTOR的表达水平有关。抑郁状态下大鼠脑组织中MT含量下降,影响BDNF的表达,伺时mTOR磷酸化减弱；光照后大鼠脑组织中的MT表达水平上调,有效促进BDNF表达升高,使BDNF下游的ERK、CREB磷酸化增强,从而对神经元的可塑性进行调节；同时MT和BDNF调控mTOR,使mTOR磷酸化增强,调控下游p70s6k和4EBP1促进神经再生,从而缓解抑郁症状。