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【研究背景】焦虑症(Anxiety disorder)是一具有持久性焦虑、恐惧、紧张情绪和植物神经活动障碍的脑功能失调的精神疾病,发病率约4%,人群终身患病率13.6%-28.8%,复发率则高达23.5%,严重危害患者的身心健康。焦虑症致病因素复杂,其发病机制及防治一直是该领域研究的热点。目前的治疗主要采用心理治疗和药物治疗相结合,抗焦虑药物是严重焦虑症最常用的治疗药物。长期使用抗焦虑药物,由于药物成瘾性以及疗效降低等,不能有效控制临床症状,因此,发现、挖掘新的潜在的治疗靶点具有非常重要的意义。【研究目的】以炎性应答系统CXCL12/CXCR4为研究对象,阐明CXCL12/CXCR4在全身性炎症诱导的焦虑症中的作用及机制,揭示其与焦虑症发病的关系;为抗焦虑药的研发提供新的思路,为焦虑的治疗提供新靶点和理论依据。【研究方法】1.制备LPS系统性炎症小鼠模型,通过行为学实验,包括高架十字迷宫和旷场实验,观察LPS是否可以诱发小鼠的焦虑样行为;免疫荧光观察与焦虑发生密切相关的海马、杏仁核部位胶质细胞是否被激活;采用ELISA和Western blot的方法,检测该模型小鼠血浆及脑内海马、杏仁核部位CXCL12表达的变化;通过给予其受体CXCR4的拮抗剂AMD3100,观察其是否影响CXCL12的表达。2.小鼠BLA立体定向微注射CXCL12重组蛋白,观察是否可诱发小鼠焦虑样行为;预先给予CXCR4抑制剂AMD3100,观察对小鼠焦虑样行为的影响;观察抑制剂AMD3100对LPS引起的动物焦虑样行为的改变。3.为排除拮抗剂AMD3100的非特异性作用,并进一步确认CXCL12/CXCR4介导了LPS系统性炎症诱发的动物焦虑样行为,设计并合成CXCR4的慢病毒载体;通过免疫荧光和Western blot验证LV-sh RNACXCR4体内、体外感染神经细胞的效率及下调CXCR4表达水平的效果;杏仁核BLA立体定向微注射LV-sh RNACXCR4,72小时后BLA局部微注射CXCL12,观察对小鼠焦虑样行为的影响。4.脑薄片全细胞膜片钳技术研究CXCL12对BLA区锥体神经元s EPSC发放频率和幅度的影响;人工脑脊液预先灌流抑制剂AMD3100,观察CXCL12对s EPSC的影响。【研究结果】1.腹腔注射LPS后6 h,可诱发小鼠明显的焦虑样行为,表现为高架十字实验中小鼠滞留开臂时间和进入开臂次数减少,旷场实验中滞留中央区的时间减少;免疫荧光染色显示脑内胶质细胞被激活;ELISA和Western blot的结果提示血浆及脑内杏仁核、海马部位CXCL12表达显著增高;预先给予CXCR4的抑制剂AMD3100,对LPS诱导的CXCL12的高表达没有影响。2.杏仁核BLA立体定向微注射CXCL12可引起小鼠焦虑样行为,预先给予CXCR4抑制剂AMD3100可对抗CXCL12诱发的小鼠焦虑样行为;进一步发现,抑制剂AMD3100亦可缓解LPS诱发的小鼠焦虑行为,提示CXCL12/CXCR4介导了LPS系统性炎症诱发的动物焦虑样行为。3.设计并合成了LV-shRNACXCR4慢病毒载体,免疫荧光和Western blot观察发现,LV-sh RNACXCR4体内、体外均可高效感染神经细胞,并显著下调CXCR4的表达;BLA局部注射LV-sh RNACXCR4后72小时,显著下调CXCR4的表达,并可改善CXCL12诱发的焦虑样行为。4.通过全细胞膜片钳实验发现对锥体神经元灌流CXCL12能引起s EPSC发放频率的升高,对发放幅度并没有影响;预先灌流AMD3100则可以降低CXCL12引起的s EPSC频率增加,并对其幅度没有影响。【研究结论】研究结果证实,LPS介导的系统性炎症,可诱发动物焦虑样行为;脑内杏仁核CXCL12/CXCR4通路介导了系统性炎症条件下动物的焦虑样行为;电生理结果显示,CXCL12通过其受体CXCR4增加s EPSC发放频率,从神经传递平衡角度揭示了CXCL12/CXCR4在炎症诱发的焦虑症中的机制。