模型及评估

抑郁症中的免疫代谢调控异常与药物干预研究进展

1.1 中枢免疫代谢异常

小胶质细胞参与到中枢免疫失调下突触可塑性障碍和神经递质代谢紊乱等过程, 是慢性精神心理应激等诱导抑郁样行为的重要机制

外周免疫细胞与脑内胶质细胞的相互作用同样参与到中枢炎症反应和行为情绪的调控, (Wohleb 等发现对小鼠进行慢性社交应激后, 脾脏的Ly6Chi单核细胞向中枢的浸润会促进小胶质细胞活化并加重焦虑等行为, 而阻断该浸润过程可以显著缓解相关抑郁样行为)

1.2 循环系统炎症/免疫指标异常

抑郁病人外周血中常常出现粒细胞、单核细胞等免疫细胞比例的升高,白细胞介素-6 (IL-6),肿瘤坏死因子-α(TNF-α), C 反应蛋白(CRP) 水平上调

精神应激因素可以通过糖皮质激素、肾上腺素受体等调节免疫细胞的表型和应答功能

1.3 外周器官/组织区域性免疫调节异常

“肠道菌群-肠-脑轴”介导的脑肠互动是关联抑郁行为与胃肠功能异常的重要途径

慢性精神应激等因素可导致肠道黏膜免疫屏障功能的失调, 例如上皮细胞屏障的破坏、T reg细胞分化和树突状细胞分泌谱的改变、肠道微生态的失衡和代谢谱的改变。这些局部的免疫调节作用可能进一步影响系统性炎症反应和循环免疫细胞的功能, 从而对远端的组织(如大脑) 产生影响

2 抗抑郁药物的免疫代谢调节作用

2.1 经典抗抑郁药的免疫调节作用

三环类抗抑郁药是基于调控突触间隙肾上腺素和五羟色胺水平而研发的一类药物

氟西汀(fluoxetine)、米帕明(imipramine) 对抑郁模型动物中枢和外周炎症调节作用陆续得到报道,如小胶质细胞表型转变、T 细胞增殖和分泌功能、血清IL-6 水平; 劳拉西泮和氯硝西泮可改善慢性社交应激小鼠焦虑和抑郁行为, 增加中枢γ-氨基丁酸(GABA) 能神经活性的同时, 还具有神经免疫调节作用, 包括抑制应激诱导的血浆IL-6水平上升, 循环单核细胞和粒细胞的迁移以及巨噬细胞的中枢浸润

2.2 色氨酸-犬尿氨酸代谢调控与免疫(机体免疫代谢调节紊乱的重要特征)

色氨酸吲哚胺2,3-二氧化酶色氨酸2,3-双加氧酶犬尿氨酸犬尿氨酸单胺氧化酶犬尿氨酸转氨酶3-羟基犬尿氨酸/犬尿喹啉酸慢性社交应激可诱导血液中KYN 及下游3-HK、KA 的上调以及TNF-α、IFN-γ水平的增加,抑制IDO1 可逆转犬尿氨酸代谢异常及行为学异常; 慢性疼痛可能通过IL-6 诱导海马区IDO1上调, 促进犬尿氨酸代谢通路活化

吲哚胺2,3-二氧化酶1(indoleamine 2,3-dioxygenase 1, IDO1)\ 色氨酸2,3-双加氧酶(tryptophan 2,3-dioxygenase, TDO)\ 色氨酸向犬尿氨酸(kynurenine, KYN)\ 犬尿氨酸单胺氧化酶(kynurenine 3-monooxygenase, KMO)\ 犬尿氨酸转氨酶(kynurenine aminotransferase, KAT)\ 3-羟基犬尿氨酸(3-hydroxykynurenine, 3-HK)\ 犬尿喹啉酸(kynurenic acid, KA)

调控KYN 下游代谢通路也是潜在的抑郁症干预策略

1.运动的抗抑郁作用与激活骨骼肌KAT功能相关; 增加骨骼肌KAT功能可促进犬尿氨酸向

犬尿喹啉酸的代谢转化, 从而降低中枢犬尿氨酸的水平;

2.2.(LPS中枢注射)人参皂苷Rg1 调控外周循环中的KYN向3-HK 的代谢转化, 进而降低

中枢3-HK 与KA 的比例；

3. 3.TDO 是调控色氨酸代谢的另一酶, 主要在肝脏表达。研究发现, 长期的束缚应激(2 h,

连续10 天)可以诱导大鼠肝脏TDO表达和活力的上调以及犬尿氨酸水平的升高, 而TDO抑制剂allopurinol 可抑制犬尿氨酸水平上调, 缓解相关抑郁行为

2.3 炎症小体活化及其效应因子的调控

慢性应激的小鼠中, NLRP3炎症小体被激活并通过caspase1 促进白介素1β(IL-1β) 和白介素18 (IL-18)的释放; Caspase1 敲除可以显著改善小鼠焦虑和抑郁行为

精神应激下海马区星形胶质细胞ATP 释放增加, 通过P2X7 受体激活NLRP3 炎症小体, 促进IL-1β的释放，IL-1β可显著诱导脑内IDO 和KMO 的表达, 抑制神经生成（KMO 抑制剂Ro61-8048 可逆转IL-1β的作用）；卵巢切除可诱导P2X7 受体的上调, 激活NLRP3 炎症小体而促进IL-1β和IL-18 的释放, 给予炎症小体抑制剂VX-765 可以缓解焦虑和抑郁样行为

2.4 外周免疫代谢调控

TNFα抗体(infliximab)、IL-6R 抗体和IL12/23 抗体等具有较好的抗抑郁和改善神经炎症的作用；小鼠抑郁状态下脑内的Th17细胞浸润增加, 采用基因、抗体或者化学抑制剂(SR1001) 阻断Th17细胞的形成可以提高小鼠的抑郁抵抗性；外周阻断Ly6Chi单核细胞的活化与趋化能力

2.5 肠道菌群相关免疫代谢信号

慢性束缚性应激诱导的大鼠抑郁模型中, 补充瑞士乳杆菌(Lactobacillus helveticus) NS8 可以改善相关抑郁、焦虑行为和认知障碍, 同时可以降低血浆皮质酮水平, 恢复脑内五羟色胺代谢稳态

富多不饱和脂肪酸类饮食可以改善应激诱导的大鼠肠道菌群紊乱, 降低血浆皮质酮水平, 提高对于抑郁行为的抵抗

caspase 1抑制剂米诺环素改善小鼠抑郁行为与纠正应激导致的肠道菌群紊乱相关

情绪反应动物模型的研究进展

1 愤怒动物模型:止血钳夹大鼠尾巴，激怒其与其他大鼠打斗，持续4 周复制愤怒大鼠模型;大鼠单独饲养，昼夜颠倒10 d，次日开始居住入侵实验，记录第6～20 min 内大鼠行为变化1.2愤怒应激动物的量化评价:愤怒模型组大鼠行为得分= 搏斗次数+ 威吓次数+ 攀压次数+ 胜利次数-失败次数(3人盲法评分,取其均值) ; 旷场行为学检测( open-field test) 将应激后的动物置于四壁涂黑，底面分成面积相等的25 个方格的旷场里。记录水平得分和垂直得分，旷场实验得分为两者之和，同时记录中央格停留时间、修饰次数、修饰时间和粪便粒数;实验室检测

2 恐惧模型

适应环境后，电击大鼠足底并给予响声，次日大鼠仍置于电刺激笼中，并给予响声，记录30 min 内大鼠的冻结行为，次日重复上述实验; 小鼠经声音信号和电击刺激24 h 后，单独给予1 次声音信号刺激，观察 5 min 内冻结行为持续时间，以＞50%为合格

2.2 恐惧应激动物的量化评价: 静止、呆滞、蜷缩、蹲伏等，期间仅有呼吸和轻微摇摆运动，其总时间称为冻结时间( freezing time) ，即恐惧模型大鼠行为得分。旷场行为检测法条件性恐惧应激后旷场行为学检测若得出应激后的大鼠兴奋性、敏感性明显减弱，说明此模型能够有效模拟人类恐惧情绪;实验室检查。

3 抑郁动物模型

3.1啮齿类动物制模方法

3.1.1慢性应激模型：让大鼠在2～4 周内每天经历一种轻度应激，包括冷水游泳( 4℃，5 min) ，电击( 电流强度1．0 mA，频率1 次/min) ，热环境( 45℃，5 min) ，日夜颠倒，闪光刺激( 频率3 次/min) ，禁食，禁水，夹尾( 1 min) 等刺激。每种刺激形式不连续2 d 出现。刺激的方式还可以选择倾斜鼠笼( 45℃) 、间断式白噪声刺激( 85 dB) 、气味刺激、笼内异物放置、空瓶刺激、持续光照、高速水平震荡、束缚应激

3.1.2强迫游泳：模型小鼠分别单只放入盛水的玻璃筒中，记录6 min内后4 min 不动时间3.1.3 限制应激模型：将小鼠限制在一狭小的容器内，限制其活动范围，每次0．5～1．5 h，每周随机给予3～4 次。束缚( 器具多自制，如带枷或束缚台)多用于肝郁造模，不过也