背景和目的:无论是全夜睡眠剥夺还是部分睡眠剥夺,对三分之二的抑郁症患者快速发挥抗抑郁效应,但是其神经生物学机制至今不明。研究显示,睡眠剥夺可以使胞外腺苷浓度升高。腺苷既是一种神经调质又是一种睡眠因子,它对单胺类递质尤其是5-HT的调节或许是睡眠剥夺快速发挥抗抑郁效应的重要因素。因此,近年来,腺苷在睡眠剥夺快速抗抑郁机制中的作用备受关注。随着人们对抑郁症分子水平的研究,ERK1/2-MAPK信号转导系统也成为研究的焦点。本研究通过对大鼠进行72小时快眼动睡眠剥夺并腹腔注射腺苷受体拮抗剂,观察前额叶皮质和海马脑区ERK1/2和p-ERK1/2的表达及其磷酸化水平的变化,旨在探讨腺苷受体的不同亚型在不同脑区ERK1/2信号转导通路中所起的作用,为腺苷及其受体在睡眠剥夺快速抗抑郁机制中的作用提供理论依据。材料和方法:实验动物为中山大学动物实验中心提供的健康成年雄性Sprague Dawley大鼠50只,随机分为正常对照组(n=10,以下称正常对照组)、72h REMSD组(n=40,以下称睡眠剥夺组)。睡眠剥夺组采用小平台72h快眼动睡眠剥夺的方式来建立睡眠剥夺模型,采用随机区组法把睡眠剥夺大鼠分为4组:72h REMSD组(n=10,以下称睡眠剥夺组)、72 h REMSD +腹腔注射生理盐水(n=10,以下称生理盐水组)、72 h REMSD+腹腔注射腺苷A1受体拮抗剂组(n=10,以下称腺苷A1受体拮抗剂组)、72 h REMSD+腹腔注射腺苷A2A受体拮抗剂组(n=10,以下称腺苷A2A受体拮抗剂组)。在72hREMSD过程中的0h、24h、48h、72h分别对腺苷A1和A2A受体拮抗剂组按照2mg/kg和1mg/kg对大鼠腹腔注射腺苷A1、A2A受体拮抗剂,并利用腹腔注射生理盐水作为对照,排除腹腔注射本身对大鼠的影响。采用开场实验测试观察睡眠剥夺、腹腔注射生理盐水、腺苷A1和A2A拮抗剂对大鼠自发活动的影响,Western-blot方法检测各组大鼠前额叶皮质、海马ERK1/2蛋白及其磷酸化水平的变化。实验结果采用Excel 2003和SPSS 13.0统计软件进行统计分析处理,结果以均数±标准差(x_±S)表示,采用单因素方差分析(ANOVA)和t检验(T-test)进行组间均数比较(P<0.05为差别有统计学意义,P<0.01为差别有高度统计学意义)。结果:1)大鼠体重:72h REMSD后,睡眠剥夺组大鼠与正常对照组相比较,体重差别无统计学意义(P>0.05);腺苷A1受体拮抗剂组与生理盐水对照组相比,体重下降(P<0.05);腺苷A2A受体拮抗剂组与腺苷A1受体拮抗剂组相比,体重明显下降(P<0.01)。72h REMSD后,各处理组与其72h REMSD前自身相比,生理盐水对照组体重明显减少(P<0.01);而睡眠剥夺组、腺苷A1和A2A受体拮抗剂组体重无明显变化(P>0.05)。2)自发活动: 72h REMSD后,睡眠剥夺组大鼠与正常对照组相比较,总路程、中央路程、周边路程差别无统计意义(P>0.05);腺苷A2A受体拮抗剂组与睡眠剥夺组相比,总路程减少(P<0.05),周边路程明显减少(P<0.01);腺苷A2A受体拮抗剂组与生理盐水对照组相比,总路程减少(P<0.05),周边路程明显减少(P<0.01)。72h REMSD后,各处理组与其自身72h REMSD前相比,正常对照组自发活动无明显变化(P>0.05);睡眠剥夺组周边路程增加(P<0.05);腺苷A1受体拮抗剂组中央路程明显减少(P<0.01);腺苷A2A受体拮抗剂组总路程减少(P<0.01)。3)各种处理方式对不同脑区ERK1/2蛋白(ERK1/2)及磷酸化水平(pERK1/2和pERK1/2/ ERK1/2)的影响:1)前额叶皮质:72h REMSD后,各处理组相比, pERK1/2/actin, ERK1/2/actin和pERK1/2/ ERK1/2的差别均无统计学意义(P>0.05)。72h REMSD后,各处理组与其自身72h REMSD前相比,pERK1/2/actin, ERK1/2/actin和pERK1/2/ ERK1/2差别无统计学意义(P>0.05)。2)海马:各种处理方式对海马pERK1/2/actin和ERK1/2/actin影响的差别无统计学意义(P>0.05),而对海马pERK1/2/ERK1/2影响的差别有高度统计学意义(P<0.01)。睡眠剥夺组与正常对照组相比海马pERK1/2/actin,ERK1/2/actin和pERK1/2/ERK1/2的差别无统计学意义(P>0.05);生理盐水对照组与睡眠剥夺组相比海马pERK1/2/ERK1/2差别有高度统计学意义(P<0.01);腺苷A1、A2A受体拮抗剂组与生理盐水对照组相比海马pERK1/2/actin,ERK1/2/actin和pERK1/2/ERK1/2的差别无统计学意义(P>0.05);腺苷A1与A2A受体拮抗剂组相比海马pERK1/2/actin,ERK1/2/actin和pERK1/2/ERK1/2的差别无统计学意义(P>0.05)。结论:1. 72 h REMSD对正常大鼠体重无影响;腹腔注射腺苷A1与A2A受体拮抗剂均可使大鼠体重下降,且后者下降更明显;腹腔注射本身也可导致大鼠体重下降。2.腹腔注射腺苷A2A受体拮抗剂可使大鼠的总路程和中央路程减少;72h REMSD可以使大鼠周边路程增加;72h REMSD和腹腔注射腺苷A1受体拮抗剂可使大鼠中央路程明显减少;72h REMSD和腹腔注射腺苷A2A受体拮抗剂可使大鼠总路程减少。3. 72h REMSD对海马和前皮质的激活情况暂未发现明显差别,但海马对外界刺激的反应更敏感,腹腔注射生理盐水可导致pERK1/2水平下降。4.睡眠剥夺导致的浓度升高的腺苷可能持续时间比较短,也可能在海马和前皮质脑区不会通过MAPK通路起作用。
