小剂量氯胺酮联合异丙酚调整电休克疗效的AMPA受体活性调控机制

Electroconvulsive therapy (ECT) is one of the most effective treatments in severe or drug-resistant depression. However, its remission rate is still lower. Preliminary study we conducted has demonstrated that low-dose ketamine combined with propofol have a synergic effect of antidepressant action with ECT, that is, enhancing the antidepressant efficacy as well as alleviating the impairment of learning memory caused by ECT. The mechanism underlying the synergic effect between anesthetics and ECT remains unclear. We speculated that modulation of glutamate receptor may be implicated in this synergic effect, especially the modulation in phosphorylation level of AMPA receptor. In the present project, we will investigate a possible effect of low-dose ketamine combined with propofol on phosphorylation of AMPA receptor GluR1 subunit at serine 831 and 845 in an animal model of depression underwent ECT. LTP and LTD levels in rat hippocampal slices will be examined through electrophysiological experiments. The mRNA and protein expression levels of PKA, CaMKII, calcineurin and PP1 in rat hippocampus and prefrontal cortex will be detected. The present project will clarify the molecular mechanism underlying the synergic effect between anesthetics and ECT, and provide a possible novel target for antidepressant drug development.

尽管电休克治疗（ECT）是针对重度抑郁症最有效的治疗手段，但其完全缓解率依然很低。本课题组前期研究发现，小剂量氯胺酮联合异丙酚对ECT具有抗抑郁协同治疗作用，即增强ECT的抗抑郁疗效，减轻ECT的学习记忆损害。目前，对于麻醉药与ECT之间的这种协同作用机制尚不清楚。我们推测这种协同作用机制可能与谷氨酸受体活性调节相关，尤其是AMPA受体活性的磷酸化水平有关。本课题拟通过体外和体内实验，探讨小剂量氯胺酮联合异丙酚对ECT治疗大鼠AMPA受体GluR1亚基磷酸化水平的影响，及其与抑郁症相关脑区神经可塑性变化的联系；研究蛋白激酶A、钙2+／钙调素依赖蛋白激酶Ⅱ、钙调神经磷酸酶和蛋白磷酸酶1在前额叶和海马的mRNA和蛋白的表达水平，及其对GluR1磷酸化水平的调控，以期阐明小剂量氯胺酮联合异丙酚调控ECT疗效的AMPA受体活性调控分子机制，为抑郁症的治疗提供新的思路和切入点。

电休克（ECT）是临床治疗重度抑郁最为快速有效的方式，然仍存在缓解率不高、学习记忆功能损伤等不足。既往研究表明，小剂量氯胺酮联合异丙酚可增强ECT抗抑郁疗效并减轻其学习记忆功能损伤，但机制不清。.本项目以慢性轻度不可预见性应激（CUMS）抑郁模型大鼠及内源性抑郁大鼠（WKY大鼠）为研究对象，实施不同麻醉方案下ECT处理，采用行为学检测评实验处理前后大鼠抑郁状态及学习记忆功能，采用分子生物学技术检测大鼠AMPA受体及相关调控蛋白酶、Glu等表达水平，采用膜片钳技术检测大鼠相关脑区AMPA受体神经传导效能及突触可塑性变化。验证了小剂量氯胺酮联合异丙酚通过调控AMPA受体以及神经突触传导及突触可塑性从而调整ECT效应的机制，即小剂量氯胺酮与ECT具有协同增强AMPA受体表达及活性的作用，并减轻ECT对NMDA受体介导的突触可塑性的抑制，发挥学习记忆功能保护作用。.本项目原计划研究内容已基本完成，所取得的结果可充分阐明小剂量氯胺酮联合异丙酚通过调控AMPA受体活性而调整ECT效应的机制。主要研究结果包括：小剂量氯胺酮联合异丙酚可增强ECT抗抑郁疗效，并减轻其学习记忆功能损伤；其效应机制在于调控ECT对CaMKIIα、PKC等相关蛋白酶的影响，继而调控AMPA受体GluR1、GluR2亚基的表达及磷酸化水平的影响，增强神经突触传导效能，并减轻 ECT对NMDA受体表达的下调作用以及对突触可塑性的抑制作用。临床转化研究验证和揭示了小剂量氯胺酮（0.3mg/kg）对重症抑郁患者无抽搐ECT疗效的增强作用及对短时记忆功能的保护作用。拓展研究发现，小剂量氯胺酮联合异丙酚调控抑郁ECT大鼠脑内mBDNF/Pro-BDNF表达失衡可能也是介导其调整ECT效应的重要机制之一。.本项目从基础研究和临床研究两方面，采用学科交叉的角度和方式，阐释了小剂量氯胺酮联合异丙酚调整ECT效应的作用及AMPA受体活性调控机制，深化了小剂量氯胺酮用于ECT辅助抗抑郁治疗的理论机制，为临床抑郁症ECT治疗实践的改进提供新的参考依据，对麻醉在其他学科疾病诊疗中的价值认识和实用探索具有促进意义。项目揭示了AMPA受体和NMDA受体在介导ECT抗抑郁效应及学习记忆功能损伤中的不同作用，为研究促进抗抑郁治疗效果和减轻学习记忆功能损伤的干预措施或药物提供了新的靶点。