小清蛋白参与抑郁症的发病机制研究

In previous study, we found that the sniffing of Roman chamomile or rose essential oil both has the effect of relieving the depressive-like behavior of WKY rats. By using proteomics, real-time quantitative PCR, Western blot analysis, and immunohistochemistry, we found that the separate sniffing treatment of α-propene or β-citronellol, the major constituents of the above two essential oils, causes a significant up-regulation of parvalbumin (PV), a cytosolic mobile calcium binding protein, in hippocampus of WKY rats, and pre-treatment with intraperitoneal injection of a low dose of GABAAreceptor antagonist before daily sniffing o β-citronellol blocked its antidepressant effect in WKY rats. Combined with previous studies, which found that the PV modulates GABA release, and the decline of GABAergic inhibitory synaptic transmission may be involved in the pathogenesis of depression,we hypothesize here that thePV-dependent decline of GABAergic inhibitory synaptic transmissionresulting from the decrease of PV expression is a key factor in the development of depression. In the present study, we will continue to verify this hypothesis by specifically knocking out or overexpression of PV in different brain regions, and propose a new direction for the treatment of depression.

本课题组在研究中发现罗马洋甘菊和玫瑰精油的单独嗅闻都具有缓解抑郁症模型WKY大鼠的抑郁样行为的作用。结合应用蛋白组学、实时定量PCR技术、蛋白质印迹分析、以及免疫组化技术，本课题组发现以上两种精油的主要成分α-哌烯或者β-香茅醇的单独嗅闻治疗都会引起WKY大鼠海马上一种游离钙调蛋白——小清蛋白（parvalbumin, PV）的显著上调，而且如果在每日嗅闻之前腹腔注射低剂量的GABAA受体阻断剂，则β-香茅醇治疗无法缓解WKY大鼠的抑郁样行为。结合以往的研究发现PV调节GABA释放，以及GABA能抑制性神经传导障碍可能参与抑郁症的发病机制，本课题组认为PV表达量的减少所导致的GABA能抑制性神经传导障碍是抑郁症发病的一个关键因素。本课题将通过在大鼠的不同脑区特异性敲除PV表达、或者过表达PV验证这一假说，并为抑郁症的治疗提出新的方向。

抑郁症最常见的药物治疗主要是针对5-羟色胺能，去甲肾上腺素能和多巴胺能递质系统的单胺能药物。 然而，抗抑郁药物治疗3个月后，不到50％的抑郁症患者表现出有临床意义的反应，而且抗抑郁药物治疗之后大部分患者还会复发。在过去的二十年中，补充疗法（complementary therapy）作为西方医疗实践的辅助手段应用在包括疼痛、焦虑、抑郁在内的多种症状和疾病中。其中，芳香疗法是应用发展最为迅速的补充疗法之一，因为它既是安全的，而且患者的依从性好。以及基于模型动物的实验研究发现了多种精油具有抗抑郁或者辅助抗抑郁的治疗效果。但是迄今为止，关于这些精油治疗抑郁症的机制的研究还很少，而且尚无基于其生物学机制靶向治疗抑郁症的研究。申请者的团队发现罗马洋甘菊和玫瑰精油的抗抑郁作用，他们的主要成分的单独嗅闻都会引起抑郁模型大鼠WKY鼠海马上的小清蛋白（parvalbumin, PV）的显著上调。本项目在以上研究的基础上，通过建立抑郁模型小鼠的建立，检测其脑区PV的表达变化，并通过过表达和敲减PV，发现：.1..CUS和CRS模型鼠，而不是CSDS模型显示抑郁样行为；.2..CRS模型鼠的抑郁样行为可被β香茅醇的干预所缓解；.3..CRS使小鼠前额叶皮层小清蛋白mRNA及蛋白表达减少，β-香茅醇嗅闻治疗后表达回复；PFC脑区的PV基因表达与小鼠的抑郁样行为呈显著相关关系；.4..PFC脑区SST/CCK mRNA表达量与强迫游泳不动时间和开场运动总距离显著相关；.5..建立PV敲减AAV质粒，脑立体定位仪注射到mPFC脑区确认PV的表达降低，并且导致强迫游泳实验的不动时间有增加趋势；.6..成功建立PV过表达AAV质粒，脑立体定位仪注射到mPFC脑区确认PV的表达增加，并且导致强迫游泳实验的不动时间有增加趋势，但是旷场实验的移动总距离和悬尾实验的不动时间有减少趋势；.7..针对mPFC的PV过表达小鼠的在体多电极记录发现在几乎所有的节律上因束缚导致的local field potential功率升高都发生了逆转。..综合以上结果，我们得出结论：PV在mPFC上的表达调控神经网络功能，参与抑郁症的发病机制。.我们今后拟通过光遗传学和化学遗传学方法特异性调控PV神经元的活性，进一步探讨其对不同范式抑郁样行为的影响。.以上部分研究成果已发表（请参考已发表文章），其余部分正在撰写论文。