这个话题正好和我的博士课题接近。
有点懒,有些图示不想重画,就把开题报告截个图吧,见谅。
其中没有涉及到我们实验室未发表的数据,所有图示均已发表,可在 PubMed 检索到。
总结一下,尽管现在还没有定论,不过从实验结果可以看出,在相同应激环境下,动物出现一部分抑郁另一部分不抑郁的情况,很可能是天生(基因)决定的。
首先我们建立了小鼠的抑郁模型:
CSDS 模型是目前公认的抑郁症优质模型,相对于强迫游泳,食物剥夺等模型,更接近于模拟人出现抑郁的方式。
建模方法是每天将应激组小鼠 C57BL/6 作为侵入者放入长期单独饲养 CD1 小鼠的笼内,进行身体接触 10 分钟。10 分钟内 C57BL/6 小鼠将受到 CD1 小鼠攻击并表现出逃跑、恐惧、顺从等从属性特征。10 分钟身体接触后,我们使用透明并有很多小孔的有机玻璃板将二者隔开进行心理应激 24 小时,保证 C57BL/6 小鼠能看到、听到、闻到 CD1 小鼠,但是无法身体接触。第二天将 C57BL/6 小鼠放入另一只新的 CD1 小鼠笼子中,如此持续应激 10 天。
第 11 天,我们将所有 C57BL/6 小鼠进行社交活动(social interaction)测试:
将被测试小鼠放入一个敞开的正方形盒子中,在盒子一边的固定区域放入一个可容纳一只 CD1 小鼠的铁丝笼,并根据一定尺寸限定两个边角区(corner zone)和一个社交活动区(interaction zone)。
实验发现,当铁丝笼内不放入 CD1 小鼠时,对照组 C57 小鼠和应激组 C57 小鼠在社交活动区和边角区没有差别;当铁丝笼内放入 CD1 小鼠时,对照组 C57 小鼠出于探索的本能,会更多停留在社交活动区与 CD1 小鼠进行互动;而应激组 C57 小鼠则会在试探性互动后快速躲入边角区,且更多倾向于在边角区活动,很少进入社交活动区,这样的行为提示慢性应激后的 C57 小鼠发展形成了慢性社交挫败应激抑郁模型。
可是我们发现,同样是应激鼠,在相同强度的应激下,只有其中 60~70% 最后出现抑郁的症状,而剩余 30~40% 并没有出现社交回避的行为。
往深处的机制探讨,健康心理功能的维持与多巴胺能神经元活性密切相关,特别是腹侧被盖区(VTA)多巴胺能神经元,在其中有着非常重要的作用。
腹侧被盖区将多巴胺能信号投射到内侧前额叶皮质(mPFC),伏隔核(NAc)和杏仁核(Amg), 编码大脑的奖励机制以及厌恶刺激。
前面提到的出现抑郁症状的小鼠,我们称为抑郁易感型;而不出现抑郁症状的小鼠,称为抑郁耐受型。
我们实验室发现,腹侧被盖区(VTA)多巴胺神经元的电活动在 CSDS 模型中发生显著改变:
抑郁易感型小鼠中 VTA~NAc 通路电活动增强;
而抑郁耐受型小鼠中 VTA~NAc 通路与对照组相比均未表现出明显放电变化。
为什么同样的应激环境下,耐受型小鼠的神经通路放电情况就能够和对照组无显著差异呢?
通过膜片钳技术我们发现,易感型小鼠的 VTA~NAc 通路电活动增加,是因为有增强的超极化激活的阳离子通道电流(Ih 电流)。
那么,按照常理推断,耐受型小鼠该通路中 Ih 电流应该是不增加了?
实验结果让大家都很惊讶:在耐受型小鼠的 VTA~NAc 通路中,我们观察到了更强大的 Ih 电流,而最终出现无差异的放电情况,是因为 Ih 被同时产生的抑制性 K + 电流所拮抗。这也是耐受型小鼠最后并不表现出抑郁症状的原因。
至于为什么耐受型小鼠会产生抑制性的 K + 电流,这真不知道,但是看到这里,想必也只有 「天生如此」 可以解释这种现象了。
BTW,我们 Lab 做的实验就是用时下最流行的光遗传技术治疗抑郁。
第一次写 Neuroscience 方面的科普,不知道是否有稍稍从侧面解答了这个问题,也欢迎各位同行多多指教。
参考文献:
Berton O, McClung CA, Dileone RJ, Krishnan V, Renthal W, Russo SJ, et al. (2006a). Essential role of BDNF in the mesolimbic dopamine pathway in social defeat stress. Science 311(5762): 864-868.
Krishnan V, Han MH, Graham DL, Berton O, Renthal W, Russo SJ, et al. (2007). Molecular adaptations underlying susceptibility and resistance to social defeat in brain reward regions. Cell 131(2): 391-404.
Nestler EJ, Carlezon WA, Jr. (2006). The mesolimbic dopamine reward circuit in depression. Biol Psychiatry 59(12): 1151-1159.