1.簡介
抑郁癥是世界范圍內(nèi)的一種常見疾病，大約有2.8億人患有抑郁癥。壓力，尤其是慢性壓力，被發(fā)現(xiàn)與抑郁癥的發(fā)展密切相關(guān)。在由慢性心理壓力引起的抑郁癥中，認知能力下降是由大腦中的神經(jīng)炎癥和神經(jīng)退行性變化引起的。后者主要在海馬體中觀察到。海馬體是大腦中與抑郁癥相關(guān)的一個關(guān)鍵解剖區(qū)域。海馬神經(jīng)元的缺失可能是抑郁癥的原因之一；它影響海馬網(wǎng)絡(luò)的完整性，減弱海馬的限制作用。

有足夠的數(shù)據(jù)表明，免疫細胞及其釋放細胞因子在壓力和抑郁中的重要作用。大多數(shù)精神活性藥物對神經(jīng)系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)的細胞都產(chǎn)生單向作用，這表明行為障礙的免疫療法是基于自體免疫細胞的治療，其中功能活性通過精神活性藥物在體外調(diào)節(jié)。最近的動物研究表明，前腦神經(jīng)元中的腺苷A2A受體（A2AR）可能是caffeine作用的靶點，以抑制慢性應(yīng)激引發(fā)的行為、電生理和神經(jīng)化學(xué)改變。caffeine及其與神經(jīng)保護相關(guān)的分子靶標（A2AR）已被證明可以調(diào)節(jié)大腦中BDNF的水平。許多報告表明，caffeine除了具有精神活性外，還發(fā)揮著免疫調(diào)節(jié)作用，通過調(diào)節(jié)免疫細胞的功能活性來影響先天和適應(yīng)性免疫反應(yīng)。特別是，caffeine最常被報道為炎癥反應(yīng)的負調(diào)節(jié)因子，一方面它抑制受體介導(dǎo)的免疫細胞分泌促炎細胞因子，如TNF-α、IL-6、IL-1β、IL-12，另一方面增加抗炎細胞因子（IL-10）的分泌。caffeine和A2AR也被證明可以控制小膠質(zhì)細胞釋放細胞因子和小膠質(zhì)細胞中BDNF的成熟。

我們之前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，移植具有caffeine在體外調(diào)節(jié)的功能活性免疫細胞可以緩解慢性社會壓力誘導(dǎo)的抑郁樣狀態(tài)的許多癥狀，包括行為表型的恢復(fù)。后者包括在強迫游泳測試中減少快感缺乏、刺激探索行為和運動活動。如上所述，海馬神經(jīng)退行性變被認為是抑郁癥認知障礙的發(fā)病機制之一。考慮到上述問題，本研究的目的是評估體外用caffeine處理的免疫細胞移植后抑郁樣受體的海馬神經(jīng)形態(tài)以及多種細胞因子和腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子（BDNF）的含量。

2.研究方法
使用3–3.5個月大的雄性小鼠（CBA×C57BL/6）F1，體重25–30 g，將這些動物以每籠10只為一組的方式安置。（CBA×C57BL/6）F1的雄性小鼠由具有主動和被動行為類型的動物組成。我們進行了野外試驗，選擇了對壓力抵抗力低的被動行為小鼠。被動小鼠（n=42）在20天內(nèi)與攻擊性的痛苦互動中反復(fù)失敗，從而形成抑郁樣狀態(tài)。使用諾達思的動物運動軌跡跟蹤系統(tǒng)在強迫游泳測試、曠場和十字迷宮中進行測試。將抑郁樣小鼠分離到單獨的籠子中以避免痛苦的相互作用，并用取自同基因抑郁樣小鼠的脾細胞移植。用于移植的細胞在體外用caffeine預(yù)培養(yǎng)25分鐘。通過對受體行為模式的初步測試，確定了用于細胞治療的最佳caffeine劑量。將脾細胞以每只小鼠0.3毫升生理鹽水中15×10⁶個細胞的濃度靜脈注射。在受體的對照組中，除了存在caffeine之外，在類似的實驗條件下進行脾細胞的制備和移植。在caffeine處理的同基因脾細胞移植后48小時，收集全腦樣品。計算海馬CA1或CA3區(qū)（AOI大小：88502μm²）中被Nissl染色細胞占據(jù)的感興趣區(qū)域（AOI）的百分比。測定受體腦海馬裂解物中BDNF的水平和對抑郁細胞因子（IL-1β、IL-4、IL-6、INF-γ、TNFα、IL-10）的發(fā)病意義。

3.結(jié)果
CA1和CA3海馬區(qū)的神經(jīng)元丟失被認為是抑郁癥的發(fā)病機制之一。本研究中，在用caffeine預(yù)培養(yǎng)的同基因脾細胞移植后，抑郁樣受體的海馬體這些區(qū)域的神經(jīng)元密度顯著增加（圖1）。在這里，用Nissl染色法評估了成熟神經(jīng)元的數(shù)量。我們認為這是由于脾細胞對新生和成熟神經(jīng)元的神經(jīng)作用和存活的潛在影響。新生神經(jīng)元功能整合到海馬網(wǎng)絡(luò)中，整個神經(jīng)發(fā)生周期至少需要35-45天。

圖1

神經(jīng)營養(yǎng)因子在大腦神經(jīng)元的發(fā)育、分化、突觸發(fā)生和存活以及它們對外部影響的適應(yīng)過程中發(fā)揮著重要作用。BDNF（mRNA轉(zhuǎn)錄物和蛋白質(zhì)）是腦神經(jīng)營養(yǎng)因子中的代表。BDNF代謝、轉(zhuǎn)運或信號傳遞的遺傳和表觀遺傳學(xué)調(diào)節(jié)紊亂被認為會導(dǎo)致許多神經(jīng)和精神疾病的發(fā)展，包括焦慮和嚴重抑郁障礙。

我們研究了抑郁樣受體海馬中BDNF的定量含量以及一些對抑郁樣狀態(tài)細胞因子的發(fā)病意義。移植caffeine處理的脾細胞后，同基因抑郁樣受體的海馬結(jié)構(gòu)變化伴隨著海馬BDNF水平的升高（對照組和實驗組受體分別為347.5±102.8 pg/ml和587.9±96.7 pg/ml；p<0.05）。同時，海馬中細胞因子含量也存在顯著差異。促炎細胞因子IL-1β、IL-6、INF-γ和TNF-α的水平降低，抗炎細胞因子IL-10和IL-4增加。結(jié)果表明，抑郁樣受體的神經(jīng)炎癥減少（圖2）。

圖2

在抑郁癥中，促炎細胞因子會改變大腦中的神經(jīng)化學(xué)平衡。動物實驗有力地表明，外周炎癥刺激會引起小膠質(zhì)細胞活化。細胞因子和小膠質(zhì)細胞可能參與應(yīng)激反應(yīng)。促炎細胞因子降低BDNF的水平，并可通過與BDNF結(jié)合受體（TrkB受體）的相互作用對神經(jīng)發(fā)生和神經(jīng)可塑性產(chǎn)生不利影響。

4.結(jié)論
本研究表明，將體外用caffeine處理的免疫細胞移植給抑郁樣受體可增加海馬神經(jīng)元的密度、升高BDNF水平，并調(diào)節(jié)許多細胞因子水平，使海馬中的促炎細胞因子（IL-1β、INF-γ和TNF-α）含量降低，抗炎細胞因子（IL-0和IL-4）增加。結(jié)果表明，該過程促進了成熟和新生神經(jīng)元的存活和/或在神經(jīng)發(fā)生的晚期刺激新生神經(jīng)元。由于海馬神經(jīng)再生、BDNF和促炎細胞因子水平被視為治療抑郁障礙的靶點，移植體外caffeine處理的免疫細胞可被認為是一種很有前途的抑郁癥病因治療方法。


參考文獻
Markova, Evgeniya V., et al. "Structural and functional characteristics of the hippocampus in depressive-like recipients after transplantation of in vitro caffeine-modulated immune cells." Neuroscience letters 786 (2022): 136790.

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