抑郁发生及恢复过程中小鼠前额叶皮层神经回路可塑性的活体研究

随着社会的不断发展，各类人群的生存压力有所加剧，精神性疾病的危害日益显著，特别是对情感和记忆都有明显损害，发病率高达10-20%的抑郁症，给人类带来极大的痛苦，对社会造成巨大负担。与其造成的危害极不相称的是，目前抑郁症的发病机制仍不清楚，现有药物的疗效受到普遍质疑，毒副作用更是让人望而生畏。因此，对于抑郁症的发病机制以及治疗的研究具有重大而迫切的社会需求。目前，对于抑郁症的基础研究主要是利用动物疾病模型进行离体实验，而许多问题是这类实验不能解答的。本申请人拟利用先进的双光子共聚焦显微镜活体成像技术，结合经典行为学实验，电生理技术以及活体钙成像，长时、动态追踪抑郁发生和恢复过程中，前额叶皮层神经环路的变化规律，为揭示抑郁症的发病机理和发展新的治疗手段提供全新的理论支持。

本项目利用了双光子成像并结合行为学实验，研究紧张性刺激引发抑郁过程中以及施加常用抗抑郁药促进恢复过程中，前额叶皮层（PFC）神经回路结构与功能的重构规律。当前的结果主要探讨了抑郁发生中，PFC神经元树突棘减少的结构学原因是什么，PFC神经回路重塑的结构学特征是怎样的。为追踪PFC神经回路结构变化，我们应用了双光子显微镜技术活体追踪观察了PFC神经回路第五层椎体神经元顶树突以及树突棘的动态变化，通过活体观测及统计树突棘生成和消亡的变化，我们可以在同一只动物的同一脑区获得突触乃至神经回路可塑性的持续变化信息。我们发现，抑郁小鼠模型前额叶的FrA区域突触可塑性的变化和已报道的mPFC既有相似之处，也有明显的不同：FrA区域spine总数有所下降，但是这种下降主要是源于树突棘生成率的降低；树突棘消亡率虽然没有明显变化，但消亡的树突棘在空间分布上和对照组有明显差异，抑郁刺激伴随的树突棘消亡往往成簇发生。本课题现在以及即将获得的实验结果将为阐明抑郁发生引起的PFC神经回路的变化规律以及有针对性改造或开发抗抑郁药物提供新的线索。