老年焦虑症GABA能神经可塑性障碍的机制研究及三七皂苷的干预作用

Anxiety has a high prevalence in older people and the pathological research has been focus on the GABAergic neuroplasticity dysfunction. Brain-derived neurotrophic factor (BDNF) is a critical signaling molecule that regulates the neuroplasticity and the reduction of BDNF along with aging can induce anxious behavior. We therefore hypothesis that the deficit of BDNF in aging brain can induce GABAergic dysfunction which contribute to late-life anxiety, and those pseudo-BDNF components may exert anxiolytic effect by restoring the GABAergic plasticity. Our project will be at first knockdown the endogenous BDNF by RNA interference and the inter-relationship of BDNF-GABAergic neuroplasticity dysfuction-anxiety will be determined; then the therapeutic effect and mechanism of exogenous BDNF on anxiety will be observed,which we will focus on its intervention of GABAergic neuroplasticity to illuminate the possibility of restoring GABAergic plasticity by increasing BDNF level as a therapeutic strategy for late-life anxiety. After that, the Panax notoginseng saponin, which has been proved has the neuroprotective effect by increasing BDNF level, will be tested as an pseudo-BDNF for its therapeutic action on anxiety in aging mice; Further research on its mechanisms of regulation of GABAergic neuroplasticity will be performed by in vitro cultured hippocampal neurons aging model. This subject will provide new ideas for the therapeutic strategy of late-life anxiety and the plateform for the further screening of anxiolytics from traditional Chinese medicine.

焦虑症为老年多发病之一，脑内GABA能神经可塑性障碍是老年焦虑症发病机制研究的最新领域。脑源性神经营养因子(BDNF)是介导脑内神经可塑性的重要信号分子，而老年时期脑内由于BDNF水平下降可导致焦虑行为的产生。我们推测：老年时期BDNF不足可导致GABA能神经可塑性障碍而诱发焦虑行为；通过增加脑内BDNF水平恢复GABA能神经可塑性是治疗老年焦虑症的重要途径。本课题拟通过RNA干扰技术敲低小鼠海马内源性BDNF的表达，观察动物的行为学及GABA能神经可塑性的变化，研究BDNF减少-GABA能神经可塑性障碍-焦虑行为的相关性；并观察外源性BDNF对老龄焦虑小鼠的治疗作用及其对GABA能神经可塑性的影响，明确通过增加BDNF水平恢复神经可塑性治疗老年焦虑症的有效性。在此基础上，对具有增加BDNF水平、保护脑神经的三七皂苷治疗老年焦虑症的作用及机制进行研究， 为抗焦虑药物的开发提供新思路和线索。

老年焦虑症(LLAD)发病率高、预后差，脑内GABA能神经可塑性障碍是其重要发病机制之一。目前临床治疗老年焦虑症的药物只能减轻焦虑症状，但不能改善神经功能，因而疗效欠佳。BDNF是介导脑内GABA能神经可塑性的重要信号分子，随着年龄增加BDNF减少，但老年时期BDNF不足-GABA能神经可塑性障碍-焦虑易感性的相关性尚不明确。本研究从以上三个因素的角度探讨LLAD的发病机制及可能潜在的治疗靶点；在此基础上，对三七叶总皂苷(PNSL)治疗LLAD的作用及机制进行研究。结果表明：(1)与青年小鼠相比，老龄小鼠海马内BDNF、GABA水平下降，GABAA-R α2，α5亚基表达减少，GABA阳性细胞数减少、胞体萎缩，焦虑行为增加；利用shRNA敲低老龄小鼠脑内BNDF表达后，上述指标进一步恶化，年龄-BDNF水平-GABA能神经可塑性障碍-焦虑易感性之间存在相关性。(2) 老龄小鼠给予外源性BDNF可减轻小鼠焦虑行为，改善认知功能；可增加海马内GABA水平及GABAA-Rα2、α5亚基表达，减少GABA神经元的丢失。 (3) PNSL可减轻老龄小鼠焦虑症状，短期和长期给药对学习记忆均无不良影响，其抗焦虑作用可被BDNF受体TrKB的阻断剂K252a及GABAA-R阻断剂Bicuculline所阻断。PNSL短期给药可提高老龄小鼠海马内BDNF及GABA水平；长期给药可增加海马内BDNF水平，增加GABAA-R α2亚基表达及GABA阳性细胞数、改善GABA能神经元形态。体外实验表明PNSL可通过清除自由基、激活细胞内源性抗氧化系统的作用及增加CREB的表达促进BDNF的转录，通过Synapsin磷酸化促进GABA的释放，通过增加gephyrin的表达促使GABAA-R向膜表面聚集迁移，通过增加synaptophysin的表达改善神经元突触的可塑性；但PNSL对GABA的合成过程无影响。以上结果提示：(1)LLAD的发病机制与老年时期脑内BDNF水平下降，导致GABA能神经可塑性障碍，焦虑易感性增加有关；通过补充BDNF，改善GABA能神经可塑性障碍是LLAD特异性干预治疗的重要策略。(2) PNSL抗LLAD的作用与BDNF-GABA能神经通路有关，可通过增加BDNF，改善GABA能神经可塑性发挥抗焦虑作用，起效快、不良反应少，可能是治疗LLAD潜在的候选药物。