應(yīng)激與nectins分子:解碼海馬環(huán)路發(fā)育和可塑性的分子密碼_第1頁
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應(yīng)激與nectins分子:解碼海馬環(huán)路發(fā)育和可塑性的分子密碼一、引言1.1研究背景在現(xiàn)代快節(jié)奏的生活中,應(yīng)激已成為人們無法回避的一部分。從日常的工作壓力、人際關(guān)系困擾,到重大的生活事件如親人離世、失業(yè)等,應(yīng)激源無處不在。當(dāng)個(gè)體面臨這些應(yīng)激源時(shí),身體會(huì)啟動(dòng)一系列復(fù)雜的生理和心理反應(yīng)。從生理層面來看,下丘腦-垂體-腎上腺(HPA)軸被激活,促使腎上腺皮質(zhì)分泌糖皮質(zhì)激素,進(jìn)而引發(fā)身體的一系列代謝和生理變化。心理上,人們可能會(huì)出現(xiàn)焦慮、抑郁等情緒問題,嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)?dǎo)致認(rèn)知功能障礙,如學(xué)習(xí)和記憶能力下降。海馬作為大腦中對(duì)學(xué)習(xí)、記憶和情緒調(diào)節(jié)起著關(guān)鍵作用的腦區(qū),在應(yīng)激反應(yīng)中受到了廣泛關(guān)注。大量研究表明,應(yīng)激對(duì)海馬的影響十分顯著。在形態(tài)結(jié)構(gòu)方面,長(zhǎng)期應(yīng)激可導(dǎo)致海馬體積減小,其中CA3區(qū)錐體神經(jīng)元萎縮、數(shù)目減少,齒狀回顆粒細(xì)胞增生受到抑制。功能性磁共振成像(fMRI)研究顯示,在應(yīng)激狀態(tài)下,海馬的神經(jīng)活動(dòng)發(fā)生明顯改變,這直接影響了其正常功能的發(fā)揮。這種結(jié)構(gòu)和功能的改變,進(jìn)一步導(dǎo)致了學(xué)習(xí)、記憶和情緒反應(yīng)的缺陷。例如,創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙(PTSD)患者,由于經(jīng)歷了嚴(yán)重的創(chuàng)傷性事件,長(zhǎng)期處于應(yīng)激狀態(tài),其海馬體積明顯小于正常人,同時(shí)伴隨著明顯的記憶損傷和情緒調(diào)節(jié)障礙。盡管目前對(duì)應(yīng)激影響海馬的機(jī)制有了一定的了解,如葡萄糖代謝障礙、興奮性氨基酸增加以及腦源性營(yíng)養(yǎng)因子(BDNF)減少等都被認(rèn)為參與其中,但其中的神經(jīng)分子機(jī)制仍不十分明確。因此,深入探究應(yīng)激對(duì)海馬影響的神經(jīng)分子機(jī)制,對(duì)于理解應(yīng)激相關(guān)精神疾病的發(fā)病機(jī)制,以及開發(fā)有效的治療方法具有重要意義。Nectins分子作為近年來發(fā)現(xiàn)的一類細(xì)胞黏附分子,在神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域逐漸嶄露頭角。它屬于非鈣離子依賴免疫球蛋白超家族,包括Nectin1、Nectin2、Nectin3、Nectin4等至少4個(gè)成員,分別由脊髓灰質(zhì)炎病毒受體相關(guān)(PVRL)1、2、3、4基因編碼。Nectins蛋白成員均有2個(gè)或3個(gè)剪接變異體,各成員在結(jié)構(gòu)和分布上既有相似性又有獨(dú)特性。除了Nectin-1屬于缺乏跨膜結(jié)構(gòu)的分泌蛋白外,其他Nectins分子均具有1個(gè)包含3個(gè)Ig樣結(jié)構(gòu)的胞外區(qū)、1個(gè)跨膜區(qū)及1個(gè)胞質(zhì)區(qū)。Nectins蛋白從人到嚙齒類動(dòng)物相對(duì)保守,其C端的特定模體可結(jié)合afadin的PDZ區(qū)域,參與細(xì)胞間連接的形成和調(diào)節(jié)。在神經(jīng)系統(tǒng)中,Nectins主要表達(dá)于神經(jīng)元之間的連接部位,包括海馬、內(nèi)側(cè)前額葉皮質(zhì)、內(nèi)側(cè)內(nèi)嗅皮質(zhì)等腦區(qū),在神經(jīng)元的軸突和突觸的形成、成熟和重塑等過程中發(fā)揮著不可或缺的作用。位于突觸前膜的Nectin1通常與突觸后膜的Nectin3形成軸突-樹突黏附,這種黏附作用介導(dǎo)了突觸連接和神經(jīng)元可塑性,對(duì)維持正常的神經(jīng)功能至關(guān)重要。而Nectin2在大腦的特定區(qū)域表達(dá),對(duì)維持星形膠質(zhì)細(xì)胞和神經(jīng)元的內(nèi)穩(wěn)態(tài)以及突觸的形成等方面發(fā)揮著重要作用。近年來,越來越多的研究開始關(guān)注Nectins分子在應(yīng)激相關(guān)神經(jīng)功能障礙中的作用。研究發(fā)現(xiàn),Nectins蛋白參與了動(dòng)物幼年期、青春期以及成年期等不同生命階段應(yīng)激所致的行為異常。例如,小鼠海馬腦區(qū)Nectin3參與了限制筑窩材料和墊料的早年應(yīng)激所引起的空間學(xué)習(xí)記憶功能改變,而下調(diào)Nectin3蛋白的表達(dá)可模擬此應(yīng)激所致的認(rèn)知損傷,上調(diào)Nectin3蛋白則可逆轉(zhuǎn)該負(fù)性效應(yīng)。該早年應(yīng)激范式還引起小鼠MEC腦區(qū)Nectin1蛋白的表達(dá)下降,且介導(dǎo)了時(shí)間序列記憶與空間工作記憶能力的損傷。青春期經(jīng)歷慢性社會(huì)不穩(wěn)定應(yīng)激的雄性小鼠,表現(xiàn)出社會(huì)識(shí)別和空間工作記憶能力受損,同時(shí)mPFC區(qū)細(xì)胞膜Nectin3蛋白的表達(dá)水平降低,且與行為表型異常顯著相關(guān)。這些研究結(jié)果提示,Nectins分子可能是介導(dǎo)應(yīng)激對(duì)大腦功能影響的關(guān)鍵分子之一,其在應(yīng)激相關(guān)神經(jīng)功能障礙中的作用機(jī)制值得深入研究。1.2研究目的與意義本研究旨在深入揭示應(yīng)激與nectins分子對(duì)海馬環(huán)路發(fā)育和可塑性的調(diào)控機(jī)制,為理解應(yīng)激相關(guān)精神疾病的發(fā)病機(jī)制提供新的理論依據(jù),并為開發(fā)有效的治療方法奠定基礎(chǔ)。從科研角度來看,目前雖然對(duì)應(yīng)激影響海馬的現(xiàn)象有了一定的認(rèn)識(shí),但其中的神經(jīng)分子機(jī)制仍存在諸多未知。Nectins分子作為在神經(jīng)元連接和可塑性中發(fā)揮重要作用的細(xì)胞黏附分子,其與應(yīng)激之間的關(guān)系以及在海馬環(huán)路中的具體調(diào)控機(jī)制尚不清楚。本研究通過系統(tǒng)地研究應(yīng)激與nectins分子對(duì)海馬環(huán)路發(fā)育和可塑性的影響,有望填補(bǔ)這一領(lǐng)域在神經(jīng)分子機(jī)制方面的空白,豐富我們對(duì)大腦發(fā)育和可塑性調(diào)節(jié)的認(rèn)識(shí)。這不僅有助于深化對(duì)應(yīng)激相關(guān)神經(jīng)生物學(xué)過程的理解,還可能為神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域的其他研究提供新的思路和方向,推動(dòng)整個(gè)學(xué)科的發(fā)展。在臨床應(yīng)用方面,應(yīng)激相關(guān)精神疾病如抑郁癥、焦慮癥和創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙等,嚴(yán)重影響著患者的生活質(zhì)量和社會(huì)功能,給家庭和社會(huì)帶來了沉重的負(fù)擔(dān)。由于目前對(duì)這些疾病的發(fā)病機(jī)制尚未完全明確,導(dǎo)致臨床治療效果往往不盡人意。本研究對(duì)Nectins分子在應(yīng)激相關(guān)神經(jīng)功能障礙中的作用機(jī)制進(jìn)行深入探究,有可能發(fā)現(xiàn)新的治療靶點(diǎn)。例如,如果能夠明確Nectins分子的某個(gè)特定亞型或其相關(guān)信號(hào)通路在應(yīng)激導(dǎo)致的海馬功能損傷中起關(guān)鍵作用,就可以針對(duì)這一靶點(diǎn)開發(fā)特異性的藥物或治療方法,從而實(shí)現(xiàn)更加精準(zhǔn)有效的治療。這將為應(yīng)激相關(guān)精神疾病的治療帶來新的希望,提高患者的治愈率和生活質(zhì)量,具有重要的臨床意義和社會(huì)價(jià)值。二、相關(guān)理論基礎(chǔ)2.1應(yīng)激相關(guān)理論應(yīng)激(stress)這一概念最初源于工程學(xué),用于描述物體受機(jī)械力作用而產(chǎn)生的應(yīng)力。在醫(yī)學(xué)和心理學(xué)領(lǐng)域,應(yīng)激是指機(jī)體在受到各種內(nèi)外環(huán)境因素及社會(huì)、心理因素刺激時(shí)所產(chǎn)生的非特異性適應(yīng)反應(yīng)。這一概念最早由加拿大病理學(xué)家塞利(H.Selye)于1936年引入醫(yī)學(xué)研究,他發(fā)現(xiàn)動(dòng)物在受到各種有害因素作用時(shí),會(huì)出現(xiàn)腎上腺皮質(zhì)細(xì)胞、胸腺及胃腸道等器官的一系列變化,這些變化與垂體-腎上腺皮質(zhì)激素的分泌有關(guān)。此后,應(yīng)激的研究不斷深入,逐漸形成了較為完善的理論體系。根據(jù)應(yīng)激源的屬性,可將其分為軀體性應(yīng)激原、心理性應(yīng)激原、社會(huì)性應(yīng)激原和文化性應(yīng)激原。軀體性應(yīng)激原指直接作用于軀體而產(chǎn)生生物學(xué)刺激的因素,如高溫、寒冷、噪聲、振動(dòng)、毒物、感染、外傷等。心理性應(yīng)激原通常來源于個(gè)體的內(nèi)心沖突、挫折感、焦慮、恐懼等心理因素,比如工作壓力過大導(dǎo)致的焦慮情緒,或面臨重大考試時(shí)的緊張心理。社會(huì)性應(yīng)激原涵蓋了各種社會(huì)生活事件,像親人離世、失業(yè)、婚姻破裂、人際關(guān)系緊張等。文化性應(yīng)激原主要涉及因文化背景差異、語言不通、風(fēng)俗習(xí)慣不同等因素所引起的應(yīng)激反應(yīng),例如長(zhǎng)期生活在國(guó)內(nèi)的人突然前往國(guó)外,由于文化差異而產(chǎn)生的適應(yīng)困難。從心理-社會(huì)因素對(duì)個(gè)體的影響程度和持續(xù)時(shí)間來分類,應(yīng)激原又可分為應(yīng)激性生活事件、日常生活的困擾、工作相關(guān)應(yīng)激原以及社會(huì)、環(huán)境應(yīng)激原。應(yīng)激性生活事件通常是較為重大且具有明顯影響的事件,如自然災(zāi)害、戰(zhàn)爭(zhēng)、重大疾病等,這些事件往往會(huì)給個(gè)體帶來強(qiáng)烈的心理沖擊。日常生活的困擾則是指日常生活中頻繁出現(xiàn)的一些小煩惱,如交通擁堵、鄰里糾紛等,雖然單個(gè)事件的影響較小,但長(zhǎng)期積累也可能對(duì)個(gè)體的心理狀態(tài)產(chǎn)生負(fù)面影響。工作相關(guān)應(yīng)激原主要與工作環(huán)境、工作壓力、職業(yè)發(fā)展等因素有關(guān),如長(zhǎng)時(shí)間的高強(qiáng)度工作、職場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)壓力、職業(yè)晉升困難等。社會(huì)、環(huán)境應(yīng)激原包括社會(huì)環(huán)境的變遷、環(huán)境污染、社會(huì)動(dòng)蕩等宏觀因素對(duì)個(gè)體造成的應(yīng)激。此外,根據(jù)應(yīng)激原的性質(zhì),還可將其分為正性生活事件和負(fù)性生活事件。正性生活事件雖然是積極的變化,但同樣可能給個(gè)體帶來一定的應(yīng)激,比如結(jié)婚、升職等,這些事件可能會(huì)改變個(gè)體的生活或工作狀態(tài),從而需要個(gè)體進(jìn)行適應(yīng)和調(diào)整。負(fù)性生活事件則是指那些對(duì)個(gè)體產(chǎn)生消極影響的事件,如親人去世、失業(yè)、失戀等,這些事件往往會(huì)給個(gè)體帶來較大的心理壓力和負(fù)面情緒。應(yīng)激對(duì)機(jī)體的生理和心理會(huì)產(chǎn)生多方面的影響。在生理方面,應(yīng)激會(huì)激活下丘腦-垂體-腎上腺(HPA)軸,促使腎上腺皮質(zhì)分泌糖皮質(zhì)激素。糖皮質(zhì)激素的升高會(huì)導(dǎo)致機(jī)體代謝加快,血糖升高,血壓上升,心率加快等一系列生理變化。適度的應(yīng)激反應(yīng)有助于機(jī)體應(yīng)對(duì)外界挑戰(zhàn),提高機(jī)體的適應(yīng)能力。但長(zhǎng)期或過度的應(yīng)激會(huì)導(dǎo)致HPA軸功能紊亂,糖皮質(zhì)激素持續(xù)高水平分泌,進(jìn)而對(duì)機(jī)體產(chǎn)生諸多不良影響,如免疫功能下降,增加感染疾病的風(fēng)險(xiǎn);心血管系統(tǒng)負(fù)擔(dān)加重,容易引發(fā)高血壓、冠心病等心血管疾??;代謝紊亂,可能導(dǎo)致糖尿病等代謝性疾病的發(fā)生。從心理層面來看,應(yīng)激常常會(huì)引發(fā)個(gè)體的情緒反應(yīng),如焦慮、抑郁、恐懼、憤怒等。長(zhǎng)期處于應(yīng)激狀態(tài)下,個(gè)體可能會(huì)出現(xiàn)情緒障礙,如焦慮癥、抑郁癥等。應(yīng)激還會(huì)對(duì)認(rèn)知功能產(chǎn)生影響,導(dǎo)致注意力不集中、記憶力下降、思維遲緩等問題,從而影響個(gè)體的學(xué)習(xí)和工作效率。在行為方面,應(yīng)激可能會(huì)導(dǎo)致個(gè)體出現(xiàn)行為改變,如回避社交、酗酒、吸煙、暴飲暴食等不良行為,這些行為往往是個(gè)體為了緩解應(yīng)激帶來的心理壓力而采取的應(yīng)對(duì)方式,但長(zhǎng)期來看,這些行為可能會(huì)對(duì)個(gè)體的身心健康造成更大的損害。不同類型的應(yīng)激對(duì)海馬有著不同程度和方式的影響。急性應(yīng)激,即短時(shí)間內(nèi)受到強(qiáng)烈的應(yīng)激刺激,可能會(huì)導(dǎo)致海馬神經(jīng)元的電活動(dòng)發(fā)生改變,影響海馬的短期記憶功能。有研究通過對(duì)小鼠進(jìn)行急性束縛應(yīng)激實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),應(yīng)激后小鼠海馬CA1區(qū)的長(zhǎng)時(shí)程增強(qiáng)(LTP)受到抑制,而LTP被認(rèn)為是學(xué)習(xí)和記憶的神經(jīng)細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ),這表明急性應(yīng)激可能會(huì)損害小鼠的短期學(xué)習(xí)和記憶能力。慢性應(yīng)激,是指機(jī)體長(zhǎng)期持續(xù)地受到應(yīng)激刺激,對(duì)海馬的影響更為顯著。大量研究表明,慢性應(yīng)激會(huì)導(dǎo)致海馬結(jié)構(gòu)和功能的改變。在結(jié)構(gòu)方面,慢性應(yīng)激可引起海馬體積減小,其中CA3區(qū)錐體神經(jīng)元萎縮、數(shù)目減少,齒狀回顆粒細(xì)胞增生受到抑制。對(duì)經(jīng)歷長(zhǎng)期慢性應(yīng)激的大鼠進(jìn)行解剖觀察發(fā)現(xiàn),其海馬CA3區(qū)的錐體細(xì)胞頂樹突明顯縮短,數(shù)目顯著減少,電鏡下可見細(xì)胞固縮、核膜皺縮、線粒體嵴模糊等改變。在功能方面,慢性應(yīng)激會(huì)導(dǎo)致海馬的學(xué)習(xí)、記憶和情緒調(diào)節(jié)功能受損。慢性應(yīng)激的大鼠在Morris水迷宮實(shí)驗(yàn)中表現(xiàn)出空間學(xué)習(xí)和記憶能力下降,同時(shí)在強(qiáng)迫游泳實(shí)驗(yàn)中顯示出抑郁樣行為增加,這表明慢性應(yīng)激不僅影響了海馬的認(rèn)知功能,還對(duì)情緒調(diào)節(jié)產(chǎn)生了負(fù)面影響。此外,早期生活應(yīng)激,即在個(gè)體發(fā)育早期所經(jīng)歷的應(yīng)激事件,對(duì)海馬的發(fā)育和功能也有著深遠(yuǎn)的影響。早期生活應(yīng)激可能會(huì)干擾海馬的正常發(fā)育,導(dǎo)致海馬神經(jīng)元的分化、遷移和突觸形成異常,從而影響個(gè)體成年后的學(xué)習(xí)、記憶和情緒調(diào)節(jié)能力。對(duì)幼年大鼠進(jìn)行母嬰分離應(yīng)激實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),成年后這些大鼠的海馬神經(jīng)元數(shù)量減少,突觸結(jié)構(gòu)異常,同時(shí)表現(xiàn)出明顯的焦慮和抑郁樣行為,以及學(xué)習(xí)和記憶能力下降。2.2海馬環(huán)路概述海馬是大腦邊緣系統(tǒng)的重要組成部分,位于大腦顳葉內(nèi)側(cè),左右腦半球各有一個(gè),其形狀酷似海馬,故而得名。從解剖結(jié)構(gòu)上看,海馬主要由海馬本部、齒狀回、下托和內(nèi)嗅皮質(zhì)等部分組成。海馬本部又可進(jìn)一步分為CA1、CA2、CA3和CA4區(qū),這些區(qū)域在細(xì)胞形態(tài)、連接方式和功能特性上存在一定差異。CA1區(qū)是海馬信息輸出的主要部位,其神經(jīng)元對(duì)缺血、缺氧等損傷較為敏感;CA3區(qū)則具有豐富的局部連接和復(fù)雜的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),在海馬的信息處理和存儲(chǔ)中發(fā)揮著關(guān)鍵作用;齒狀回是海馬的重要輸入?yún)^(qū)域,主要接受來自內(nèi)嗅皮質(zhì)的傳入纖維,在神經(jīng)發(fā)生和學(xué)習(xí)記憶中具有重要意義。海馬的神經(jīng)通路十分復(fù)雜,與多個(gè)腦區(qū)之間存在廣泛的連接。其中,三突觸回路是海馬內(nèi)最重要的神經(jīng)通路之一,它由內(nèi)嗅皮質(zhì)發(fā)出的穿通纖維投射到齒狀回,形成第一個(gè)突觸;齒狀回的顆粒細(xì)胞軸突(苔蘚纖維)投射到CA3區(qū),形成第二個(gè)突觸;CA3區(qū)的錐體細(xì)胞軸突再投射到CA1區(qū),形成第三個(gè)突觸。這條回路在海馬的學(xué)習(xí)和記憶功能中起著至關(guān)重要的作用,是長(zhǎng)時(shí)程增強(qiáng)(LTP)和長(zhǎng)時(shí)程抑制(LTD)等突觸可塑性現(xiàn)象的主要發(fā)生部位。除了三突觸回路,海馬還與其他腦區(qū)之間存在著廣泛的纖維聯(lián)系。海馬通過穹窿與乳頭體相連,乳頭體再通過乳頭丘腦束與丘腦前核相連,丘腦前核又投射到扣帶回,形成了著名的帕帕茲環(huán)路(Papezcircuit)。這條環(huán)路在情緒調(diào)節(jié)、記憶鞏固等方面發(fā)揮著重要作用。海馬還與前額葉皮質(zhì)、杏仁核、下丘腦等腦區(qū)之間存在著雙向的纖維聯(lián)系,這些連接使得海馬能夠參與到多種復(fù)雜的生理和心理活動(dòng)中。與前額葉皮質(zhì)的連接有助于調(diào)節(jié)認(rèn)知和情緒,與杏仁核的連接則在情緒記憶和恐懼反應(yīng)中起著關(guān)鍵作用,而下丘腦的連接則參與了內(nèi)分泌和自主神經(jīng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)。海馬在學(xué)習(xí)、記憶和情緒等方面具有重要的功能。在學(xué)習(xí)和記憶方面,海馬是陳述性記憶(包括事實(shí)和事件的記憶)形成和鞏固的關(guān)鍵腦區(qū)。研究表明,海馬損傷會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的記憶障礙,如順行性遺忘,即無法形成新的記憶。在一項(xiàng)經(jīng)典的病例研究中,患者H.M.因治療癲癇而切除了雙側(cè)海馬,術(shù)后他雖然保留了手術(shù)前的記憶,但卻無法記住新發(fā)生的事情,對(duì)剛經(jīng)歷過的事件毫無記憶。此外,海馬在空間記憶中也起著不可或缺的作用。大鼠在Morris水迷宮實(shí)驗(yàn)中,需要依靠海馬對(duì)空間環(huán)境的認(rèn)知和記憶來找到隱藏在水中的平臺(tái)。如果海馬受損,大鼠在水迷宮中的學(xué)習(xí)和記憶能力會(huì)明顯下降,表現(xiàn)為尋找平臺(tái)的潛伏期延長(zhǎng)、錯(cuò)誤次數(shù)增加等。在情緒調(diào)節(jié)方面,海馬與杏仁核、前額葉皮質(zhì)等腦區(qū)共同構(gòu)成了情緒調(diào)節(jié)的神經(jīng)環(huán)路。海馬可以通過調(diào)節(jié)杏仁核的活動(dòng)來影響情緒反應(yīng),抑制過度的恐懼和焦慮。當(dāng)個(gè)體面臨應(yīng)激刺激時(shí),海馬能夠評(píng)估刺激的性質(zhì)和意義,并將信息傳遞給杏仁核和前額葉皮質(zhì),從而調(diào)節(jié)情緒反應(yīng)。研究發(fā)現(xiàn),慢性應(yīng)激導(dǎo)致海馬功能受損時(shí),個(gè)體的情緒調(diào)節(jié)能力會(huì)下降,更容易出現(xiàn)焦慮、抑郁等情緒問題。此外,海馬還參與了注意、感知覺信息處理等過程。海馬中的神經(jīng)元對(duì)感覺信息具有選擇性的反應(yīng),能夠根據(jù)任務(wù)的需求對(duì)不同的感覺刺激進(jìn)行處理和整合。在注意任務(wù)中,海馬的活動(dòng)會(huì)發(fā)生改變,有助于個(gè)體集中注意力,提高對(duì)目標(biāo)信息的感知和處理能力。2.3Nectins分子介紹Nectins分子家族作為細(xì)胞黏附分子領(lǐng)域的重要成員,在細(xì)胞間連接、信號(hào)傳導(dǎo)以及組織發(fā)育等諸多生物學(xué)過程中扮演著關(guān)鍵角色。它屬于非鈣離子依賴免疫球蛋白超家族,包括Nectin1、Nectin2、Nectin3、Nectin4等至少4個(gè)成員,分別由脊髓灰質(zhì)炎病毒受體相關(guān)(PVRL)1、2、3、4基因編碼。Nectins蛋白成員均有2個(gè)或3個(gè)剪接變異體,各成員在結(jié)構(gòu)和分布上既有相似性又有獨(dú)特性。從結(jié)構(gòu)上看,除了Nectin-1屬于缺乏跨膜結(jié)構(gòu)的分泌蛋白外,其他Nectins分子均具有1個(gè)包含3個(gè)Ig樣結(jié)構(gòu)的胞外區(qū)、1個(gè)跨膜區(qū)及1個(gè)胞質(zhì)區(qū)。這種結(jié)構(gòu)賦予了Nectins分子獨(dú)特的功能特性。其胞外區(qū)的Ig樣結(jié)構(gòu)能夠與其他細(xì)胞表面分子相互作用,參與細(xì)胞間的識(shí)別與黏附;跨膜區(qū)則將Nectins分子錨定在細(xì)胞膜上,確保其在細(xì)胞表面的穩(wěn)定存在;胞質(zhì)區(qū)可與細(xì)胞內(nèi)的信號(hào)分子結(jié)合,介導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)信號(hào)傳導(dǎo)通路的激活。Nectins蛋白從人到嚙齒類動(dòng)物相對(duì)保守,其C端的特定模體可結(jié)合afadin的PDZ區(qū)域,參與細(xì)胞間連接的形成和調(diào)節(jié)。這種保守性表明Nectins分子在進(jìn)化過程中具有重要的生物學(xué)意義,其功能在不同物種間可能具有相似性和繼承性。在組織分布方面,Nectin1-3在體內(nèi)分布廣泛,涵蓋成纖維細(xì)胞、上皮細(xì)胞以及神經(jīng)細(xì)胞等多種細(xì)胞類型。其中,Nectin2、Nectin3在無Cadherins表達(dá)的細(xì)胞,如B細(xì)胞、單核細(xì)胞、血細(xì)胞和精子細(xì)胞中也有出現(xiàn)。而Nectin4主要在人胎盤中表達(dá),在神經(jīng)系統(tǒng)中幾乎不表達(dá)。在神經(jīng)系統(tǒng)中,Nectin1主要分布于嚙齒類動(dòng)物海馬、海馬旁回、內(nèi)側(cè)前額葉皮質(zhì)(mPFC)、內(nèi)側(cè)內(nèi)嗅皮質(zhì)(MEC)等腦區(qū)神經(jīng)元。動(dòng)物海馬、mPFC區(qū)興奮性錐體神經(jīng)元與抑制性中間神經(jīng)元均有Nectin3蛋白的表達(dá)。Nectin-2α主要分布于小鼠內(nèi)側(cè)韁核、下橄欖核、大腦皮質(zhì)軟腦膜、第三腦室和側(cè)腦室壁、第三腦室脈絡(luò)叢,以及腦血管內(nèi)皮細(xì)胞和室管膜細(xì)胞等,在小鼠神經(jīng)元和星形膠質(zhì)細(xì)胞中均有表達(dá),而Nectin-2β則選擇性地表達(dá)在星形膠質(zhì)細(xì)胞。這種特異性的分布模式暗示了Nectins分子在不同組織和細(xì)胞類型中可能發(fā)揮著不同的功能,與特定組織和細(xì)胞的生理活動(dòng)密切相關(guān)。Nectins蛋白的主要生物學(xué)功能是調(diào)節(jié)細(xì)胞之間的黏附。它以單體平行對(duì)齊方式先形成同順式二聚體,之后再形成反式二聚體。順式二聚體以與細(xì)胞膜相對(duì)的作用方式形成反平行定位,反式二聚體則形成復(fù)雜交錯(cuò)的蛋白交聯(lián),從而確保強(qiáng)有力的黏附活性。Nectins蛋白既可以獨(dú)立發(fā)揮作用,也可與Cadherins等其他黏附分子協(xié)同參與黏著連接的形成。在這一過程中,Nectins蛋白首先形成相對(duì)較弱的細(xì)胞黏附,隨后募集大量的Cadherins分子進(jìn)入突觸,進(jìn)而形成較為牢固的黏著連接。與Cadherins分子作用機(jī)制類似,Nectins可通過激活Rho家族GTP酶,包括Rac和Cdc42,也可激活Ras家族GTP酶Rapl,進(jìn)而結(jié)合afadin蛋白,連接actin細(xì)胞骨架蛋白。通過這些復(fù)雜的分子相互作用和信號(hào)傳導(dǎo)過程,Nectins分子在細(xì)胞黏附、遷移、分化等生物學(xué)過程中發(fā)揮著不可或缺的作用,維持著組織和器官的正常結(jié)構(gòu)和功能。在神經(jīng)系統(tǒng)中,Nectins分子的功能尤為重要。位于突觸前膜的Nectin1通常與突觸后膜的Nectin3形成軸突-樹突黏附,這種黏附作用介導(dǎo)了突觸連接和神經(jīng)元可塑性,對(duì)維持正常的神經(jīng)功能至關(guān)重要。這種非對(duì)稱性分布是影響突觸功能的關(guān)鍵因素,但其內(nèi)在機(jī)制目前尚不清楚。而Nectin2在大腦的特定區(qū)域表達(dá),對(duì)維持星形膠質(zhì)細(xì)胞和神經(jīng)元的內(nèi)穩(wěn)態(tài)以及突觸的形成等方面發(fā)揮著重要作用。這些功能的實(shí)現(xiàn),使得Nectins分子在神經(jīng)元的發(fā)育、軸突導(dǎo)向、突觸形成和重塑等過程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用,對(duì)于神經(jīng)系統(tǒng)的正常發(fā)育和功能維持具有重要意義。一旦Nectins分子的功能出現(xiàn)異常,可能會(huì)導(dǎo)致神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育障礙、神經(jīng)退行性疾病以及精神類疾病等多種疾病的發(fā)生。三、應(yīng)激對(duì)海馬環(huán)路發(fā)育和可塑性的影響3.1早年應(yīng)激的影響3.1.1早年應(yīng)激動(dòng)物模型及構(gòu)建早年應(yīng)激動(dòng)物模型是研究早期生活應(yīng)激對(duì)生物體影響的重要工具,通過模擬人類在幼年時(shí)期可能經(jīng)歷的不良環(huán)境,為深入探究早年應(yīng)激的作用機(jī)制提供了有力支持。目前,常見的早年應(yīng)激動(dòng)物模型主要包括母嬰分離模型、早期生活限制模型等。母嬰分離模型是最為廣泛應(yīng)用的早年應(yīng)激動(dòng)物模型之一。在嚙齒動(dòng)物中,通常在幼崽出生后的早期階段,如出生后第2天至第14天,將幼崽與母鼠每天分離一段時(shí)間,一般為3-4小時(shí)。在分離期間,幼崽被放置在單獨(dú)的籠子中,與母鼠在視覺、聽覺和嗅覺上保持一定距離,以模擬人類嬰兒時(shí)期的母愛剝奪。這種模型能夠有效地模擬早期生活中缺乏母愛的環(huán)境,研究發(fā)現(xiàn),母嬰分離會(huì)導(dǎo)致幼崽的生理和行為發(fā)生一系列改變,如體重增長(zhǎng)緩慢、體溫調(diào)節(jié)能力下降、焦慮和抑郁樣行為增加等。早期生活限制模型則是通過限制幼崽在早期生活中的某些資源,如食物、空間或社交接觸,來模擬早期生活壓力。在食物限制模型中,從幼崽出生后開始,限制其每天的食物攝入量,使其處于半饑餓狀態(tài),這種模型可以模擬人類在幼年時(shí)期可能面臨的營(yíng)養(yǎng)不良環(huán)境。研究表明,早期食物限制會(huì)影響幼崽的生長(zhǎng)發(fā)育,導(dǎo)致成年后出現(xiàn)代謝紊亂、認(rèn)知功能下降等問題。在空間限制模型中,將幼崽飼養(yǎng)在狹小的籠子中,限制其活動(dòng)空間,模擬人類在幼年時(shí)期可能面臨的擁擠環(huán)境。早期空間限制會(huì)導(dǎo)致幼崽的神經(jīng)發(fā)育異常,成年后表現(xiàn)出焦慮、恐懼等情緒問題,以及學(xué)習(xí)和記憶能力下降。社交接觸限制模型中,將幼崽單獨(dú)飼養(yǎng),減少其與同伴的社交互動(dòng),模擬人類在幼年時(shí)期可能面臨的社交隔離環(huán)境。早期社交接觸限制會(huì)影響幼崽的社會(huì)行為發(fā)展,成年后出現(xiàn)社交障礙、攻擊性增加等問題。捕食應(yīng)激模型也是一種常用的早年應(yīng)激動(dòng)物模型,通過將幼年動(dòng)物暴露于捕食者的威脅下,模擬早期生活中的恐懼和壓力環(huán)境。在實(shí)驗(yàn)中,將幼年小鼠放置在一個(gè)與捕食者(如貓)相鄰的籠子中,使小鼠能夠看到、聞到和聽到貓的存在,但不會(huì)受到直接的身體傷害。這種模型可以誘導(dǎo)小鼠產(chǎn)生強(qiáng)烈的恐懼和應(yīng)激反應(yīng),導(dǎo)致其生理和行為發(fā)生改變,如應(yīng)激激素水平升高、焦慮樣行為增加、學(xué)習(xí)和記憶能力受損等。不同的早年應(yīng)激動(dòng)物模型在實(shí)驗(yàn)操作和模擬的應(yīng)激環(huán)境上存在差異。母嬰分離模型主要關(guān)注母愛剝奪對(duì)幼崽的影響,操作相對(duì)簡(jiǎn)單,只需將幼崽與母鼠分離即可,但需要注意分離時(shí)間和環(huán)境的控制,以確保模型的穩(wěn)定性和可靠性。早期生活限制模型則更側(cè)重于模擬資源匱乏或不良環(huán)境對(duì)幼崽的影響,操作相對(duì)復(fù)雜,需要精確控制食物、空間或社交接觸的限制程度。捕食應(yīng)激模型主要模擬恐懼和壓力環(huán)境對(duì)幼崽的影響,操作需要一定的技巧,確保捕食者不會(huì)對(duì)幼崽造成身體傷害,同時(shí)要注意控制應(yīng)激的強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間,避免對(duì)幼崽造成過度的傷害。這些模型在研究早年應(yīng)激對(duì)海馬環(huán)路發(fā)育和可塑性的影響時(shí),各有其適用場(chǎng)景和優(yōu)勢(shì),研究人員可根據(jù)具體的研究目的和需求選擇合適的模型。3.1.2對(duì)海馬發(fā)育的損害表現(xiàn)早年應(yīng)激對(duì)海馬發(fā)育的損害是多方面的,從細(xì)胞層面到神經(jīng)環(huán)路層面都有顯著體現(xiàn),這些損害會(huì)對(duì)個(gè)體的認(rèn)知、情緒和行為產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。在細(xì)胞層面,早年應(yīng)激會(huì)導(dǎo)致海馬神經(jīng)元數(shù)量減少和形態(tài)改變。研究表明,早年經(jīng)歷母嬰分離應(yīng)激的大鼠,其海馬齒狀回顆粒細(xì)胞數(shù)量明顯減少,這可能是由于神經(jīng)干細(xì)胞增殖受到抑制以及新生神經(jīng)元凋亡增加所致。在形態(tài)上,海馬CA3區(qū)錐體神經(jīng)元的樹突分支減少、長(zhǎng)度縮短,樹突棘密度降低,這些變化會(huì)影響神經(jīng)元之間的突觸連接和信息傳遞。電鏡觀察發(fā)現(xiàn),早年應(yīng)激大鼠的海馬神經(jīng)元線粒體腫脹、嵴斷裂,內(nèi)質(zhì)網(wǎng)擴(kuò)張,這些細(xì)胞器的損傷會(huì)影響神經(jīng)元的能量代謝和蛋白質(zhì)合成,進(jìn)而影響神經(jīng)元的正常功能。早年應(yīng)激還會(huì)干擾海馬神經(jīng)發(fā)生的正常進(jìn)程。神經(jīng)發(fā)生是指在成年大腦中,神經(jīng)干細(xì)胞產(chǎn)生新的神經(jīng)元并整合到已有的神經(jīng)環(huán)路中的過程,這一過程對(duì)于海馬的學(xué)習(xí)、記憶和情緒調(diào)節(jié)功能至關(guān)重要。然而,早年應(yīng)激會(huì)抑制海馬齒狀回神經(jīng)干細(xì)胞的增殖和分化,導(dǎo)致新生神經(jīng)元數(shù)量減少。研究發(fā)現(xiàn),早年經(jīng)歷捕食應(yīng)激的小鼠,其海馬齒狀回中增殖的神經(jīng)干細(xì)胞數(shù)量明顯低于對(duì)照組,且新生神經(jīng)元向成熟神經(jīng)元分化的過程也受到阻礙。這可能是由于早年應(yīng)激導(dǎo)致神經(jīng)發(fā)生相關(guān)的信號(hào)通路異常,如腦源性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子(BDNF)信號(hào)通路受到抑制,從而影響了神經(jīng)干細(xì)胞的增殖和分化。從神經(jīng)環(huán)路層面來看,早年應(yīng)激會(huì)破壞海馬內(nèi)部及與其他腦區(qū)之間的神經(jīng)連接。海馬的三突觸回路是其信息處理和存儲(chǔ)的關(guān)鍵神經(jīng)通路,早年應(yīng)激會(huì)導(dǎo)致該回路中突觸傳遞效能降低,影響海馬的學(xué)習(xí)和記憶功能。研究表明,早年經(jīng)歷早期生活限制應(yīng)激的大鼠,其海馬CA1區(qū)的長(zhǎng)時(shí)程增強(qiáng)(LTP)明顯減弱,而LTP是突觸可塑性的重要表現(xiàn)形式,與學(xué)習(xí)和記憶密切相關(guān)。這可能是由于早年應(yīng)激導(dǎo)致突觸后膜上的谷氨酸受體表達(dá)和功能異常,影響了突觸傳遞的效率。早年應(yīng)激還會(huì)影響海馬與其他腦區(qū)之間的神經(jīng)連接,如海馬與前額葉皮質(zhì)、杏仁核之間的連接。海馬與前額葉皮質(zhì)之間的連接對(duì)于情緒調(diào)節(jié)和認(rèn)知控制至關(guān)重要,早年應(yīng)激會(huì)導(dǎo)致這一連接減弱,使得個(gè)體在成年后更容易出現(xiàn)情緒障礙和認(rèn)知缺陷。研究發(fā)現(xiàn),早年經(jīng)歷母嬰分離應(yīng)激的小鼠,其海馬與前額葉皮質(zhì)之間的神經(jīng)纖維投射減少,神經(jīng)遞質(zhì)傳遞異常,導(dǎo)致在行為學(xué)測(cè)試中表現(xiàn)出焦慮和抑郁樣行為增加,以及認(rèn)知靈活性下降。海馬與杏仁核之間的連接在情緒記憶和恐懼反應(yīng)中起著關(guān)鍵作用,早年應(yīng)激會(huì)增強(qiáng)這一連接,使個(gè)體對(duì)恐懼刺激更加敏感,容易出現(xiàn)過度的恐懼和焦慮反應(yīng)。早年經(jīng)歷捕食應(yīng)激的大鼠,其海馬與杏仁核之間的神經(jīng)連接增強(qiáng),在恐懼條件反射實(shí)驗(yàn)中表現(xiàn)出更強(qiáng)的恐懼記憶和更快的恐懼反應(yīng)恢復(fù)。3.1.3相關(guān)分子機(jī)制探討早年應(yīng)激對(duì)海馬發(fā)育產(chǎn)生損害的過程涉及多種分子機(jī)制,這些分子機(jī)制相互作用,共同影響著海馬的結(jié)構(gòu)和功能。下丘腦-垂體-腎上腺(HPA)軸的功能失調(diào)是早年應(yīng)激影響海馬發(fā)育的重要分子機(jī)制之一。當(dāng)個(gè)體經(jīng)歷早年應(yīng)激時(shí),HPA軸被過度激活,導(dǎo)致腎上腺皮質(zhì)分泌大量的糖皮質(zhì)激素,如皮質(zhì)酮。長(zhǎng)期高水平的皮質(zhì)酮會(huì)對(duì)海馬神經(jīng)元產(chǎn)生毒性作用,抑制神經(jīng)干細(xì)胞的增殖和分化,誘導(dǎo)神經(jīng)元凋亡。皮質(zhì)酮可以通過與海馬神經(jīng)元上的糖皮質(zhì)激素受體結(jié)合,影響基因表達(dá),導(dǎo)致神經(jīng)保護(hù)因子如腦源性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子(BDNF)的表達(dá)減少,而促凋亡因子如caspase-3的表達(dá)增加,從而促進(jìn)神經(jīng)元凋亡。高水平的皮質(zhì)酮還會(huì)影響神經(jīng)元的能量代謝,導(dǎo)致線粒體功能障礙,進(jìn)一步加重神經(jīng)元的損傷。神經(jīng)遞質(zhì)失衡在早年應(yīng)激對(duì)海馬發(fā)育的影響中也起著重要作用。5-羥色胺(5-HT)作為一種重要的神經(jīng)遞質(zhì),在調(diào)節(jié)情緒、認(rèn)知和神經(jīng)發(fā)育方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。早年應(yīng)激會(huì)導(dǎo)致海馬中5-HT水平下降,5-HT受體表達(dá)異常,從而影響海馬神經(jīng)元的活動(dòng)和可塑性。研究表明,早年經(jīng)歷母嬰分離應(yīng)激的大鼠,其海馬中5-HT的合成和釋放減少,5-HT1A受體表達(dá)上調(diào),5-HT2A受體表達(dá)下調(diào),這些變化會(huì)影響神經(jīng)元之間的信號(hào)傳遞,導(dǎo)致海馬功能受損。多巴胺(DA)也是一種與情緒和認(rèn)知密切相關(guān)的神經(jīng)遞質(zhì),早年應(yīng)激會(huì)改變海馬中DA的水平和受體表達(dá),影響海馬的學(xué)習(xí)和記憶功能。早年經(jīng)歷早期生活限制應(yīng)激的小鼠,其海馬中DA水平降低,D1和D2受體表達(dá)異常,在Morris水迷宮實(shí)驗(yàn)中表現(xiàn)出空間學(xué)習(xí)和記憶能力下降。早年應(yīng)激還會(huì)引起海馬中炎癥反應(yīng)和氧化應(yīng)激增加,進(jìn)而損害海馬的發(fā)育。炎癥反應(yīng)會(huì)導(dǎo)致海馬中炎癥因子如腫瘤壞死因子-α(TNF-α)、白細(xì)胞介素-1β(IL-1β)等的表達(dá)升高,這些炎癥因子會(huì)破壞神經(jīng)元的正常功能,抑制神經(jīng)發(fā)生。研究發(fā)現(xiàn),早年經(jīng)歷捕食應(yīng)激的大鼠,其海馬中TNF-α和IL-1β的表達(dá)顯著增加,神經(jīng)干細(xì)胞的增殖和分化受到抑制。氧化應(yīng)激會(huì)導(dǎo)致海馬中活性氧(ROS)和活性氮(RNS)的產(chǎn)生增加,這些物質(zhì)會(huì)氧化損傷神經(jīng)元的脂質(zhì)、蛋白質(zhì)和DNA,導(dǎo)致神經(jīng)元功能障礙和凋亡。早年經(jīng)歷母嬰分離應(yīng)激的小鼠,其海馬中ROS和RNS水平升高,抗氧化酶如超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)的活性降低,神經(jīng)元受到氧化損傷。此外,表觀遺傳修飾在早年應(yīng)激對(duì)海馬發(fā)育的影響中也扮演著重要角色。DNA甲基化、組蛋白修飾等表觀遺傳修飾方式可以在不改變DNA序列的情況下,調(diào)控基因的表達(dá)。早年應(yīng)激會(huì)導(dǎo)致海馬中某些基因的表觀遺傳修飾發(fā)生改變,從而影響其表達(dá)水平。研究表明,早年經(jīng)歷母嬰分離應(yīng)激的大鼠,其海馬中BDNF基因啟動(dòng)子區(qū)域的DNA甲基化水平升高,導(dǎo)致BDNF表達(dá)減少,進(jìn)而影響神經(jīng)發(fā)生和突觸可塑性。組蛋白修飾如組蛋白H3賴氨酸9的甲基化(H3K9me)和組蛋白H3賴氨酸27的乙?;℉3K27ac)也會(huì)在早年應(yīng)激后發(fā)生改變,影響相關(guān)基因的表達(dá),參與早年應(yīng)激對(duì)海馬發(fā)育的影響。3.2慢性應(yīng)激的影響3.2.1慢性應(yīng)激動(dòng)物模型及特點(diǎn)慢性應(yīng)激動(dòng)物模型在研究應(yīng)激對(duì)生物體的長(zhǎng)期影響中扮演著至關(guān)重要的角色,它為深入探究慢性應(yīng)激相關(guān)疾病的發(fā)病機(jī)制和治療方法提供了有力的工具。目前,常用的慢性應(yīng)激動(dòng)物模型主要包括慢性不可預(yù)測(cè)溫和應(yīng)激(CUMS)模型、慢性束縛應(yīng)激模型等,這些模型各自具有獨(dú)特的特點(diǎn)和構(gòu)建要點(diǎn)。慢性不可預(yù)測(cè)溫和應(yīng)激(CUMS)模型是一種應(yīng)用極為廣泛的慢性應(yīng)激動(dòng)物模型,其最大的特點(diǎn)在于模擬了人類日常生活中所面臨的多種不可預(yù)測(cè)的輕度應(yīng)激源,使實(shí)驗(yàn)動(dòng)物長(zhǎng)期處于一種不確定的應(yīng)激環(huán)境中,從而更貼近人類慢性應(yīng)激的實(shí)際情況。該模型通常對(duì)大鼠或小鼠連續(xù)施加28天的不可預(yù)測(cè)溫和應(yīng)激,每天隨機(jī)采用兩種不同的應(yīng)激方式,主要的應(yīng)激因子包括通宵照明、夾尾、濕籠、擁擠、冰水游泳、禁水禁食等。為了減少壓力源的可預(yù)測(cè)性,各種壓力條件以半隨機(jī)的順序施加,除了每次持續(xù)10分鐘的電足電擊,其他壓力條件均持續(xù)22小時(shí),在整個(gè)實(shí)驗(yàn)方案中,動(dòng)物將多次經(jīng)歷每種壓力條件,次數(shù)在3至4次之間。這種多樣化且不可預(yù)測(cè)的應(yīng)激方式能夠有效地誘導(dǎo)動(dòng)物產(chǎn)生類似人類抑郁、焦慮等精神癥狀,同時(shí)也會(huì)對(duì)動(dòng)物的認(rèn)知功能產(chǎn)生明顯的影響。研究表明,經(jīng)過CUMS處理的大鼠在糖水偏好實(shí)驗(yàn)中,對(duì)糖水的偏好度顯著降低,表現(xiàn)出快感缺失的癥狀,這是抑郁癥的核心癥狀之一;在曠場(chǎng)實(shí)驗(yàn)中,大鼠的活動(dòng)量明顯減少,探索行為降低,反映出其焦慮和抑郁的情緒狀態(tài)。慢性束縛應(yīng)激模型則主要通過限制動(dòng)物的活動(dòng)來造成心理壓力,模擬人類在長(zhǎng)期生活中受到限制和束縛的情況。在實(shí)驗(yàn)中,將大鼠或小鼠放置在特制的束縛裝置中,如束縛筒或狹窄的籠子,每天固定時(shí)間束縛數(shù)小時(shí),持續(xù)一定天數(shù)。束縛的時(shí)間和強(qiáng)度可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康倪M(jìn)行調(diào)整,一般來說,每天束縛6-12小時(shí),持續(xù)2-4周。這種模型的優(yōu)點(diǎn)是應(yīng)激因素相對(duì)單一,易于操作和控制,能夠較為穩(wěn)定地誘導(dǎo)動(dòng)物產(chǎn)生應(yīng)激反應(yīng)。然而,其不足之處在于模型穩(wěn)定性相對(duì)較差,受試動(dòng)物在長(zhǎng)時(shí)間的束縛過程中可能會(huì)逐漸產(chǎn)生適應(yīng),導(dǎo)致后期癥狀出現(xiàn)自發(fā)改善的情況。研究發(fā)現(xiàn),慢性束縛應(yīng)激會(huì)導(dǎo)致大鼠的體重增長(zhǎng)緩慢,血清中皮質(zhì)酮水平升高,同時(shí)在行為學(xué)測(cè)試中表現(xiàn)出焦慮和抑郁樣行為增加,如在高架十字迷宮實(shí)驗(yàn)中,進(jìn)入開放臂的次數(shù)減少,停留時(shí)間縮短,表明其焦慮情緒增強(qiáng)。與其他應(yīng)激模型相比,CUMS模型和慢性束縛應(yīng)激模型各有優(yōu)劣。CUMS模型的優(yōu)勢(shì)在于能夠模擬人類日常生活中的多種應(yīng)激源,更全面地反映慢性應(yīng)激的復(fù)雜性,其誘導(dǎo)的精神癥狀和認(rèn)知功能障礙與人類慢性應(yīng)激相關(guān)疾病更為相似,因此在研究抑郁癥、焦慮癥等精神疾病的發(fā)病機(jī)制和治療方法方面具有較高的應(yīng)用價(jià)值。然而,該模型的構(gòu)建過程相對(duì)復(fù)雜,需要多種應(yīng)激因素的組合和隨機(jī)施加,對(duì)實(shí)驗(yàn)條件和操作要求較高,且不同實(shí)驗(yàn)室之間的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可能存在一定的差異。慢性束縛應(yīng)激模型的優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)單,應(yīng)激因素易于控制,實(shí)驗(yàn)結(jié)果相對(duì)穩(wěn)定,適合用于研究應(yīng)激對(duì)生理指標(biāo)和特定行為的影響。但其局限性在于應(yīng)激因素較為單一,不能完全模擬人類慢性應(yīng)激的多樣性,且動(dòng)物容易產(chǎn)生適應(yīng),可能會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。在選擇慢性應(yīng)激動(dòng)物模型時(shí),研究人員需要根據(jù)具體的研究目的、實(shí)驗(yàn)條件和需求,綜合考慮各種模型的特點(diǎn),選擇最合適的模型進(jìn)行研究。3.2.2對(duì)成年海馬結(jié)構(gòu)和功能的改變慢性應(yīng)激對(duì)成年海馬的結(jié)構(gòu)和功能會(huì)產(chǎn)生顯著的改變,這些改變涉及到海馬的多個(gè)層面,從微觀的樹突棘和突觸可塑性,到宏觀的行為表現(xiàn),都受到了不同程度的影響,進(jìn)而導(dǎo)致認(rèn)知和情緒功能的異常。在樹突棘方面,慢性應(yīng)激會(huì)引起海馬神經(jīng)元樹突棘密度和形態(tài)的改變。樹突棘是神經(jīng)元接收信息的重要結(jié)構(gòu),其密度和形態(tài)的變化直接影響神經(jīng)元之間的突觸連接和信號(hào)傳遞。研究表明,慢性應(yīng)激會(huì)導(dǎo)致海馬CA1區(qū)和CA3區(qū)錐體神經(jīng)元的樹突棘密度降低,樹突分支減少、長(zhǎng)度縮短。通過高爾基染色技術(shù)對(duì)慢性應(yīng)激大鼠的海馬進(jìn)行觀察發(fā)現(xiàn),CA1區(qū)錐體神經(jīng)元的樹突棘數(shù)量明顯減少,且樹突棘的形態(tài)也發(fā)生了改變,表現(xiàn)為短粗型樹突棘增多,細(xì)長(zhǎng)型樹突棘減少,這種變化會(huì)削弱神經(jīng)元之間的突觸聯(lián)系,影響信息的傳遞效率。樹突棘的改變還會(huì)影響突觸后膜上的受體分布和功能,進(jìn)一步影響突觸的可塑性。突觸可塑性是指突觸在形態(tài)和功能上的可調(diào)節(jié)性,它是學(xué)習(xí)和記憶的神經(jīng)生物學(xué)基礎(chǔ)。慢性應(yīng)激會(huì)對(duì)海馬的突觸可塑性產(chǎn)生負(fù)面影響,主要表現(xiàn)為長(zhǎng)時(shí)程增強(qiáng)(LTP)受損和長(zhǎng)時(shí)程抑制(LTD)異常。LTP是指突觸前神經(jīng)元受到高頻刺激后,突觸傳遞效能在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)增強(qiáng)的現(xiàn)象,而LTD則是指突觸傳遞效能在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)減弱的現(xiàn)象。研究發(fā)現(xiàn),慢性應(yīng)激會(huì)抑制海馬CA1區(qū)的LTP誘導(dǎo),使LTP的幅度降低,持續(xù)時(shí)間縮短。在慢性應(yīng)激大鼠的海馬腦片上進(jìn)行電生理記錄,發(fā)現(xiàn)給予高頻刺激后,CA1區(qū)的場(chǎng)興奮性突觸后電位(fEPSP)斜率增加不明顯,表明LTP的誘導(dǎo)受到了抑制。慢性應(yīng)激還會(huì)導(dǎo)致LTD的異常增強(qiáng),使突觸傳遞效能過度減弱。這種LTP和LTD的失衡會(huì)破壞海馬的正常功能,導(dǎo)致學(xué)習(xí)和記憶能力下降。在行為學(xué)方面,慢性應(yīng)激會(huì)導(dǎo)致動(dòng)物出現(xiàn)明顯的認(rèn)知和情緒障礙。在認(rèn)知功能方面,慢性應(yīng)激會(huì)損害動(dòng)物的學(xué)習(xí)和記憶能力。Morris水迷宮實(shí)驗(yàn)是常用的評(píng)估動(dòng)物空間學(xué)習(xí)和記憶能力的實(shí)驗(yàn)方法,在該實(shí)驗(yàn)中,慢性應(yīng)激的大鼠尋找隱藏平臺(tái)的潛伏期明顯延長(zhǎng),錯(cuò)誤次數(shù)增加,表明其空間學(xué)習(xí)和記憶能力受到了損害。慢性應(yīng)激還會(huì)影響動(dòng)物的工作記憶和情景記憶能力,在八臂迷宮實(shí)驗(yàn)和物體識(shí)別實(shí)驗(yàn)中,慢性應(yīng)激的動(dòng)物表現(xiàn)出工作記憶和情景記憶的缺陷。在情緒方面,慢性應(yīng)激會(huì)導(dǎo)致動(dòng)物出現(xiàn)焦慮和抑郁樣行為。在高架十字迷宮實(shí)驗(yàn)中,慢性應(yīng)激的大鼠進(jìn)入開放臂的次數(shù)減少,停留時(shí)間縮短,表現(xiàn)出明顯的焦慮情緒。在強(qiáng)迫游泳實(shí)驗(yàn)和懸尾實(shí)驗(yàn)中,慢性應(yīng)激的大鼠不動(dòng)時(shí)間增加,表現(xiàn)出抑郁樣行為。這些情緒障礙的出現(xiàn)與慢性應(yīng)激對(duì)海馬結(jié)構(gòu)和功能的改變密切相關(guān),海馬作為情緒調(diào)節(jié)的重要腦區(qū),其功能受損會(huì)導(dǎo)致情緒調(diào)節(jié)失衡,從而引發(fā)焦慮和抑郁等情緒問題。3.2.3信號(hào)通路及分子變化慢性應(yīng)激下,海馬內(nèi)相關(guān)信號(hào)通路及分子會(huì)發(fā)生一系列復(fù)雜的變化,這些變化在應(yīng)激導(dǎo)致海馬功能損傷的過程中起著關(guān)鍵作用,涉及多條重要的信號(hào)通路和多種關(guān)鍵分子。絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)通路在慢性應(yīng)激對(duì)海馬的影響中扮演著重要角色。MAPK通路是細(xì)胞內(nèi)重要的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路之一,主要包括細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶(ERK)、c-Jun氨基末端激酶(JNK)和p38絲裂原活化蛋白激酶(p38MAPK)三個(gè)亞家族。在正常情況下,MAPK通路參與調(diào)節(jié)細(xì)胞的生長(zhǎng)、分化、增殖和存活等多種生理過程。然而,慢性應(yīng)激會(huì)導(dǎo)致MAPK通路的異常激活。研究表明,慢性應(yīng)激會(huì)使海馬中ERK的磷酸化水平升高,過度激活的ERK會(huì)導(dǎo)致神經(jīng)元的凋亡和損傷。ERK的異常激活還會(huì)影響神經(jīng)元的可塑性相關(guān)蛋白的表達(dá),如腦源性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子(BDNF)等,從而影響突觸的可塑性和神經(jīng)發(fā)生。慢性應(yīng)激也會(huì)導(dǎo)致JNK和p38MAPK的激活,它們的激活會(huì)促進(jìn)炎癥因子的表達(dá),引發(fā)炎癥反應(yīng),進(jìn)一步損傷海馬神經(jīng)元。研究發(fā)現(xiàn),慢性應(yīng)激的大鼠海馬中JNK和p38MAPK的磷酸化水平升高,同時(shí)炎癥因子如腫瘤壞死因子-α(TNF-α)、白細(xì)胞介素-1β(IL-1β)等的表達(dá)也顯著增加。神經(jīng)遞質(zhì)系統(tǒng)在慢性應(yīng)激下也會(huì)發(fā)生明顯變化。5-羥色胺(5-HT)作為一種重要的神經(jīng)遞質(zhì),在調(diào)節(jié)情緒、認(rèn)知和神經(jīng)發(fā)育方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。慢性應(yīng)激會(huì)導(dǎo)致海馬中5-HT水平下降,5-HT受體表達(dá)異常。研究表明,慢性應(yīng)激的大鼠海馬中5-HT的合成和釋放減少,5-HT1A受體表達(dá)上調(diào),5-HT2A受體表達(dá)下調(diào)。這些變化會(huì)影響神經(jīng)元之間的信號(hào)傳遞,導(dǎo)致情緒調(diào)節(jié)失衡和認(rèn)知功能障礙。多巴胺(DA)也是一種與情緒和認(rèn)知密切相關(guān)的神經(jīng)遞質(zhì),慢性應(yīng)激會(huì)改變海馬中DA的水平和受體表達(dá)。慢性應(yīng)激會(huì)使海馬中DA水平降低,D1和D2受體表達(dá)異常,從而影響海馬的學(xué)習(xí)和記憶功能。研究發(fā)現(xiàn),慢性應(yīng)激的小鼠在Morris水迷宮實(shí)驗(yàn)中表現(xiàn)出空間學(xué)習(xí)和記憶能力下降,同時(shí)其海馬中DA水平降低,D1和D2受體表達(dá)異常。此外,慢性應(yīng)激還會(huì)引起海馬中其他分子的變化,如糖皮質(zhì)激素受體(GR)、BDNF等。GR是調(diào)節(jié)HPA軸負(fù)反饋的關(guān)鍵分子,慢性應(yīng)激會(huì)導(dǎo)致海馬中GR的表達(dá)和功能異常。研究表明,慢性應(yīng)激會(huì)使海馬中GR的表達(dá)下降,導(dǎo)致HPA軸的負(fù)反饋調(diào)節(jié)功能失調(diào),糖皮質(zhì)激素持續(xù)高水平分泌,進(jìn)一步加重海馬的損傷。BDNF是一種重要的神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子,對(duì)神經(jīng)元的存活、生長(zhǎng)、分化和突觸可塑性具有重要作用。慢性應(yīng)激會(huì)導(dǎo)致海馬中BDNF的表達(dá)減少,影響神經(jīng)發(fā)生和突觸可塑性。研究發(fā)現(xiàn),慢性應(yīng)激的大鼠海馬中BDNF的mRNA和蛋白表達(dá)水平均顯著降低,同時(shí)神經(jīng)干細(xì)胞的增殖和分化受到抑制,突觸可塑性受損。四、Nectins分子在海馬環(huán)路發(fā)育和可塑性中的作用4.1Nectins分子在海馬的表達(dá)與分布Nectins分子在海馬的表達(dá)與分布呈現(xiàn)出復(fù)雜而有序的模式,這對(duì)于理解海馬的正常發(fā)育和功能至關(guān)重要。研究表明,Nectin1主要分布于嚙齒類動(dòng)物海馬、海馬旁回、內(nèi)側(cè)前額葉皮質(zhì)(mPFC)、內(nèi)側(cè)內(nèi)嗅皮質(zhì)(MEC)等腦區(qū)神經(jīng)元。在海馬中,Nectin1的表達(dá)在不同發(fā)育階段存在差異。在胚胎期,Nectin1開始在海馬原基中表達(dá),隨著胚胎發(fā)育的進(jìn)行,其表達(dá)逐漸增強(qiáng)。在出生后的早期階段,Nectin1在海馬的多個(gè)區(qū)域均有較高水平的表達(dá),尤其是在齒狀回和CA3區(qū),這與海馬在這一時(shí)期的快速發(fā)育和神經(jīng)環(huán)路的形成密切相關(guān)。隨著年齡的增長(zhǎng),Nectin1的表達(dá)在海馬中的分布逐漸發(fā)生變化,在成年海馬中,其在CA1區(qū)的表達(dá)相對(duì)較高,而在齒狀回和CA3區(qū)的表達(dá)有所下降。這種表達(dá)模式的變化可能與海馬在不同發(fā)育階段的功能需求有關(guān),在早期發(fā)育階段,Nectin1可能主要參與海馬神經(jīng)元的遷移、分化和突觸的初步形成;而在成年階段,其可能更多地參與維持海馬突觸的穩(wěn)定性和可塑性。動(dòng)物海馬、mPFC區(qū)興奮性錐體神經(jīng)元與抑制性中間神經(jīng)元均有Nectin3蛋白的表達(dá)。在海馬中,Nectin3的表達(dá)同樣具有發(fā)育階段特異性。在胚胎期,Nectin3在海馬中的表達(dá)水平較低,但隨著發(fā)育的推進(jìn),其表達(dá)逐漸增加。在出生后的早期,Nectin3在海馬的各個(gè)亞區(qū)均有廣泛表達(dá),且在齒狀回和CA3區(qū)的表達(dá)尤為明顯。在成年海馬中,Nectin3在CA1、CA3和齒狀回等區(qū)域均維持著一定水平的表達(dá),且在不同類型的神經(jīng)元中均有分布。研究發(fā)現(xiàn),Nectin3在海馬的興奮性錐體神經(jīng)元和抑制性中間神經(jīng)元中的表達(dá)可能具有不同的功能意義。在興奮性錐體神經(jīng)元中,Nectin3可能通過與Nectin1等分子相互作用,參與突觸的形成和可塑性調(diào)節(jié),影響神經(jīng)元之間的信息傳遞;而在抑制性中間神經(jīng)元中,Nectin3的表達(dá)可能與抑制性突觸的功能維持和調(diào)節(jié)有關(guān),對(duì)海馬神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的平衡和穩(wěn)定起著重要作用。Nectin2在海馬中的表達(dá)相對(duì)較為特殊,Nectin-2α在小鼠神經(jīng)元和星形膠質(zhì)細(xì)胞中均有表達(dá),而Nectin-2β則選擇性地表達(dá)在星形膠質(zhì)細(xì)胞。在海馬發(fā)育過程中,Nectin-2α在胚胎期就開始在海馬的神經(jīng)干細(xì)胞和早期分化的神經(jīng)元中表達(dá),隨著發(fā)育的進(jìn)行,其在神經(jīng)元和星形膠質(zhì)細(xì)胞中的表達(dá)逐漸穩(wěn)定。Nectin-2β則在星形膠質(zhì)細(xì)胞的分化過程中逐漸出現(xiàn)表達(dá),且在成年海馬的星形膠質(zhì)細(xì)胞中持續(xù)表達(dá)。Nectin2在海馬中的這種表達(dá)模式表明其在神經(jīng)元和星形膠質(zhì)細(xì)胞之間的相互作用以及海馬微環(huán)境的維持中可能發(fā)揮著重要作用。星形膠質(zhì)細(xì)胞通過表達(dá)Nectin-2β,可能與神經(jīng)元上的Nectin-2α相互作用,參與調(diào)節(jié)神經(jīng)元的代謝、營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)以及突觸的形成和功能。在海馬受到損傷或應(yīng)激時(shí),Nectin2的表達(dá)可能會(huì)發(fā)生改變,從而影響海馬的修復(fù)和功能恢復(fù)。4.2對(duì)海馬神經(jīng)環(huán)路形成的影響4.2.1參與突觸連接和黏著連接的機(jī)制Nectins分子在海馬神經(jīng)環(huán)路形成過程中,對(duì)突觸連接和黏著連接的構(gòu)建起著關(guān)鍵作用,其獨(dú)特的分子作用機(jī)制為神經(jīng)元之間穩(wěn)定且高效的連接提供了基礎(chǔ)。Nectins蛋白以單體平行對(duì)齊方式先形成同順式二聚體,之后再形成反式二聚體。順式二聚體以與細(xì)胞膜相對(duì)的作用方式形成反平行定位,反式二聚體則形成復(fù)雜交錯(cuò)的蛋白交聯(lián),從而確保強(qiáng)有力的黏附活性。在海馬神經(jīng)元中,這種二聚體的形成模式尤為重要。在海馬的CA1區(qū),突觸前膜的Nectin1與突觸后膜的Nectin3通過形成同/反式二聚體,建立起軸突-樹突黏附。這種黏附作用為突觸連接的形成提供了最初的分子基礎(chǔ),使得神經(jīng)元之間能夠建立起初步的聯(lián)系。研究表明,當(dāng)Nectin1或Nectin3的表達(dá)受到抑制時(shí),海馬CA1區(qū)的突觸數(shù)量明顯減少,突觸傳遞效能降低,這充分說明了Nectins分子在突觸連接形成中的不可或缺性。Nectins蛋白可獨(dú)立發(fā)揮作用,也可與Cadherins等其他黏附分子一起參與黏著連接的形成。在海馬神經(jīng)環(huán)路的形成過程中,Nectins蛋白首先形成相對(duì)較弱的細(xì)胞黏附,之后募集大量的Cadherins分子進(jìn)入突觸,進(jìn)而形成較為牢固的黏著連接。在齒狀回,Nectins分子與Cadherins分子協(xié)同作用,共同參與神經(jīng)元之間黏著連接的形成。研究發(fā)現(xiàn),在缺乏Nectins分子的情況下,雖然Cadherins分子仍能部分參與黏著連接的形成,但連接的穩(wěn)定性和強(qiáng)度明顯下降,這表明Nectins分子在黏著連接的構(gòu)建中起到了重要的啟動(dòng)和協(xié)同作用。與Cadherins分子作用機(jī)制類似,Nectins可通過激活Rho家族GTP酶,包括Rac和Cdc42,也可激活Ras家族GTP酶Rapl,進(jìn)而結(jié)合afadin蛋白,連接actin細(xì)胞骨架蛋白。在海馬神經(jīng)元中,這種信號(hào)傳導(dǎo)通路的激活對(duì)于維持突觸連接和黏著連接的穩(wěn)定性至關(guān)重要。Rac和Cdc42的激活可以調(diào)節(jié)細(xì)胞骨架的重組,使神經(jīng)元的形態(tài)和結(jié)構(gòu)能夠適應(yīng)神經(jīng)環(huán)路形成的需要。Rapl的激活則可以進(jìn)一步增強(qiáng)Nectins與afadin蛋白的結(jié)合,從而穩(wěn)定細(xì)胞間的連接。研究表明,當(dāng)Rho家族GTP酶或Ras家族GTP酶的活性受到抑制時(shí),Nectins分子參與的突觸連接和黏著連接會(huì)受到破壞,海馬神經(jīng)環(huán)路的形成也會(huì)受到嚴(yán)重影響。4.2.2對(duì)神經(jīng)環(huán)路導(dǎo)向和定位的作用Nectins分子在海馬神經(jīng)環(huán)路的導(dǎo)向和定位過程中發(fā)揮著不可或缺的作用,其對(duì)軸突生長(zhǎng)、神經(jīng)元遷移的精確調(diào)控,為神經(jīng)環(huán)路的正確構(gòu)建和功能發(fā)揮奠定了基礎(chǔ)。在軸突生長(zhǎng)方面,Nectins分子能夠引導(dǎo)軸突沿著特定的路徑生長(zhǎng),確保其準(zhǔn)確地到達(dá)靶細(xì)胞,從而形成正確的神經(jīng)連接。在海馬發(fā)育過程中,Nectin1和Nectin3在軸突的生長(zhǎng)錐部位高度表達(dá),它們通過與細(xì)胞外基質(zhì)中的其他分子相互作用,為軸突的生長(zhǎng)提供了方向指引。研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)Nectin1或Nectin3的功能受到抑制時(shí),海馬神經(jīng)元的軸突生長(zhǎng)出現(xiàn)異常,表現(xiàn)為軸突生長(zhǎng)方向紊亂、生長(zhǎng)速度減慢,甚至無法到達(dá)靶細(xì)胞。這表明Nectins分子在軸突生長(zhǎng)導(dǎo)向中起著關(guān)鍵作用,它們能夠感知細(xì)胞外環(huán)境中的信號(hào),引導(dǎo)軸突朝著正確的方向延伸。Nectins分子還參與了神經(jīng)元遷移過程,對(duì)神經(jīng)元在海馬中的精確定位至關(guān)重要。在海馬的發(fā)育早期,神經(jīng)元需要從神經(jīng)干細(xì)胞所在的區(qū)域遷移到特定的位置,以形成有序的神經(jīng)結(jié)構(gòu)。Nectins分子通過與周圍細(xì)胞表面的分子相互作用,為神經(jīng)元的遷移提供了動(dòng)力和方向。在齒狀回的發(fā)育過程中,新生的神經(jīng)元通過表達(dá)Nectins分子,與周圍的膠質(zhì)細(xì)胞和其他神經(jīng)元建立聯(lián)系,從而沿著特定的路徑遷移到齒狀回的顆粒層。研究表明,當(dāng)Nectins分子的表達(dá)或功能異常時(shí),神經(jīng)元的遷移受到阻礙,導(dǎo)致齒狀回的結(jié)構(gòu)和功能異常。此外,Nectins分子對(duì)海馬神經(jīng)環(huán)路的定位也有著重要影響。它們參與了神經(jīng)元之間的識(shí)別和黏附過程,使得神經(jīng)元能夠準(zhǔn)確地與特定的靶神經(jīng)元建立連接,從而形成特定的神經(jīng)環(huán)路。在海馬的三突觸回路中,Nectin1和Nectin3在不同神經(jīng)元之間的特異性表達(dá),確保了突觸連接的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)Nectins分子的表達(dá)或功能發(fā)生改變時(shí),三突觸回路中的突觸連接出現(xiàn)異常,導(dǎo)致神經(jīng)環(huán)路的功能受損。這表明Nectins分子在神經(jīng)環(huán)路的定位中起著關(guān)鍵作用,它們能夠識(shí)別并結(jié)合特定的神經(jīng)元,促進(jìn)神經(jīng)環(huán)路的正確形成和功能發(fā)揮。4.3對(duì)海馬突觸可塑性的調(diào)控4.3.1與突觸可塑性相關(guān)分子的相互作用Nectins分子與突觸可塑性相關(guān)分子之間存在著復(fù)雜而緊密的相互作用,這些相互作用對(duì)突觸可塑性產(chǎn)生著深遠(yuǎn)的影響,進(jìn)而影響著海馬的學(xué)習(xí)和記憶功能。腦源性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子(BDNF)作為一種在神經(jīng)系統(tǒng)中具有重要作用的神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子,與Nectins分子在突觸可塑性的調(diào)控中存在密切關(guān)聯(lián)。BDNF能夠促進(jìn)神經(jīng)元的存活、生長(zhǎng)和分化,增強(qiáng)突觸的可塑性,在學(xué)習(xí)和記憶過程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。研究發(fā)現(xiàn),Nectins分子可以通過調(diào)節(jié)BDNF的表達(dá)和信號(hào)傳導(dǎo),間接影響突觸可塑性。在海馬神經(jīng)元中,Nectin1和Nectin3的表達(dá)變化會(huì)影響B(tài)DNF的mRNA和蛋白水平。當(dāng)Nectin1或Nectin3的表達(dá)受到抑制時(shí),BDNF的表達(dá)也會(huì)相應(yīng)減少,導(dǎo)致突觸可塑性受損。這可能是因?yàn)镹ectins分子通過與細(xì)胞內(nèi)的信號(hào)分子相互作用,調(diào)節(jié)了BDNF基因的轉(zhuǎn)錄和翻譯過程。Nectins分子還可能影響B(tài)DNF的分泌和釋放,從而影響其在突觸間隙中的濃度,進(jìn)而影響B(tài)DNF與受體的結(jié)合和信號(hào)傳導(dǎo)。Nectins分子與NMDA受體之間也存在著相互作用,共同調(diào)節(jié)突觸可塑性。NMDA受體是一種離子型谷氨酸受體,在突觸可塑性中起著核心作用,尤其是在長(zhǎng)時(shí)程增強(qiáng)(LTP)和長(zhǎng)時(shí)程抑制(LTD)的誘導(dǎo)和維持中。研究表明,Nectin1和Nectin3可以與NMDA受體的亞基相互作用,調(diào)節(jié)其在突觸后膜上的定位和功能。在海馬CA1區(qū),Nectin1和Nectin3與NMDA受體的NR1和NR2亞基存在物理結(jié)合,這種結(jié)合能夠穩(wěn)定NMDA受體在突觸后膜上的位置,增強(qiáng)其對(duì)谷氨酸的敏感性,從而促進(jìn)LTP的誘導(dǎo)。當(dāng)Nectins分子的表達(dá)或功能受到抑制時(shí),NMDA受體在突觸后膜上的定位發(fā)生改變,其功能也受到影響,導(dǎo)致LTP的誘導(dǎo)和維持出現(xiàn)障礙,進(jìn)而影響突觸可塑性和學(xué)習(xí)記憶能力。此外,Nectins分子還可能與其他與突觸可塑性相關(guān)的分子相互作用,如神經(jīng)遞質(zhì)、細(xì)胞骨架蛋白等。在神經(jīng)遞質(zhì)方面,Nectins分子可能影響神經(jīng)遞質(zhì)的釋放和攝取,從而調(diào)節(jié)突觸傳遞的效率。在海馬中,Nectins分子的異常表達(dá)可能導(dǎo)致谷氨酸等興奮性神經(jīng)遞質(zhì)的釋放異常,影響突觸后神經(jīng)元的興奮性和可塑性。在細(xì)胞骨架蛋白方面,Nectins分子通過激活Rho家族GTP酶和Ras家族GTP酶,進(jìn)而結(jié)合afadin蛋白,連接actin細(xì)胞骨架蛋白,這一過程不僅參與了突觸連接和黏著連接的形成,還可能影響細(xì)胞骨架的動(dòng)態(tài)變化,從而對(duì)突觸可塑性產(chǎn)生影響。研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)Rho家族GTP酶或Ras家族GTP酶的活性受到抑制時(shí),細(xì)胞骨架的重組受到阻礙,突觸可塑性也會(huì)受到明顯影響。4.3.2在長(zhǎng)時(shí)程增強(qiáng)(LTP)和長(zhǎng)時(shí)程抑制(LTD)中的角色長(zhǎng)時(shí)程增強(qiáng)(LTP)和長(zhǎng)時(shí)程抑制(LTD)作為突觸可塑性的兩種重要表現(xiàn)形式,在學(xué)習(xí)和記憶過程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用,而Nectins分子在這兩個(gè)過程中扮演著不可或缺的角色,對(duì)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和突觸效能產(chǎn)生著重要影響。在LTP過程中,Nectins分子通過多種機(jī)制參與信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo),影響突觸效能。研究表明,Nectin1和Nectin3在LTP的誘導(dǎo)和維持中起著重要作用。在海馬CA1區(qū),高頻刺激誘導(dǎo)LTP時(shí),Nectin1和Nectin3的表達(dá)會(huì)發(fā)生動(dòng)態(tài)變化,其在突觸前膜和突觸后膜上的定位也會(huì)發(fā)生改變。這種變化使得Nectin1和Nectin3能夠與其他分子相互作用,促進(jìn)LTP的發(fā)生。Nectin1和Nectin3可以與NMDA受體相互作用,增強(qiáng)NMDA受體的功能,促進(jìn)鈣離子內(nèi)流,進(jìn)而激活一系列與LTP相關(guān)的信號(hào)通路。它們還可以通過激活Rho家族GTP酶和Ras家族GTP酶,調(diào)節(jié)細(xì)胞骨架的重組,使突觸后膜上的AMPA受體數(shù)量增加,增強(qiáng)突觸傳遞效能,從而促進(jìn)LTP的維持。當(dāng)Nectins分子的表達(dá)或功能受到抑制時(shí),LTP的誘導(dǎo)和維持會(huì)受到明顯阻礙,表現(xiàn)為場(chǎng)興奮性突觸后電位(fEPSP)斜率增加不明顯,LTP的幅度降低,持續(xù)時(shí)間縮短。在LTD過程中,Nectins分子同樣參與了信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo),對(duì)突觸效能產(chǎn)生影響。低頻刺激誘導(dǎo)LTD時(shí),Nectins分子的表達(dá)和定位也會(huì)發(fā)生相應(yīng)變化。研究發(fā)現(xiàn),Nectin1和Nectin3的變化會(huì)影響AMPA受體的內(nèi)吞和轉(zhuǎn)運(yùn),從而調(diào)節(jié)突觸后膜上AMPA受體的數(shù)量和功能。在海馬中,Nectins分子通過與相關(guān)分子的相互作用,促進(jìn)AMPA受體的內(nèi)吞,使突觸后膜上AMPA受體的數(shù)量減少,從而降低突觸傳遞效能,導(dǎo)致LTD的發(fā)生。當(dāng)Nectins分子的表達(dá)或功能異常時(shí),LTD的誘導(dǎo)和維持也會(huì)受到影響,表現(xiàn)為AMPA受體的內(nèi)吞受阻,突觸傳遞效能不能有效降低,進(jìn)而影響LTD的正常發(fā)生。Nectins分子在LTP和LTD過程中的作用還與其他因素相互關(guān)聯(lián)。BDNF、NMDA受體等分子與Nectins分子共同參與了LTP和LTD的調(diào)節(jié)。BDNF可以通過調(diào)節(jié)Nectins分子的表達(dá)和功能,影響LTP和LTD的發(fā)生。當(dāng)BDNF水平降低時(shí),Nectins分子的表達(dá)也會(huì)受到影響,進(jìn)而影響LTP和LTD的誘導(dǎo)和維持。NMDA受體與Nectins分子的相互作用在LTP和LTD中也起著關(guān)鍵作用,它們共同調(diào)節(jié)鈣離子內(nèi)流和相關(guān)信號(hào)通路的激活,從而影響突觸可塑性。五、應(yīng)激與Nectins分子的交互作用機(jī)制5.1Nectin-afadin系統(tǒng)與應(yīng)激信號(hào)通路的關(guān)聯(lián)Nectin-afadin系統(tǒng)與應(yīng)激信號(hào)通路之間存在著復(fù)雜而緊密的關(guān)聯(lián),這種關(guān)聯(lián)在神經(jīng)生物學(xué)過程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用,尤其是在應(yīng)激狀態(tài)下對(duì)海馬環(huán)路的影響方面。促腎上腺皮質(zhì)激素釋放激素(CRH)-促腎上腺皮質(zhì)激素釋放激素受體1(CRHR1)系統(tǒng)作為應(yīng)激反應(yīng)的核心信號(hào)通路之一,與Nectin-afadin系統(tǒng)存在著顯著的交互作用。研究表明,在早年應(yīng)激的動(dòng)物模型中,CRH-CRHR1系統(tǒng)的激活會(huì)導(dǎo)致海馬中Nectin3水平的下降。產(chǎn)后應(yīng)激的成年小鼠海馬Nectin3水平降低,而這種降低可以通過CRHR1失活來減弱,相反,前腦神經(jīng)元中CRH的過表達(dá)則可模擬這種降低效應(yīng)。這表明CRH-CRHR1信號(hào)通路的異常激活可能通過下調(diào)Nectin3的表達(dá),進(jìn)而影響海馬的結(jié)構(gòu)和功能。進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn),急性應(yīng)激會(huì)動(dòng)態(tài)降低海馬Nectin3水平,這一過程涉及CRH-CRHR1信號(hào)傳導(dǎo),但與糖皮質(zhì)激素受體無關(guān)。這提示CRH-CRHR1系統(tǒng)對(duì)Nectin3的調(diào)節(jié)可能是一種獨(dú)立于糖皮質(zhì)激素的作用機(jī)制,為深入理解應(yīng)激對(duì)海馬的影響提供了新的視角。從分子機(jī)制角度來看,CRH-CRHR1系統(tǒng)可能通過影響Nectin-afadin系統(tǒng)的相關(guān)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過程,來實(shí)現(xiàn)對(duì)Nectin3表達(dá)的調(diào)控。Nectin-afadin系統(tǒng)可通過激活Rho家族GTP酶(包括Rac和Cdc42)以及Ras家族GTP酶Rapl,進(jìn)而結(jié)合afadin蛋白,連接actin細(xì)胞骨架蛋白,參與細(xì)胞間連接的形成和調(diào)節(jié)。CRH-CRHR1系統(tǒng)的激活可能干擾了這一信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過程,導(dǎo)致Nectin3與afadin蛋白的結(jié)合異常,或者影響了Nectin3在細(xì)胞內(nèi)的轉(zhuǎn)運(yùn)和定位,最終導(dǎo)致其表達(dá)水平下降。CRH-CRHR1系統(tǒng)的激活可能會(huì)激活下游的一些激酶,這些激酶可能會(huì)磷酸化Nectin-afadin系統(tǒng)中的某些關(guān)鍵分子,從而改變其活性和功能。當(dāng)CRH-CRHR1系統(tǒng)被激活時(shí),可能會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)的ERK、JNK等激酶的活性改變,這些激酶可以磷酸化Nectin3或afadin蛋白,影響它們之間的相互作用以及與其他信號(hào)分子的結(jié)合,從而影響Nectin-afadin系統(tǒng)的正常功能。除了CRH-CRHR1系統(tǒng),其他應(yīng)激相關(guān)信號(hào)通路也可能與Nectin-afadin系統(tǒng)存在關(guān)聯(lián)。下丘腦-垂體-腎上腺(HPA)軸在應(yīng)激反應(yīng)中起著重要作用,其分泌的糖皮質(zhì)激素對(duì)海馬的結(jié)構(gòu)和功能有著深遠(yuǎn)影響。研究表明,糖皮質(zhì)激素可能通過影響Nectin-afadin系統(tǒng)的表達(dá)和功能,參與應(yīng)激對(duì)海馬的作用。在慢性應(yīng)激狀態(tài)下,糖皮質(zhì)激素水平持續(xù)升高,可能會(huì)抑制Nectin1和Nectin3等分子的表達(dá),影響突觸連接和神經(jīng)元可塑性。糖皮質(zhì)激素還可能影響afadin蛋白的表達(dá)和活性,從而干擾Nectin-afadin系統(tǒng)的正常功能。研究發(fā)現(xiàn),長(zhǎng)期給予糖皮質(zhì)激素會(huì)導(dǎo)致海馬中afadin蛋白的表達(dá)下降,使Nectin-afadin系統(tǒng)的穩(wěn)定性降低,進(jìn)而影響海馬神經(jīng)環(huán)路的發(fā)育和可塑性。絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)通路作為細(xì)胞內(nèi)重要的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路,也可能與Nectin-afadin系統(tǒng)在應(yīng)激過程中相互作用。在應(yīng)激狀態(tài)下,MAPK通路中的ERK、JNK和p38MAPK等亞家族會(huì)被激活。這些激酶的激活可能會(huì)影響Nectin-afadin系統(tǒng)的功能。ERK的激活可能會(huì)調(diào)節(jié)Nectin3的表達(dá)和磷酸化水平,影響其與afadin蛋白的結(jié)合以及在細(xì)胞內(nèi)的定位。研究表明,在應(yīng)激誘導(dǎo)的神經(jīng)元損傷模型中,抑制ERK的活性可以部分恢復(fù)Nectin3的表達(dá)和功能,提示ERK可能在應(yīng)激對(duì)Nectin-afadin系統(tǒng)的影響中發(fā)揮著重要作用。JNK和p38MAPK的激活可能會(huì)導(dǎo)致炎癥因子的表達(dá)增加,炎癥反應(yīng)可能會(huì)進(jìn)一步影響Nectin-afadin系統(tǒng)的穩(wěn)定性和功能。在炎癥狀態(tài)下,Nectin-afadin系統(tǒng)中的分子可能會(huì)受到炎癥因子的修飾,導(dǎo)致其功能異常,進(jìn)而影響海馬神經(jīng)環(huán)路的正常功能。5.2應(yīng)激對(duì)Nectins分子表達(dá)和功能的調(diào)節(jié)不同類型的應(yīng)激對(duì)Nectins分子的表達(dá)和功能有著復(fù)雜且多樣的調(diào)節(jié)作用,這些調(diào)節(jié)作用在分子水平上涉及基因轉(zhuǎn)錄、蛋白翻譯以及蛋白修飾等多個(gè)環(huán)節(jié),進(jìn)而對(duì)神經(jīng)環(huán)路和行為產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。早年應(yīng)激對(duì)Nectins分子的表達(dá)和功能具有顯著影響。在限制筑窩材料和墊料的早年應(yīng)激范式下,小鼠海馬腦區(qū)Nectin3的表達(dá)發(fā)生改變,進(jìn)而參與了空間學(xué)習(xí)記憶功能的改變。下調(diào)Nectin3蛋白的表達(dá)可模擬此應(yīng)激所致的認(rèn)知損傷,而上調(diào)Nectin3蛋白則可逆轉(zhuǎn)該負(fù)性效應(yīng)。該早年應(yīng)激范式還引起小鼠MEC腦區(qū)Nectin1蛋白的表達(dá)下降,且介導(dǎo)了時(shí)間序列記憶與空間工作記憶能力的損傷。從分子機(jī)制來看,早年應(yīng)激可能通過影響相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子的活性,來調(diào)控Nectin1和Nectin3基因的轉(zhuǎn)錄水平。研究表明,早年應(yīng)激會(huì)導(dǎo)致海馬中一些轉(zhuǎn)錄因子如c-Fos、Jun等的表達(dá)增加,這些轉(zhuǎn)錄因子可能結(jié)合到Nectin1和Nectin3基因的啟動(dòng)子區(qū)域,影響其轉(zhuǎn)錄過程。早年應(yīng)激還可能通過影響mRNA的穩(wěn)定性和翻譯效率,來調(diào)節(jié)Nectin1和Nectin3蛋白的表達(dá)水平。早年應(yīng)激導(dǎo)致的氧化應(yīng)激和炎癥反應(yīng),可能會(huì)影響mRNA結(jié)合蛋白的活性,從而影響Nectin1和Nectin3mRNA的穩(wěn)定性和翻譯效率。慢性應(yīng)激同樣會(huì)對(duì)Nectins分子的表達(dá)和功能產(chǎn)生重要影響。青春期經(jīng)歷慢性社會(huì)不穩(wěn)定應(yīng)激的雄性小鼠,表現(xiàn)出社會(huì)識(shí)別和空間工作記憶能力受損,同時(shí)mPFC區(qū)細(xì)胞膜Nectin3蛋白的表達(dá)水平降低,且與行為表型異常顯著相關(guān)。在慢性應(yīng)激狀態(tài)下,Nectins分子的功能也可能發(fā)生改變。慢性應(yīng)激可能會(huì)影響Nectins分子與其他分子的相互作用,從而影響其在突觸連接和可塑性中的功能。研究表明,慢性應(yīng)激會(huì)導(dǎo)致海馬中Nectin1和Nectin3與afadin蛋白的結(jié)合減少,影響了Nectin-afadin系統(tǒng)的穩(wěn)定性,進(jìn)而影響突觸連接和神經(jīng)元可塑性。慢性應(yīng)激還可能通過影響Nectins分子的磷酸化水平,來調(diào)節(jié)其功能。慢性應(yīng)激會(huì)激活一些蛋白激酶,這些激酶可能會(huì)磷酸化Nectin1和Nectin3,改變其構(gòu)象和活性,從而影響其與其他分子的相互作用和功能。急性應(yīng)激對(duì)Nectins分子的表達(dá)和功能也存在動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)作用。研究發(fā)現(xiàn),急性應(yīng)激會(huì)動(dòng)態(tài)降低海馬Nectin3水平,這一過程涉及CRH-CRHR1信號(hào)傳導(dǎo),但與糖皮質(zhì)激素受體無關(guān)。急性應(yīng)激可能通過CRH-CRHR1信號(hào)通路,快速調(diào)節(jié)Nectin3的表達(dá)水平。CRH-CRHR1信號(hào)通路的激活可能會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)一些信號(hào)分子的變化,進(jìn)而影響Nectin3基因的轉(zhuǎn)錄和蛋白的翻譯。急性應(yīng)激還可能會(huì)影響Nectin3蛋白的穩(wěn)定性和降解速率,從而導(dǎo)致其表達(dá)水平的動(dòng)態(tài)變化。急性應(yīng)激會(huì)激活一些蛋白酶,這些蛋白酶可能會(huì)降解Nectin3蛋白,導(dǎo)致其表達(dá)水平下降。不同應(yīng)激源對(duì)Nectins分子表達(dá)和功能的調(diào)節(jié)存在差異。物理應(yīng)激源如束縛應(yīng)激,可能主要通過激活HPA軸,導(dǎo)致糖皮質(zhì)激素水平升高,進(jìn)而影響Nectins分子的表達(dá)和功能。束縛應(yīng)激會(huì)使海馬中糖皮質(zhì)激素受體的表達(dá)增加,糖皮質(zhì)激素與受體結(jié)合后,可能會(huì)調(diào)節(jié)Nectin1和Nectin3基因的表達(dá)。心理應(yīng)激源如社會(huì)不穩(wěn)定應(yīng)激,可能更多地通過影響神經(jīng)遞質(zhì)系統(tǒng)和神經(jīng)可塑性相關(guān)信號(hào)通路,來調(diào)節(jié)Nectins分子的表達(dá)和功能。社會(huì)不穩(wěn)定應(yīng)激會(huì)導(dǎo)致海馬中5-羥色胺和多巴胺等神經(jīng)遞質(zhì)水平的改變,這些神經(jīng)遞質(zhì)可能會(huì)影響Nectin1和Nectin3的表達(dá)和功能。不同應(yīng)激源的持續(xù)時(shí)間和強(qiáng)度也會(huì)對(duì)Nectins分子的調(diào)節(jié)產(chǎn)生不同的影響。短期高強(qiáng)度的應(yīng)激可能會(huì)導(dǎo)致Nectins分子的表達(dá)和功能迅速發(fā)生改變,而長(zhǎng)期低強(qiáng)度的應(yīng)激則可能會(huì)引起Nectins分子表達(dá)和功能的慢性改變,這些改變可能會(huì)逐漸累積,對(duì)神經(jīng)環(huán)路和行為產(chǎn)生更為深遠(yuǎn)的影響。5.3Nectins分子對(duì)應(yīng)激介導(dǎo)的海馬環(huán)路損傷的代償或加劇作用Nectins分子在應(yīng)激介導(dǎo)的海馬環(huán)路損傷中,可能發(fā)揮著代償或加劇損傷的雙重作用,其具體機(jī)制與Nectins分子的表達(dá)變化、功能改變以及與其他分子的相互作用密切相關(guān)。在某些情況下,Nectins分子可能通過上調(diào)表達(dá)來代償應(yīng)激介導(dǎo)的海馬環(huán)路損傷。研究表明,在早年應(yīng)激模型中,當(dāng)海馬神經(jīng)環(huán)路受到損傷時(shí),Nectin3的表達(dá)可能會(huì)出現(xiàn)適應(yīng)性上調(diào)。在限制筑窩材料和墊料的早年應(yīng)激范式下,雖然該應(yīng)激會(huì)導(dǎo)致小鼠海馬腦區(qū)Nectin3水平下降,但在一定時(shí)間后,機(jī)體可能會(huì)啟動(dòng)代償機(jī)制,使Nectin3的表達(dá)逐漸增加。這種上調(diào)可能是機(jī)體為了維持海馬神經(jīng)環(huán)路的穩(wěn)定性和功能而做出的適應(yīng)性反應(yīng)。Nectin3可以通過增強(qiáng)突觸連接和神經(jīng)元可塑性,來彌補(bǔ)應(yīng)激對(duì)海馬環(huán)路造成的損傷。Nectin3與Nectin1在突觸前膜和突觸后膜形成軸突-樹突黏附,這種黏附作用可以穩(wěn)定突觸結(jié)構(gòu),促進(jìn)神經(jīng)遞質(zhì)的傳遞,從而改善海馬的學(xué)習(xí)和記憶功能。當(dāng)Nectin3表達(dá)上調(diào)時(shí),它可以增加這種黏附作用,使受損的突觸連接得到修復(fù)和增強(qiáng),進(jìn)而代償應(yīng)激介導(dǎo)的海馬環(huán)路損傷。Nectins分子也可能通過與其他分子的協(xié)同作用來代償海馬環(huán)路損傷。Nectins蛋白可與Cadherins等其他黏附分子一起參與黏著連接的形成。在應(yīng)激導(dǎo)致海馬環(huán)路損傷時(shí),Nectins分子可能會(huì)募集更多的Cadherins分子進(jìn)入突觸,增強(qiáng)黏著連接的穩(wěn)定性。在慢性應(yīng)激模型中,雖然慢性應(yīng)激會(huì)導(dǎo)致海馬神經(jīng)元的樹突棘密度降低和突觸可塑性受損,但Nectins分子與Cadherins分子的協(xié)同作用可能會(huì)部分緩解這種損傷。它們可以共同調(diào)節(jié)細(xì)胞骨架的重組,維持突觸的形態(tài)和功能,從而在一定程度上代償應(yīng)激對(duì)海馬環(huán)路的損傷。然而,在另一些情況下,Nectins分子可能會(huì)加劇應(yīng)激介導(dǎo)的海馬環(huán)路損傷。當(dāng)應(yīng)激導(dǎo)致Nectins分子的表達(dá)或功能異常時(shí),可能會(huì)進(jìn)一步破壞海馬神經(jīng)環(huán)路的穩(wěn)定性和可塑性。在早年應(yīng)激模型中,限制筑窩材料和墊料的早年應(yīng)激范式會(huì)引起小鼠MEC腦區(qū)Nectin1蛋白的表達(dá)下降,這種下降會(huì)介導(dǎo)時(shí)間序列記憶與空間工作記憶能力的損傷。Nectin1表達(dá)的減少會(huì)導(dǎo)致其與Nectin3形成的軸突-樹突黏附減弱,從而影響突觸連接和神經(jīng)元可塑性,進(jìn)一步加劇海馬環(huán)路的損傷。應(yīng)激還可能通過影響Nectins分子與其他分子的相互作用,來加劇海馬環(huán)路損傷。在慢性應(yīng)激狀態(tài)下,Nectins分子與afadin蛋白的結(jié)合可能會(huì)減少,影響了Nectin-afadin系統(tǒng)的穩(wěn)定性。Nectin-afadin系統(tǒng)在維持突觸連接和神經(jīng)元可塑性中起著重要作用,當(dāng)該系統(tǒng)的穩(wěn)定性受到破壞時(shí),會(huì)導(dǎo)致突觸連接受損,神經(jīng)元可塑性下降,從而加劇應(yīng)激對(duì)海馬環(huán)路的損傷。慢性應(yīng)激還可能影響Nectins分子與BDNF、NMDA受體等與突觸可塑性相關(guān)分子的相互作用,進(jìn)一步破壞突觸可塑性,加劇海馬環(huán)路損傷。六、研究方法與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)6.1實(shí)驗(yàn)動(dòng)物與模型選擇在本研究中,選擇小鼠和大鼠作為實(shí)驗(yàn)動(dòng)物,主要基于以下多方面的考量。從進(jìn)化角度來看,小鼠和大鼠與人類具有一定的遺傳相似性,其基因序列與人類基因存在較高的同源性。研究表明,小鼠基因組與人類基因組的相似度約為85%,大鼠基因組與人類基因組的相似度也高達(dá)80%以上。這種遺傳相似性使得小鼠和大鼠在生理和病理過程中,能夠在一定程度上模擬人類的反應(yīng),為研究人類應(yīng)激相關(guān)疾病提供了良好的基礎(chǔ)。在生物學(xué)特性方面,小鼠和大鼠具有繁殖周期短、繁殖能力強(qiáng)的特點(diǎn)。小鼠的性周期短,一般為4-5天,妊娠期約19-21天,每胎可產(chǎn)6-15仔;大鼠的性周期為4-5天,妊娠期約21-23天,每胎產(chǎn)仔數(shù)通常在8-12只左右。這使得在短時(shí)間內(nèi)能夠獲得大量的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物,滿足實(shí)驗(yàn)樣本量的需求,同時(shí)也便于進(jìn)行遺傳操作和品系選育。它們體型較小,易于飼養(yǎng)和管理,對(duì)實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地和設(shè)備的要求相對(duì)較低,降低了實(shí)驗(yàn)成本。小鼠和大鼠的行為學(xué)特征也較為豐富,能夠進(jìn)行多種行為學(xué)測(cè)試,如Morris水迷宮實(shí)驗(yàn)、高架十字迷宮實(shí)驗(yàn)、強(qiáng)迫游泳實(shí)驗(yàn)等,這些測(cè)試可以有效地評(píng)估小鼠和大鼠在學(xué)習(xí)、記憶、情緒等方面的功能,為研究應(yīng)激對(duì)海馬環(huán)路發(fā)育和可塑性的影響提供了有力的手段。在構(gòu)建應(yīng)激模型時(shí),針對(duì)早年應(yīng)激,采用母嬰分離模型。具體構(gòu)建方法為,在小鼠或大鼠幼崽出生后的第2天至第14天,每天將幼崽與母鼠分離3-4小時(shí)。在分離期間,將幼崽放置在單獨(dú)的籠子中,籠子保持適宜的溫度(25±1℃)和濕度(50%-60%),并提供充足的食物和水。這種模型能夠模擬人類嬰兒時(shí)期的母愛剝奪,導(dǎo)致幼崽產(chǎn)生早年應(yīng)激反應(yīng)。研究表明,母嬰分離后的幼崽在成年后會(huì)出現(xiàn)焦慮、抑郁樣行為增加,學(xué)習(xí)和記憶能力下降等癥狀,與人類早年應(yīng)激相關(guān)的精神疾病表現(xiàn)相似。對(duì)于慢性應(yīng)激,選擇慢性不可預(yù)測(cè)溫和應(yīng)激(CUMS)模型。該模型通常對(duì)小鼠或大鼠連續(xù)施加28天的不可預(yù)測(cè)溫和應(yīng)激,每天隨機(jī)采用兩種不同的應(yīng)激方式。主要的應(yīng)激因子包括通宵照明、夾尾、濕籠、擁擠、冰水游泳、禁水禁食等。為了減少壓力源的可預(yù)測(cè)性,各種壓力條件以半隨機(jī)的順序施加,除了每次持續(xù)10分鐘的電足電擊,其他壓力條件均持續(xù)22小時(shí),在整個(gè)實(shí)驗(yàn)方案中,動(dòng)物將多次經(jīng)歷每種壓力條件,次數(shù)在3-4次之間。這種模型能夠模擬人類日常生活中所面臨的多種不可預(yù)測(cè)的輕度應(yīng)激源,誘導(dǎo)動(dòng)物產(chǎn)生類似人類抑郁、焦慮等精神癥狀,同時(shí)也會(huì)對(duì)動(dòng)物的認(rèn)知功能產(chǎn)生明顯的影響。6.2實(shí)驗(yàn)技術(shù)與檢測(cè)指標(biāo)在行為學(xué)測(cè)試方面,Morris水迷宮實(shí)驗(yàn)是評(píng)估動(dòng)物空間學(xué)習(xí)和記憶能力的經(jīng)典方法。在實(shí)驗(yàn)中,將小鼠或大鼠放入一個(gè)充滿水的圓形水池中,水池中隱藏著一個(gè)平臺(tái),動(dòng)物需要通過學(xué)習(xí)記憶平臺(tái)的位置來找到它。通過記錄動(dòng)物找到平臺(tái)的潛伏期、游泳路徑、穿越平臺(tái)的次數(shù)等指標(biāo),可以評(píng)估其空間學(xué)習(xí)和記憶能力。在慢性應(yīng)激模型中,慢性應(yīng)激的小鼠在Morris水迷宮實(shí)驗(yàn)中,找到平臺(tái)的潛伏期明顯延長(zhǎng),穿越平臺(tái)的次數(shù)減少,表明其空間學(xué)習(xí)和記憶能力受到了損害。高架十字迷宮實(shí)驗(yàn)主要用于評(píng)估動(dòng)物的焦慮水平

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