大鼠出生后 10 天母体分离诱导抑郁样行为增加及海马树突棘减少但焦虑样行为无变化

【字体: 时间:2025年05月19日 来源:Behavioural Brain Research 2.6

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  为探究神经发育 “敏感期” 对压力敏感性差异,研究人员以雄性长 Evans 大鼠为模型,对比出生后(PND)1 - 9 天(EMS)和 10 - 20 天(LMS)母体分离(MS)影响。发现 LMS 组成年后抑郁样行为增加、海马 CA1 区树突棘密度降低,提示海马树突棘形成是 MS 敏感性关键因素。

  
在生命早期,大脑的发育如同精密搭建的积木,每个阶段都有其独特的 “施工蓝图”。神经发育存在一个 “敏感期”,在此期间,大脑对外部环境刺激高度敏感,尤其是压力体验,可能对未来的心理健康产生深远影响。早期生活压力(Early Life Stress, ELS)如忽视、虐待等,被认为是成年后抑郁、焦虑等精神疾病的重要风险因素。然而,关于 ELS 影响的时间窗,即是否存在特定敏感期,学界尚未完全明确。例如,有研究显示,12 岁前经历 ELS 相比 12 岁后,抑郁风险更高;9 岁前经历 ELS 的抑郁风险也高于 9 岁后。这提示,ELS 的敏感期可能与大脑特定结构的发育阶段相关。

在啮齿类动物研究中,母体分离(Maternal Separation, MS)是模拟 ELS 的经典模型。既往研究发现,MS 会导致成年后抑郁和焦虑样行为增加,但不同研究中 MS 的实施时间和时长差异较大,使得 MS 敏感期的探讨变得复杂。海马作为大脑中与情绪调节、应激反应密切相关的重要脑区,其神经环路发育可能与 MS 敏感性密切相关。在大鼠海马发育过程中,CA1 区(Cornu Ammonis 1 区,海马的一个亚区)的树突棘密度在 PND(Postnatal Day, 出生后天数)10 后迅速增加,至 PND20 达到成年水平。这一关键发育节点是否会影响 MS 的效应?带着这样的疑问,日本研究人员开展了相关研究,旨在明确 MS 敏感期与海马树突棘发育的关联,该研究成果发表在《Behavioural Brain Research》。

研究人员以雄性长 Evans 大鼠为实验对象(排除雌性大鼠以避免发情周期对行为的影响),将同窝幼鼠分为三组:早期母体分离组(Early Maternal Separation, EMS,MS 在 PND1 - 9 期间进行)、晚期母体分离组(Late Maternal Separation, LMS,MS 在 PND10 - 20 期间进行)和对照组。在成年期(PND56 - 75,相当于人类的青年期),评估各组大鼠的抑郁样行为、焦虑样行为,并在 PND75 检测海马 CA1 区的树突棘密度。

研究主要采用了以下关键技术方法:

  • 行为学检测:通过特定行为学实验(如强迫游泳实验等)评估抑郁样行为,通过旷场实验等评估焦虑样行为。
  • 组织学分析:采用高尔基染色技术观察海马 CA1 区锥体细胞的树突棘密度,该技术可特异性标记神经元结构,用于分析树突棘的形态和数量。

MS 未影响成年期营养状态


在 PND56,测量各组大鼠体重,对照组(CTL)为 267.3±4.7 g(n=15),EMS 组为 261.6±5.7 g(n=16),LMS 组为 257.8±7.4 g(n=16)。单因素方差分析显示,三组体重无显著差异(F(2,44)=0.601,p=0.553),表明 MS 在本研究中未对成年大鼠的营养状态产生显著影响。

抑郁样行为在 LMS 组增加,EMS 组无变化


行为学实验结果显示,LMS 组大鼠表现出显著的抑郁样行为增加,而 EMS 组与对照组相比无明显差异。这表明,在 PND10 - 20 期间经历 MS 的大鼠,成年后更易出现抑郁相关行为,提示该时间段可能是 MS 诱导抑郁样行为的敏感期。

LMS 组海马 CA1 区树突棘密度降低


组织学分析发现,LMS 组大鼠海马 CA1 区的树突棘密度显著低于对照组和 EMS 组,而 EMS 组与对照组之间无显著差异。结合海马 CA1 区树突棘在 PND10 后快速发育的特点,这一结果提示,树突棘形成阶段的 MS 可能干扰了海马神经环路的正常发育,进而导致抑郁样行为的发生。

焦虑样行为在各组间无差异


无论是 EMS 组还是 LMS 组,与对照组相比,焦虑样行为均未表现出显著变化。这说明,MS 对焦虑样行为的影响可能与抑郁样行为不同,或敏感期不存在于所研究的时间段内。

综合研究结果,在 PND10 - 20 期间经历 MS 的大鼠,成年后出现抑郁样行为增加和海马 CA1 区树突棘密度降低,而早期 MS(PND1 - 9)无此效应。这表明,大鼠出生后 10 天可能是 MS 诱导抑郁样行为的敏感期,该敏感期与海马 CA1 区树突棘快速形成的时间段重叠。研究结果提示,海马树突棘的发育可能是决定 ELS 敏感性的关键因素,为理解早期压力导致成年精神疾病的神经机制提供了新视角,也为干预策略的开发提供了潜在靶点 —— 即在海马树突棘发育敏感期,可能需要特别关注压力对大脑的影响,以降低成年后抑郁等疾病的风险。

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