生殖经历对中年雌性Wistar大鼠雌二醇与prolame抗抑郁样效应及子宫反应的影响

《Frontiers in Behavioral Neuroscience》：Influence of reproductive experience on the antidepressant-like effect of estradiol and prolame in middle-aged rats

　　

引言：生殖经历可能影响雌激素替代治疗（estrogen replacement therapy, ERT）的抗抑郁作用。在最常用的绝经动物模型——年轻成年卵巢切除大鼠中，prolame可产生雌激素样和抗抑郁样效应，使其成为传统ERT的潜在替代方案。既往研究提示，衰老可抵消雌二醇的抗抑郁样效应，并缩短prolame的抗抑郁作用窗口，使其仅限于卵巢切除后3周。然而，该研究使用的衰老雌性（中年）为退役种鼠，这一因素可能解释其对两种雌激素的抗抑郁反应。因此，本研究旨在确定生殖经历如何影响雌二醇（30 μg/kg）和prolame（60 μg/kg）在中年Wistar大鼠中的抗抑郁样效应。方法：研究人员在卵巢切除后3周，采用强迫游泳试验（forced swim test, FST）评估两种雌激素在未产和经产中年大鼠中的抗抑郁样效应。研究人员还评估了雌激素对子宫重量的影响。结果：研究人员的結果提示，生殖经历赋予应激韧性。prolame而非雌二醇在中年雌性大鼠中产生抗抑郁样效应，无论经产还是未产。雌二醇和prolame治疗均相似地增加子宫重量；然而，未产大鼠子宫对雌激素显示更高敏感性。结论：综上，结果提示prolame可能作为围绝经期或绝经后女性缓解抑郁症状的可行治疗替代方案，并作为ERT的候选药物。

研究背景与问题：自然绝经通常发生于45—55岁，以连续12个月无月经为标志，女性因排卵功能显著下降和月经停止而退出生殖期；围绝经期是中年女性由生殖期向非生殖期过渡的阶段，雌激素水平波动与卵巢功能衰退相关，并伴随潮热、失眠、易怒、性欲下降、认知改变和抑郁等症状。抑郁以悲伤、快感缺失、睡眠异常、内疚感和注意力受损等为特征，是全球女性残疾的主要原因，女性患病率约为男性的两倍，与性别角色压力、卫生服务可及性不平等及性激素差异有关。雌激素波动相关时期被视为抑郁新发或复发的“脆弱窗口”，中年女性尤其可能出现抑郁症状或重度抑郁障碍（major depressive disorder, MDD）复发。围绝经期和绝经期历史上采用ERT缓解潮热、失眠和泌尿生殖道改变；围绝经期和绝经相关抑郁缺乏可缓解中年女性全部症状的特异性药物治疗，ERT被提出作为潜在治疗，但其应用受雌激素类型、女性内分泌状态、雌激素下降后替代治疗启动时机及衰老等因素限制，并存在乳腺癌、子宫内膜癌及血栓栓塞事件风险，因此需要寻找兼顾效益与风险的替代雌激素分子。合成17β-氨基雌激素prolame为雌二醇类似物，其甾体核C₁₇位被氨基醇侧链取代；啮齿类研究显示其可影响子宫和促性腺激素释放，但效力低于天然甾体；与雌二醇的促凝作用不同，prolame具有抗凝作用。动物模型中，双侧卵巢切除可模拟绝经时雌激素下降，FST中急性应激诱导的不动行为可反映行为绝望；中年或老年雌性大鼠较年轻成年大鼠更适合研究围绝经期和绝经期。既往研究显示，雌二醇和prolame在年轻成年大鼠卵巢切除后3周和8周降低不动，而中年大鼠仅prolame在卵巢切除后3周有效；但该中年大鼠为退役种鼠。Walf and Frye提出评估雌二醇对情感行为的影响时应考虑生殖经历，因为交配、妊娠、分娩和哺乳可永久改变母脑；Barha and Galea发现17β-雌二醇、17α-雌二醇和 estrone 可增加中年经产大鼠海马细胞增殖，而对未产大鼠无影响。基于此，本研究旨在确定生殖经历是否影响卵巢切除中年大鼠中雌二醇和prolame的抗抑郁样效应，并分析二者对子宫的营养效应以评估安全性。

研究开展、结论与意义：研究人员使用中年雌性Wistar大鼠，比较未产与经产大鼠在卵巢切除后3周对雌二醇（30 μg/kg）、prolame（60 μg/kg）或载体的反应，采用FST评估抗抑郁样效应，并以开放场试验（open field test, OFT）排除运动活性混杂，同时称量子宫计算子宫指数（uterine index, UI）和归一化子宫指数（normalized uterine index, NUI）。结果提示生殖经历赋予中年大鼠应激韧性；prolame而非雌二醇在中年雌性大鼠中产生抗抑郁样效应，且不依赖经产或未产状态；两种雌激素均增加子宫重量，但未产大鼠子宫对雌激素更敏感。该研究支持prolame作为围绝经期或绝经后女性缓解抑郁症状的可行治疗替代方案及ERT候选药物，并提示在ERT评估中需考虑生殖经历与年龄因素。

主要关键技术方法：动物为15月龄中年雌性Wistar大鼠，来源于Instituto Nacional de Psiquiatría Ramón de la Fuente Mu?iz（INPRFM）动物房；共48只，其中24只未产、24只经产（退役种鼠，曾产3—4窝）；实验经INPRFM伦理委员会批准（No. CEI/C/047/2017）。大鼠行双侧卵巢切除，术后3周按独立分组给予雌二醇（30 μg/kg）、prolame（60 μg/kg）或玉米油载体（1 mL/kg），皮下注射3天。采用FST评估不动、游泳和攀爬行为，OFT检测运动活性，随后处死取子宫称重并计算UI与NUI；统计采用双因素方差分析（two-way ANOVA）和Tukey事后检验。

研究结果：
3.1 强迫游泳试验（forced swim test, FST）：双因素方差分析显示生殖经历和雌激素治疗对FST行为存在主效应，二者无交互作用。经产大鼠较未产大鼠不动行为更少，游泳和攀爬行为更多；prolame较载体降低不动行为并增加游泳行为；雌二醇对不动行为无影响，且雌二醇组攀爬行为低于prolame组。结果表明prolame而非雌二醇在中年大鼠中产生抗抑郁样作用，且该作用不依赖生殖经历；生殖经历提高应激韧性。
3.2 开放场试验（open field test, OFT）：OFT中运动活性不受生殖经历、治疗或二者交互作用影响。结果表明FST中观察到的效应并非由一般运动活性改变所致。
3.3 子宫重量
3.3.1 子宫指数（uterine index, UI）：治疗对UI存在主效应，雌二醇和prolame均较载体增加UI；生殖经历及交互作用无差异。结果表明两种雌激素对子宫组织的作用相似，且不依赖生殖状态。
3.3.2 归一化子宫指数（normalized uterine index, NUI）：生殖经历和治疗对NUI存在主效应，经产大鼠NUI低于未产大鼠，雌二醇和prolame均增加NUI。结果表明未产大鼠子宫对雌激素较经产大鼠更敏感。

讨论部分总结：OFT结果排除了雌二醇和prolame在FST中产生假阳性抗抑郁样效应的可能，说明其行为效应与一般运动活性无关。经产大鼠在FST中不动行为更少，支持生殖经历赋予中年雌性大鼠应激韧性。讨论指出，妊娠和产后阶段免疫、内分泌和神经系统发生持久改变；Barha and Galea等报道中年经产大鼠海马神经发生增加，Barha et al.报道经产大鼠脑源性神经营养因子（brain-derived neurotrophic factor, BDNF）、synaptophysin及未成熟神经元水平较高；Walf and Frye报道经产大鼠在高架十字迷宫开臂停留更久，焦虑样行为较少；Pawluski et al.提示生殖经历可产生针对抑郁和焦虑样行为的韧性，母性暴露、哺乳和拱背养育与游泳行为相关；Workman et al.报道年轻Sprague-Dawley经产大鼠游泳增加、不动减少并促进应激后corticosterone恢复；Estrada-Camarena et al.以氟西汀和地昔帕明证实血清素系统调节游泳、去甲肾上腺素系统调节攀爬，Detke et al.亦支持该行为模式。关于prolame与雌二醇的差异，本研究结果与Hernández-Hernández et al.在中年经产大鼠中的报道一致；Barha and Galea显示雌激素增加海马细胞增殖主要见于经产大鼠；Galea et al.显示Premarin对神经发生的影响受经产经历影响；Lemini et al.报道中年卵巢切除大鼠长期雌二醇治疗未产生抗抑郁或抗焦虑效应，而慢性prolame产生抗抑郁和抗焦虑效应，进一步支持本研究。子宫方面，雌二醇和prolame均增加UI，与Lemini et al.在年轻成年雌性大鼠和小鼠中的结果一致；UI增加主要由雌激素受体α（estrogen receptor α, ERα）激活细胞增殖所致；NUI显示未产大鼠子宫对雌激素更敏感，与生殖经历调节子宫ER表达及神经内分泌变化的报道一致。

研究结论翻译：研究人员的結果提示，尽管生殖经历赋予应激韧性，但本研究所用雌激素的抗抑郁样作用与生殖经历无关。值得注意的是，prolame而非雌二醇在中年雌性大鼠中产生抗抑郁样效应，无论经产还是未产，这支持prolame具有与雌二醇非依赖机制相关的重要中枢作用。雌二醇和prolame治疗均相似地增加子宫重量；然而，未产大鼠子宫对雌激素表现出更高敏感性。综上，这些结果提示prolame可作为ERT的候选药物，并作为缓解抑郁症状的可行治疗替代方案。