《Physiology & Behavior》：Sex-dependent behavioral and prefrontal BDNF mRNA responses to extinction training and short-term citalopram after fear conditioning in rats
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Elnaz Taghavi|Maryam Eslami|Batool Ghorbani Yekta|Mahdieh Gholami|Salar Vaseghi伊朗德黑兰伊斯兰阿扎德大学高级科学与技术学院遗传学系，TeMS.C.摘要背景恐惧条件反射被广泛用于在啮齿动物中模拟与PTS
Elnaz Taghavi|Maryam Eslami|Batool Ghorbani Yekta|Mahdieh Gholami|Salar Vaseghi
伊朗德黑兰伊斯兰阿扎德大学高级科学与技术学院遗传学系，TeMS.C.
摘要
背景
恐惧条件反射被广泛用于在啮齿动物中模拟与PTSD相关的恐惧反应，尤其是面对厌恶刺激后的持续僵直行为。然而，这种实验模型无法完全再现PTSD的临床症状。本研究比较了在雄性和雌性大鼠中分别进行消退训练、短期西酞普兰治疗以及两者结合使用的效果，以行为表现和前额叶BDNF mRNA表达作为性别差异的指标。
方法
雄性和雌性Wistar大鼠通过听觉恐惧条件反射实验进行训练，该实验包括三次电击（每次0.8 mA，持续3秒，电击间隔30秒），每次电击前先给予75分贝的听觉刺激。在恐惧条件反射开始后1小时、24小时和48小时，分别给予消退训练和/或西酞普兰（30毫克/千克，腹腔注射）。干预结束后，观察大鼠的僵直行为、开放场运动活动、站立行为以及热板疼痛反应时间。选定的实验组通过RT-qPCR技术检测前额叶BDNF mRNA的表达水平。
结果
消退训练能够降低两性大鼠的僵直行为，而西酞普兰与消退训练联合使用则比单独使用消退训练更能显著降低雄性大鼠的僵直行为。在目前的短期给药方案下，西酞普兰单独使用并未显著减少僵直行为。两性的运动活动均未出现明显变化。消退训练后大鼠的站立行为增加，而单独使用消退训练或西酞普兰加消退训练均能缩短疼痛反应时间。雄性大鼠的前额叶BDNF mRNA表达没有变化，而雌性大鼠在该处理后表达水平上升。
结论
这些研究结果表明，恐惧条件反射后的消退训练会对不同性别的大鼠产生不同的行为和分子层面的反应。由于BDNF仅在中枢选定区域以mRNA形式进行了检测，且样本量较小（每组3只），因此这些分子生物学结果仍属于初步探索性数据。
引言
创伤后应激障碍（PTSD）是一种神经精神疾病，可能在经历严重或危及生命的创伤后出现，这类创伤包括严重伤害、事故、战争或性暴力[1,2]。PTSD常伴随抑郁、焦虑障碍、物质滥用以及自杀风险增加[3]。临床前研究采用多种实验模型来研究啮齿动物与PTSD相关的行为特征，包括持续压力暴露、束缚压力、水下创伤以及基于电击的恐惧条件反射实验[4]。在听觉恐惧条件反射实验中，一个原本中性的刺激会与厌恶性的电击相结合，从而在后续遇到该刺激时引发大鼠的僵直反应[5]。这种方法更适合作为与PTSD相关的恐惧记忆及消退过程的模型，而非完整的临床PTSD模型。
在实验中，消退训练被用来减轻恐惧条件反射后出现的僵直行为。消退训练并不会彻底消除原有的恐惧记忆，而是通过抑制性学习形成新的安全记忆，从而抑制恐惧反应的表现[6,7]。在听觉恐惧条件反射实验中，消退训练通常是通过反复呈现条件声音而不给予无条件的电击刺激来实现的。已有研究表明，消退训练可以降低啮齿动物的恐惧相关僵直行为[8],[9],[10]。性别差异可能会影响消退记忆的获取、保持和提取过程[8,11]，但目前关于行为和分子层面对比的数据仍然有限。
选择性5-羟色胺再摄取抑制剂（SSRIs），如舍曲林、帕罗西汀、氟西汀、氟伏沙明、艾司西酞普兰和西酞普兰，被广泛应用于PTSD的相关药物治疗中[12]。这类药物能够抑制5-羟色胺转运体，提高突触间隙中的5-羟色胺浓度[13]。西酞普兰已在与创伤相关症状的临床和临床前研究中得到应用[14,15]，先前的实验也表明西酞普兰可能影响普遍性恐惧记忆，并与消退相关过程存在相互作用[16]。由于临床上的SSRI治疗效果需要长期治疗，因此短期使用西酞普兰不应被视为慢性SSRI治疗的完全替代方案。
脑源性神经营养因子（BDNF）是一种重要的神经营养因子，参与突触可塑性、认知功能以及情绪调节过程[17,18]。在多种神经精神疾病中，包括PTSD、抑郁症、精神分裂症和焦虑障碍，都观察到了BDNF信号通路的异常变化[19],[20],[21]。通过压力和恐惧条件反射模型进行的研究显示，不同脑区以及在不同实验条件下BDNF的表达水平既有升高也有下降的趋势[8,[22],[23],[24],[25]），这表明BDNF的反应可能受到性别、脑区、时间因素以及实验模型特性的影响。其中前额叶皮质在调控恐惧反应的消退过程中起着尤为重要的作用[26]。
基于以上原因，本研究旨在比较消退训练、短期西酞普兰治疗以及两者结合使用，对经过听觉恐惧条件反射训练的雄性和雌性大鼠的恐惧相关僵直行为、运动活动、站立行为、疼痛反应时间以及前额叶BDNF mRNA表达水平的影响。
章节节选
实验动物
本研究共使用了74只Wistar大鼠（37只雄性，37只雌性；体重180–200克；年龄7–8周）。这些大鼠在伊朗卡拉吉的ACECR药用植物研究所药用植物研究中心的认知神经科学实验室饲养，每只大鼠被安置在透明的塑料笼子里，饲养环境为标准实验室条件（光照12小时/黑暗12小时，温度22±1摄氏度），大鼠可自由获取食物和水。行为测试在光照时段进行（上午9点至下午3点）。用于行为实验的大鼠共有56只
僵直行为
单因素方差分析显示，不同性别组之间的僵直行为存在显著差异（雄性组F3,24=150.53，P<0.001；雌性组F3,24=335.39，P<0.001）。进一步通过Tukey事后检验发现，与相应的PTSD/恐惧条件反射对照组相比，仅进行消退训练就能显著降低两性大鼠的僵直行为（P<0.001）。在雄性大鼠中，西酞普兰与消退训练联合使用能进一步降低僵直行为（P<0.001），而单独使用西酞普兰则没有这种效果
讨论
本研究探讨了在听觉恐惧条件反射之后，消退训练、短期西酞普兰治疗以及两者结合使用对雄性和雌性大鼠的行为表现以及前额叶BDNF mRNA水平的性别差异影响。消退训练能够降低两性大鼠的僵直行为并增加其站立行为，而在目前的短期给药方案下，单独使用西酞普兰并未带来显著的行为改善。西酞普兰与消退训练联合使用则进一步降低了大鼠的僵直行为
结论
本研究结果表明，消退训练能够减轻恐惧条件反射后出现的僵直行为，并改变大鼠的探索行为和疼痛反应，且部分结果存在性别差异。在目前的实验方案下，短期单独使用西酞普兰并未显著改善大鼠的行为表现，而西酞普兰与消退训练联合使用则能进一步降低雄性大鼠的僵直行为。在仅进行消退训练后，雌性大鼠的前额叶BDNF mRNA表达水平上升
伦理审批与知情同意
所有实验操作均遵循美国国立卫生研究院《实验室动物护理和使用指南》（第8版，2011年）以及ARRIVE指南的要求，并获得了伊朗伊斯兰阿扎德大学德黑兰医学科学院研究伦理委员会的批准（批准编号：IR.IAU.PS.REC.1403.202）。在收集用于分子检测的组织样本时，大鼠首先按照既定的机构规程接受氯胺酮/赛拉嗪深度麻醉，随后实施安乐死，并提取前额叶组织
CRediT作者贡献说明
Elnaz Taghavi：数据整理。 Maryam Eslami：论文撰写——审阅与编辑，论文撰写——初稿撰写，可视化分析，结果验证，研究指导。 Batool Ghorbani Yekta：论文撰写——审阅与编辑，论文撰写——初稿撰写，可视化分析，结果验证，研究指导，概念设计。 Mahdieh Gholami：软件使用，实验资源准备，数据分析。 Salar Vaseghi：软件使用，实验方法设计，概念设计。
