鼻内给予丹曲林纳米颗粒抑制脂多糖诱导的小鼠抑郁和焦虑行为

Intranasal dantrolene nanoparticles inhibit lipopolysaccharide-induced depression and anxiety behavior in mice

作者信息Jia Liu, Yan Lu, Piplu Bhuiyan, Jacob Gruttner, Lauren St Louis, Yutong Yi, Ge Liang, Huafeng Wei
PMID41633971
发布时间2026-02-03
DOI10.1038/s41398-026-03816-x

实验完整度

包含动物模型行为学验证、分子表达检测(免疫印迹、ELISA),但缺乏剂量效应和细胞机制实验。

主要模型

B6SJLF1/J成年小鼠LPS诱导抑郁焦虑模型

重点核对

小鼠品系:B6SJLF1/J成年(5-10月龄) 丹曲林纳米颗粒给药剂量:5 mg/kg,鼻内,每日一次,每周5天,持续4周 LPS注射剂量:5 mg/kg,单次腹腔注射 行为测试时间:LPS注射后24小时 行为测试顺序:OFT、EPMT、TST、FST

摘要

本研究探讨了鼻内给予丹曲林纳米颗粒预处理对抑制脂多糖(LPS)诱导的病理性炎症、突触破坏以及小鼠抑郁和焦虑行为的治疗效果。B6SJLF1/J成年小鼠每天(周一至周五)鼻内给予丹曲林纳米颗粒(丹曲林:5 mg/kg)预处理,每周5天,持续4周。之后,小鼠接受单次腹腔注射LPS(5 mg/kg)。在一次性LPS注射后24小时进行抑郁和焦虑行为测试。使用酶联免疫吸附测定(ELISA)和免疫印迹分别测量血液和大脑中焦亡相关炎症细胞因子水平(IL-1β和IL-18)的生物标志物。使用免疫印迹测量小鼠大脑中初级蛋白(NLRP3:NLR家族pyrin结构域包含3,Caspase-1,N-GSDMD:N末端gasdermin D)和突触蛋白相关(PSD-95和synaptin-1)的炎症性焦亡激活变化。结果表明,鼻内给予丹曲林纳米颗粒治疗强烈抑制了LPS诱导的抑郁和焦虑行为的增加、LPS诱导的血液和大脑中IL-1β和IL-18水平的病理性升高以及焦亡的激活。此外,鼻内给予丹曲林纳米颗粒显著抑制了PSD-95和synaptin-1水平的降低。鼻内给予丹曲林纳米颗粒已显示出对炎症介导的抑郁和焦虑行为的神经保护作用,应作为未来治疗重度抑郁或焦虑障碍的有效药物进一步研究。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
鼻内给予丹曲林纳米颗粒能否抑制LPS诱导的抑郁和焦虑行为及其潜在机制?
核心机制
丹曲林通过抑制RyR过度激活和钙失调,抑制NLRP3炎症小体介导的焦亡和炎症因子释放,从而减轻突触蛋白丢失,改善抑郁和焦虑行为。
主要证据
在B6SJLF1/J小鼠LPS模型中,鼻内丹曲林纳米颗粒减少了抑郁和焦虑行为,降低了血液和脑中IL-1β、IL-18水平以及脑内caspase-1 p20蛋白水平,并抑制了PSD-95和synapsin-1的下降。
研究意义
鼻内丹曲林纳米颗粒可能作为一种新型的治疗抑郁症和焦虑症的策略,值得进一步临床前和临床研究。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

动物模型建立与预处理

建立LPS诱导的炎症相关抑郁和焦虑小鼠模型,并评估丹曲林纳米颗粒的预防效果。

成年B6SJLF1/J小鼠随机分组,分别接受鼻内丹曲林纳米颗粒(5 mg/kg)或空载体预处理,每天一次,每周5天,持续4周;之后单次腹腔注射LPS(5 mg/kg)诱导炎症和抑郁焦虑行为。

2

行为学测试

评估LPS诱导的抑郁和焦虑行为以及丹曲林纳米颗粒的改善作用。

在LPS处理后24小时,依次进行OFT、EPMT、TST和FST测试,记录不动时间、闭臂时间等指标。

3

炎症细胞因子测定

检测丹曲林纳米颗粒对LPS诱导的全身和中枢炎症反应的影响。

使用ELISA试剂盒测量血清中IL-1β和IL-18水平,使用免疫印迹测量脑组织中IL-1β和IL-18蛋白表达。

4

焦亡通路蛋白检测

评估丹曲林纳米颗粒对LPS诱导的脑内焦亡通路激活的影响。

通过免疫印迹检测脑组织中NLRP3、cleaved caspase-1 (P20)和GSDMD-NT蛋白表达水平。

5

突触蛋白检测

评估丹曲林纳米颗粒对LPS诱导的突触蛋白丢失的抑制作用。

通过免疫印迹检测脑组织中PSD-95和synapsin-1蛋白水平。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
丹曲林Sigma--
Ryanodex制剂载体(RFV)----
IL-1β ELISA试剂盒SIGMARAB0275-1KT
IL-18 ELISA试剂盒SIGMARAB08100-1KT
RIPA裂解液Cell Technology9806S
蛋白酶抑制剂混合物RocheP8340
BCA蛋白定量试剂盒Pierce--
Mini-PROTEAN TGX预制胶BIO-RAD4561094
PVDF膜MERK Millipore--
ECL Western印迹检测试剂Cytiva--
抗NLRP3抗体Proteintech68102-1-Ig
抗裂解caspase-1(p20)抗体Cell Signaling Technology2225S
抗裂解GSDMD抗体Cell Signaling Technology36425S
抗IL-1β抗体Cell Signaling Technology31202S
抗IL-18抗体Proteintech10663-1-AP
抗PSD95抗体Cell Signaling Technology2507
抗synapsin-1抗体Cell Signaling Technology5297
抗GAPDH抗体Thermo Fisher ScientificMA5-15738
HRP标记的抗小鼠IgG1抗体Thermo Fisher ScientificPA1-74421
HRP标记的抗兔IgG抗体Cell Signaling Technology7074
Any-maze软件Stoelting--
Synergy H1酶标仪Agilent--
异氟烷----

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
动物模型
小鼠品系:B6SJLF1/J;年龄:5-10月龄;性别:雌雄兼用
阅读提示:Methods: Animals
给药方案
丹曲林纳米颗粒剂量5 mg/kg,鼻内给药;给药频率每日一次,每周5天,持续4周;LPS剂量5 mg/kg单次腹腔注射
阅读提示:Methods: Experimental treatment groups
行为学测试
测试时间LPS后24小时;测试顺序OFT、EPMT、TST、FST;各测试的具体参数(如FST水温、测试时长)
阅读提示:Methods: Forced swimming test, Tail suspension test, Open field test, Elevated plus maze test; Figure legends
分子检测
样本类型(血清、脑组织);检测方法(ELISA、免疫印迹);使用的抗体和试剂盒货号
阅读提示:Methods: Measurements of serum concentration of IL-1β and IL-18, Immunoblotting
统计分析
统计方法:one-way ANOVA with Tukey's multiple comparison test;样本量:每组约15只(行为学),每组4只(生物化学)
阅读提示:Methods: Statistical analysis