单次推注丙泊酚对慢性不可预测轻度应激模型小鼠抑郁样行为的影响

Effects of Single Bolus Exposure to Propofol on Depression-like Behavior in a Chronic Unpredictable Mild Stress Model in Mice

作者信息Jinfang Song, Xinmiao Piao, Wei Liu, Xu Han, Jingyun Su, Bingjin Li
PMID41838973
发布时间2026-06-01
DOI10.1097/ALN.0000000000006042

实验完整度

包含行为学(OFT/TST/FST/SPT)、分子水平(Western blot/免疫荧光)、实时神经活动(光纤光度)、药理学拮抗(荷包牡丹碱)及光遗传学操控多个独立证据层级,并包含功能与机制验证。

主要模型

CUMS小鼠模型(C57BL/6J) mPFC GABAergic中间神经元 mPFC谷氨酸能神经元

重点核对

丙泊酚剂量:50 mg·kg−1(腹腔注射) CUMS建模周期:14天 行为学测试:旷场实验、悬尾实验、强迫游泳实验、糖水偏好实验 GABAA受体拮抗剂:荷包牡丹碱(5 mg·kg−1) 光遗传学频率:10 Hz(激活)和30 Hz(抑制)

摘要

背景:抑郁症是一种常见的精神疾病,与兴奋性/抑制性神经传递失衡有关,尤其是在内侧前额叶皮层(mPFC)。丙泊酚是一种γ-氨基丁酸A型(GABAA)受体激动剂,在临床上可诱导情绪快速改善,但其抗抑郁样作用及其潜在机制仍不清楚。方法:采用网络药理学方法鉴定与兴奋性/抑制性平衡相关的丙泊酚靶点。暴露于慢性不可预测轻度应激(CUMS)的雄性小鼠接受单次腹腔注射丙泊酚。使用旷场实验、悬尾实验和强迫游泳实验评估抑郁样行为。通过Western blotting、免疫荧光和光纤光度钙成像评估mPFC中γ-氨基丁酸能(GABAergic)和谷氨酸能信号传导。对mPFC GABAergic中间神经元进行光遗传学操作以测试其因果参与。结果:在雄性和雌性小鼠中,与对照组相比,丙泊酚(50 mg·kg−1)显著减少了CUMS诱导的抑郁样行为,在旷场实验、悬尾实验、强迫游泳实验和糖水偏好实验中显示出最佳疗效。丙泊酚增加了mPFC GABAergic神经元的兴奋性,同时抑制了谷氨酸能活性。它还恢复了CUMS诱导的GABAergic(谷氨酸脱羧酶[GAD]65、GAD67、囊泡GABA转运体[VGAT]、GABA转运体3[GAT3]、γ-氨基丁酸A型受体亚基α1[GABAAα1]、γ-氨基丁酸A型受体亚基γ2[GABAAγ2])和谷氨酸能(谷氨酸离子型受体AMPA型亚基1[GluA1]、代谢型谷氨酸受体5[mGlu5]、囊泡谷氨酸转运体1[VGLUT1])蛋白表达的减少。用拮抗剂荷包牡丹碱对GABAA受体进行药理学抑制消除了丙泊酚的抗抑郁作用。在10 Hz下光遗传学激活GABAergic中间神经元增强了丙泊酚的抗抑郁作用,而抑制则减弱了这些作用。结论:丙泊酚通过激活GABAA受体并恢复γ-氨基丁酸/谷氨酸平衡产生快速抗抑郁样作用。这些发现表明,丙泊酚可能是研究快速抗抑郁药机制的有用工具。在小鼠中,腹腔注射丙泊酚减轻了慢性不可预测轻度应激范式诱导的抑郁样行为。丙泊酚在小鼠中的抗抑郁样作用与内侧前额叶皮层中γ-氨基丁酸能(GABAergic)神经元活动兴奋性增加以及谷氨酸能活性同时降低相关。光遗传学激活内侧前额叶皮层中的GABAergic神经元增强了丙泊酚的抗抑郁作用,而抑制这些神经元则产生相反的效果。

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
单次亚麻醉剂量丙泊酚能否通过恢复mPFC的E/I平衡,在CUMS小鼠中产生快速抗抑郁样作用,并验证GABAA受体及GABAergic神经元的关键作用。
核心机制
丙泊酚通过激活GABAA受体,增强mPFC GABAergic中间神经元活动,同时抑制谷氨酸能活动,从而恢复兴奋/抑制平衡,发挥抗抑郁作用。
主要证据
行为学实验显示50 mg·kg−1丙泊酚减轻CUMS诱导的抑郁样行为;Western blot和免疫荧光显示其逆转GABAergic和谷氨酸能标记物异常;光纤光度显示GABAergic活动增强;荷包牡丹碱阻断效应及光遗传学操控证实GABAA受体和GABAergic神经元的因果作用。
研究意义
丙泊酚可作为研究快速抗抑郁药机制的工具,并可能成为围术期背景下快速起效抗抑郁治疗的候选药物。

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

网络药理学及转录组学分析

预测丙泊酚抗抑郁的潜在靶点及富集通路,并验证其在CUMS模型中的转录组变化。

使用Swiss Target Prediction、GeneCards、OMIM、DisGeNET数据库预测靶点,STRING和Cytoscape构建PPI网络;对mPFC组织进行RNA-seq,鉴定CUMS与药物组差异表达基因,并进行GO和KEGG富集分析。

2

CUMS模型建立及药物处理

建立抑郁模型并评估不同剂量丙泊酚的行为学效应。

C57BL/6J小鼠随机接受14天CUMS程序,包括多种应激源。CUMS后腹腔注射不同剂量丙泊酚(25、50、75 mg·kg−1)或氟西汀,1小时后进行行为学测试。

3

行为学评估

评估CUMS诱导的抑郁样行为及丙泊酚的抗抑郁效果和抗快感缺乏作用。

依次进行旷场实验、悬尾实验、强迫游泳实验和糖水偏好实验,记录运动距离、中心区时间、不动时间和糖水偏好百分比。

4

分子标记物检测

检测丙泊酚对mPFC GABAergic和谷氨酸能关键蛋白及中间神经元亚型的影响。

Western blot检测GAD65/67、VGAT、GAT3、GABAAα1/γ2、GluA1、mGlu5、VGLUT1、GFAP等蛋白;免疫荧光检测PV、SST、VIP与GAD67共定位。

5

实时神经活动监测

观察丙泊酚对mPFC GABAergic和谷氨酸能神经元实时活动的影响。

通过脑内注射AAV-CaMKIIα-GCaMP6s或AAV-GAD67-GCaMP6s,进行光纤光度钙成像记录,比较丙泊酚给药前后ΔF/F变化。

6

GABAA受体药理学验证

验证GABAA受体在丙泊酚抗抑郁作用中的必要性。

在CUMS小鼠中,丙泊酚注射前30分钟给予GABAA拮抗剂荷包牡丹碱,评估行为学及分子标记物变化。

7

光遗传学因果验证

验证mPFC GABAergic中间神经元活动在丙泊酚抗抑郁作用中的因果作用。

通过AAV-GAD67-ChR2或eNpHR病毒及光纤植入,用10 Hz或30 Hz光刺激或抑制GABAergic神经元,进行行为学测试。

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
丙泊酚Fresenius Kabi Austria GmbH--
氟西汀Sigma--
荷包牡丹碱Abcamab120110
三溴乙醇Tigergene Technology--
抗VGAT抗体ABclonalA3129
抗GAD65抗体Abcamab26113
抗GAD67抗体Abcamab26116
抗GAT3抗体Proteintech13920-1-AP
抗GABAAα1抗体Abcamab252430
抗GABAAγ2抗体Proteintech14104-1-AP
抗mGlu5抗体Proteintech28834-1-AP
抗GluA1抗体Abcamab109450
抗VGLUT1抗体Affinity BiosciencesDF13657
抗β-actin抗体Transgen BiotechHC201
抗小白蛋白抗体Millipore SigmaP3088
抗生长抑素抗体Oasis BiofarmOB-PRB111-02
抗GAD67抗体Oasis BiofarmOB-PGP074-02
抗VIP抗体Affinity BiosciencesDF6627
抗GABAAα1抗体Affinity BiosciencesDF8548
DAPI染色液----
OCT包埋剂Sakura4583
AAV-CaMKIIα-GCaMP6s病毒----
AAV-GAD67-GCaMP6s病毒----
rAAV2/9-GAD67-mCherry-WPRE-hGH-pA病毒----
rAAV2/9-GAD67-hChR2(H134R)-mCherry-WPRE-hGH-pA病毒----
rAAV2/9-GAD67-eNpHR3.0-mCherry-WPREs病毒----

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
动物与CUMS模型
小鼠品系(C57BL/6J)、年龄(6-8周)、性别(雄性与雌性)、CUMS程序(14天、应激源类型与顺序)、环境条件(24±1°C、湿度40-50%、12小时光暗周期)
阅读提示:Materials and Methods: Animals; CUMS procedure
药物处理
丙泊酚剂量(25、50、75 mg·kg−1,腹腔注射)、给药时间(行为测试前1小时)、氟西汀剂量(20 mg·kg−1,每日一次,2周)、荷包牡丹碱剂量(5 mg·kg−1,腹腔注射,丙泊酚前30分钟)
阅读提示:Materials and Methods: Drug Administration
行为学测试
OFT(6分钟,运动距离、中心区时间、 rearing、线交叉)、TST(6分钟,后4分钟不动时间)、FST(6分钟,后4分钟不动时间,25±1°C)、SPT(1%蔗糖,12小时水剥夺)
阅读提示:Materials and Methods: Behavioral Experiments; Figure 4 legend
分子检测
Western blot(一抗稀释比例、样本量n=5或6)、免疫荧光(抗体、切片厚度20µm、样本量n=3或4)
阅读提示:Materials and Methods: Western Blotting; Immunofluorescence; Figure 4 legend
光纤光度与光遗传
病毒滴度(≥2.50×10^12 vg/ml)、注射坐标(PrL: AP +2.10 mm, ML ±0.35 mm, DV −2.30 mm;光遗传: AP +2.0 mm, ML ±0.4 mm, DV −2.8 mm)、光刺激频率(10 Hz和30 Hz)
阅读提示:Materials and Methods: Fiber Photometry; Optogenetic Manipulation; Figure 6 and 9 legends