氟西汀通过调控小鼠海马体中长链非编码RNA的表达改善抑郁症状

Fluoxetine ameliorates depressive symptoms by regulating lncRNA expression in the mouse hippocampus.

作者信息Chuan-Ling Zhang, Yi-Jia Li, Shuang Lu, Ting Zhang, Rui Xiao, Huai-Rong Luo
PMID33420763
期刊Zool Res
发布时间2021-01-18
DOI10.24272/j.issn.2095-8137.2020.294

实验完整度

包含CUMS小鼠模型行为学验证(SPT、FST、TST)、分子检测(ELISA、qRT-PCR)及RNA-seq转录组分析,并具有功能验证和机制探讨。

主要模型

13月龄BALB/c小鼠CUMS抑郁模型 小鼠海马组织

重点核对

CUMS应激方案:8周,包括多种轻度应激源 氟西汀给药剂量:20 mg/kg,每日一次,持续6周 行为学测试:SPT、FST、TST 海马5-HT和BDNF浓度检测(ELISA) RNA-seq差异lncRNAs筛选标准:P<0.05,Q<0.05

摘要

抑郁是一种普遍的精神障碍,与衰老相关,并导致死亡率和发病率的增加。目前,具有临床显著症状的老年抑郁症的总体患病率正在上升。近期研究表明,大脑中长链非编码RNA(lncRNAs)表达的改变影响神经发育,并在抑郁症中表现出调节功能。然而,大多数lncRNAs尚未被研究。在此,我们分析了失调lncRNAs的转录组,以揭示它们在表现出抑郁样行为的小鼠模型中的表达,以及它们对抗抑郁药氟西汀治疗的相应反应。应用了慢性不可预知轻度应激(CUMS)小鼠模型。在CUMS诱导的小鼠中进行六周的氟西汀干预可减轻抑郁样行为。此外,在RNA测序后进行了lncRNAs的差异表达分析。与未应激的对照组相比,CUMS诱导的小鼠中总共有282个lncRNAs(134个上调和148个下调)差异表达(P<0.05)。此外,在氟西汀干预后,CUMS诱导的小鼠中鉴定出370个差异表达的lncRNAs。基因本体论(GO)分析显示显著失调的lncRNAs与蛋白质结合、氧结合和转运活性相关,而京都基因与基因组百科全书(KEGG)分析表明这些失调的lncRNAs可能参与炎症反应通路。氟西汀通过调节海马体中lncRNAs的表达,有效改善了CUMS诱导小鼠的抑郁症状。这些发现为老年人抑郁症的潜在机制提供了有价值的见解。

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
氟西汀是否通过调节海马体lncRNA表达改善CUMS诱导的抑郁样行为,并探讨其潜在机制。
核心机制
氟西汀通过调节海马体中lncRNAs(如LNC_004212、LNC_001203、ENSMUST00000148687.1)的表达,逆转CUMS引起的异常表达,可能涉及炎症反应通路和氧结合/转运相关功能,从而改善抑郁症状。
主要证据
CUMS小鼠模型行为学测试显示氟西汀改善抑郁样行为;ELISA检测显示氟西汀增加海马5-HT和BDNF浓度;RNA-seq鉴定出282个CUMS vs NOR差异lncRNAs和370个FLU vs CUMS差异lncRNAs,其中95个表达模式相反,qRT-PCR验证了部分lncRNAs的表达变化。
研究意义
研究提供了lncRNAs在抑郁症发病机制中作用的见解,可能有助于老年抑郁症的诊断、治疗和预防。

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

CUMS抑郁模型建立与氟西汀干预

建立CUMS诱导的抑郁样小鼠模型,并评估氟西汀的治疗效果。

13月龄BALB/c小鼠随机分为正常对照组(NOR)、CUMS应激组、CUMS+氟西汀组(FLU),每组12只,CUMS应激8周,从第3周起给予氟西汀(20 mg/kg/d)或溶剂持续6周。

2

行为学评估

检测CUMS诱导及氟西汀处理后小鼠的抑郁样行为变化。

在CUMS程序结束后,通过糖水偏好实验(SPT)、强迫游泳实验(FST)和悬尾实验(TST)评估抑郁样行为。

3

海马组织5-HT和BDNF水平检测

验证氟西汀对经典单胺和神经营养因子的影响。

收集海马组织,通过ELISA检测5-HT和BDNF浓度。

4

RNA测序及lncRNA鉴定

分析CUMS和氟西汀处理对海马lncRNA表达谱的影响。

提取海马总RNA,构建链特异性文库,进行Illumina Hiseq 2500双端测序,通过CNCI、CPC2、Pfam Scan、PhyloCSF过滤编码转录本,鉴定lncRNA,并比较组间差异表达。

5

qRT-PCR验证

验证RNA-seq结果的可靠性。

选取8个差异lncRNAs,用qRT-PCR检测其在各组海马中的表达水平,以GAPDH为内参。

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
盐酸氟西汀Patheon France / Lilly Suzhou Pharmaceutical Co., Ltd.4525A
5-羟色胺ELISA试剂盒Elabscience BiotechnologyE-EL-0033c
脑源性神经营养因子ELISA试剂盒Elabscience BiotechnologyE-EL-M0203c
TRIzol试剂Invitrogen--
RNeasy Mini试剂盒Qiagen--
NanoPhotometer分光光度计IMPLEN--
Qubit RNA检测试剂盒Life Technologies--
RNA Nano 6000检测试剂盒Agilent Technologies--
Epicentre Ribo-zero rRNA去除试剂盒Epicentre--
NEBNext Ultra定向RNA文库制备试剂盒(Illumina)New England Biolabs--
TruSeq PE聚类试剂盒v3-cBot-HSIllumina--
Illumina Hiseq 2500测序平台Illumina--
ELx808吸收光酶标仪BioTek Instruments--
KC junior软件BioTek Instruments--

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
CUMS模型建立
应激源类型及持续时间、小鼠品系和年龄、光照周期
阅读提示:Methods:CUMS procedures and fluoxetine intervention
氟西汀干预
给药剂量(20 mg/kg/day)、给药途径(口服)、给药周期(6周)、溶剂(0.3% CMC)
阅读提示:Methods:Experimental animals and chemicals
行为学测试
SPT中糖水浓度和测试时间、FST水温及测试时长、TST悬挂时间
阅读提示:Methods:Behaviors assessments
ELISA检测
海马组织制备方法、ELISA步骤、样本量(n=4)
阅读提示:Methods:The enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA)
RNA-seq分析
上机样本量(n=3)、测序平台、差异表达阈值(P<0.05,Q<0.05)
阅读提示:Methods:Library preparation, clustering, and sequencing;Gene expression calculation