间歇性氯胺酮与神经调控治疗诱发协同的抗抑郁相关作用

Intermittent Ketamine and Neuromodulation Treatment Evoke Synergistic Antidepressant-Relevant Action

作者信息Kyle A Brown, Todd D Gould
PMID41110745
发布时间2026-06-15
DOI10.1016/j.biopsych.2025.10.009

实验完整度

高

体外海马脑片电生理与在体行为学(TST、被动回避)两个独立证据层级,含功能验证。

主要模型

8周龄雌性CD-1小鼠 离体海马脑片SC-CA1突触 小鼠被动回避行为模型 小鼠尾悬吊试验(TST)

重点核对

小鼠品系与性别:8周龄雌性CD-1小鼠,每组4只/笼 氯胺酮剂量与给药途径:腹腔注射,7.5 mL/kg,含3 mg/kg或10 mg/kg剂量 ECS参数:100 Hz,0.3秒脉冲宽度,1秒刺激持续时间,50 mA电流 给药间隔:同时给药为ECS前10分钟;间歇给药为ECS前24小时 电生理检测终点:HFS诱导LTP,记录56–60分钟平均fEPSP斜率

摘要

背景:历史上,最有效的抗抑郁治疗是电休克疗法(ECT)。ECT会引发认知副作用,通常需要数周内多次治疗才能获得稳健的症状缓解。氯胺酮治疗后可观察到的快速反应,促使人们重新认识药物治疗如何治疗抑郁症。一次亚麻醉剂量输注可在数小时内缓解症状;然而,持续缓解也需要多次给药。临床研究已将ECT与氯胺酮联合以改善治疗结局,但结果不一。方法:我们使用行为药理学和离体海马脑片电生理学,检验以下假设:临床前ECT模型——电惊厥刺激(ECS)与氯胺酮可在成年小鼠中产生协同的抗抑郁相关效应,且依赖于剂量和给药间隔。结果:重复给予氯胺酮(而非ECS)导致一种元可塑性,其特征为海马Schaffer collateral–CA1突触的突触增强幅度增加。通过给予单次亚有效剂量的氯胺酮和ECS,以间歇方式(即24小时间隔)靶向氯胺酮诱导的元可塑性,产生了类似于有效氯胺酮剂量的协同抗抑郁样突触和行为结局。与重复ECS不同,间歇性氯胺酮和ECS给药产生了抗抑郁相关的突触和行为作用,且未损害认知。单独氯胺酮产生的抗抑郁样效应在与单次ECS治疗间歇给药时被延长。当氯胺酮和ECS同时给药时,协同效应被阻止。结论:氯胺酮和ECS表现出时间敏感的协同抗抑郁样作用,提示靶向谷氨酸能突触元可塑性的策略可用于减少副作用,同时增强、加速和延长抗抑郁结局。

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
氯胺酮和ECS在优化剂量和给药间隔时,能否产生协同的抗抑郁相关作用?
核心机制
氯胺酮诱导海马SC-CA1突触的元可塑性,使后续ECS能够利用该可塑性产生协同的抗抑郁相关突触和行为效应。
主要证据
重复间歇氯胺酮增加SC-CA1 LTP幅度;亚有效剂量3 mg/kg氯胺酮24小时后给予ECS,产生类似有效剂量10 mg/kg氯胺酮的LTP增强和TST中不动时间减少,且不损害被动回避认知。
研究意义
提示靶向谷氨酸能突触元可塑性的策略可用于增强、加速和延长抗抑郁结局,同时减少副作用。

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

重复间歇氯胺酮诱导海马突触元可塑性

检验重复氯胺酮剂量是否比单次剂量更持久地改变海马SC-CA1突触可塑性。

小鼠接受单次或6次间歇腹腔注射氯胺酮,最后一次给药后24小时制备海马脑片,记录SC-CA1 fEPSP并给予HFS诱导LTP。

2

重复间歇ECS产生抗抑郁相关突触和行为效应及认知损害

评估重复ECS是否产生抗抑郁相关突触和行为效应,以及是否损害认知。

小鼠接受7次间歇sham或ECS,最后一次后24小时制备脑片记录SC-CA1 fEPSP和LTP;另一队列进行被动回避和TST。

3

同时给予氯胺酮和ECS不产生协同效应

检验氯胺酮与ECS同时给药是否产生协同抗抑郁相关突触和行为效应。

小鼠在sham或ECS前10分钟接受vehicle、3 mg/kg或10 mg/kg氯胺酮,24小时后进行电生理或TST。

4

间歇性氯胺酮和ECS产生协同抗抑郁相关效应

检验单次氯胺酮能否启动可塑性,使次日ECS产生协同抗抑郁样效应。

小鼠在sham或ECS前24小时接受vehicle、3 mg/kg或10 mg/kg氯胺酮,ECS后24小时进行电生理、被动回避或TST。

5

间歇性氯胺酮和ECS延长抗抑郁相关可塑性和行为

检验间歇性氯胺酮和ECS是否延长抗抑郁样可塑性和行为。

小鼠在sham或ECS前24小时接受vehicle或10 mg/kg氯胺酮,1周后进行电生理或TST。

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
Ugo Basile脉冲发生器Ugo Basile57800
AISI 303不锈钢电极Ugo Basile57800–002
双极电极FHC--
ACSF填充的玻璃记录微电极----
持续ACSF灌流的浸没式记录槽Cole-Parmer--
数码相机----

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、性别、周龄、饲养条件:8周龄雌性CD-1小鼠,4只/笼,12小时光暗循环,无环境丰富,自由进食饮水
阅读提示:Methods and Materials中Animals小节
氯胺酮给药
剂量(3 mg/kg或10 mg/kg)、途径(腹腔注射,7.5 mL/kg)、给药时间(上午9点)及给药间隔(同时为ECS前10分钟,间歇为ECS前24小时)
阅读提示:Methods and Materials中Treatment Delivery小节及相应Figure legends
ECS给药
ECS参数(100 Hz,0.3秒脉冲宽度,1秒持续时间,50 mA电流)、电极类型(双侧耳部,AISI 303不锈钢电极)、麻醉(halothane)及sham条件
阅读提示:Methods and Materials中Treatment Delivery小节
电生理记录
脑片厚度(400 μm)、ACSF成分、刺激强度(35%–50%最大fEPSP斜率)、HFS方案(4×100 Hz/1秒,间隔20秒)、LTP分析时间窗(56–60分钟)及排除标准(1–5分钟斜率变化>10%)
阅读提示:Methods and Materials中Electrophysiology小节及Figure legends
行为学测试
TST悬挂6分钟记录活动性;被动回避训练阶段足部电击(0.6 mA,2秒),24小时后保留阶段测试,记录穿越潜伏期
阅读提示:Methods and Materials中Behavior小节及Figure legends
统计分析
样本量以小鼠数量计,具体n值见表S1;统计显著性阈值α=0.05;数据必要时进行对数转换
阅读提示:Methods and Materials中Statistics小节及Table S1