不同应激时间小鼠抑郁样行为及脑内HIF-1α的动态变化

李 涵 李雨芯 张 茹 李美欣 王一鸣

（曲阜师范大学生命科学学院，山东 曲阜 273165）

低氧诱导因子-1α（Hypoxia inducible factor-1α，HIF-1α），是一种转录激活因子，是HIF家族的一员；其参与多种细胞转录水平以及转录后水平的调节[1]。在低氧时，可以被激活，进而调节多种靶基因的转录，在许多病理、生理应激等功能活动中发挥重要作用[2]。有研究报道，抑郁模型大鼠脑组织及心肌组织HIF-1α表达增加，推测HIF-1α的变化可能抑郁症的病理发生过程有关[3]。

机体在正常功能活动中，经常会面临许多内外环境的变化，而体内会产生一些代谢反应和生理调节，来应对这些变化；特别是一些有害因素，长期作用可引起机体受到损害。研究表明，长期慢性应激可引起小鼠出现抑郁样行为和学习记忆功能减退[4]。因此，我们推测，在一定的应激强度下，小鼠处于一定的低氧状态而引起小鼠的行为发生改变，且与HIF-1α的表达存在着一定的联系。本研究采用2周、4周和6周不同时程应激处理小鼠，检测小鼠的焦虑绝望程度，以及脑内HIF-1α的表达，探讨长期慢性应激条件下，小鼠行为学的改变与HIF-1α的关系。

1 材料与方法

1.1 实验动物

昆明品系小白鼠SPF级，9～12周龄，雌雄各半。购置于济南朋悦实验动物繁育有限公司。购买后的饲养在小鼠笼中，自由饮水进食，在实验室环境下适应一周。按随机数字表，随机分为对照组和应激组，每组12只。分别慢性应激2周、4周和6周后，对小鼠进行悬尾实验，检测小鼠行为能力的变化。

1.2 慢性应激方案

应激组小鼠采取冰水游泳：6℃水温，游泳3 min；禁食36 h，高台应激1 h/天（每只小鼠独立设置，平台高1.6 m；通宵照明，禁水24 h，斜笼：将小鼠笼倾斜约40°，持续36 h；电击足底：通过铜栅输出电脉冲36 V，10 s/次，累计30次。每天随机选择一种应激方式，对照组小鼠正常饲养。

1.3 强迫游泳实验

把小鼠放入圆形水桶中，水桶直径20 cm，水深25 cm。观察记录在小鼠在6 min内，初始潜伏期（从放入水中到不挣扎）和后4 min内小鼠总共不挣扎的时间。在水中小鼠挣扎或不挣扎反映小鼠的行为绝望程度。

1.4 检测小鼠脑海马和前脑HIF-1α的表达

分别在2周、4周和6周后，进行取材。用戊巴比妥钠麻醉小鼠，常规灌流取脑技术取小鼠全脑，固定系系列处理后石蜡冠状切片。兔抗小鼠HIF-1α多克隆抗体武汉博士德生物公司产品，按照试剂盒说明书进行小鼠脑切片的免疫组织化学，检测小鼠相关脑区HIF-1α的表达情况。具体脑区涉及小鼠海马CA1区、齿状回（DG）以及前脑皮层（PFC）。采用Motic Images Advanced3.2图像处理系统计算HIF-1α阳性神经元平均目标灰度值。

1.5 数据分析

各实验数据采取平均数±标准误（M±S E）的方式来表示。采用单因素方差分析（one-way ANOVA）后，进行Newman-Keuls差异比较各组，以及非配对t检验，P<0.05表示有统计学意义。

2 结果

2.1 小鼠的行为绝望程度

强迫游泳悬尾实验中，应激组小鼠在应激4周和6周后，与对照组相比（见表1），初始潜伏期均明显减少，而总计不挣扎时间增加（P<0.05；P<0.05）。结果说明，应激2周对小鼠的情绪无显著影响；应激4周后，小鼠出现绝望状态。

表1 不同应激时间小鼠的绝望程度

2.2 不同应激时间后小鼠海马和前脑HIF-1α的表达情况

通过对免疫组织化学染色后各脑区HIF-1α阳性细胞的灰度值进行测量（见表2），应激2周后，应激组小鼠DG区灰度值显著减少（P<0.05）；应激4周和6周后，PFC、CA1区和DG区灰度值都明显增加（P<0.05，P<0.01）。说明应激2周后海马DG区HIF-1α表达显著增加；应激4周和6周后，各脑区HIF-1α表达均显著降低。

表2 不同应激时间小鼠脑区HIF-1α表达

3 讨论

我们先前的研究表明，一次性的电击足底应激，可引起小鼠海马和前脑的HIF-1α表达增加[5]，小鼠学习记忆能力增强，可以推测，小鼠脑内HIF-1α的变化与其脑功能的改变密切相关。HIF-1由α亚基和β亚基组成，HIF-1α在机体内感受氧的改变中具有重要作用。已经明确，HIF-1α表达的增加，可降低细胞由于缺血缺氧的损伤，对神经细胞起一定的保护作用[6]。

本研究中，采用不同方式的应激处理，刺激持续2周、4周和6周，目的是研究不同的应激时间，小鼠的自发活动和绝望程度，以及脑内HIF-1α的表达的变化。结果表明，随着应激时间的延长，2周的时间内，小鼠行为的没有明显改变，脑内HIF-1α表达可见轻度增加但不显著；而慢性应激4周后小鼠的自发活动明显减少、行为绝望程度增加，同时海马和前脑HIF-1α的表达也减少；慢性应激6周，小鼠的表现就更加明显。这可以说明，小鼠的行为学变化与脑内HIF-1α的表达密切相关；HIF-1α表达的减少可能为小鼠抑郁样行为增强的机制之一。