研究目的:抑郁症作为最常见的神经精神类疾病之一,是全世界普遍面临的医学问题和社会问题,并且大量研究表明肥胖人群较正常体重者罹患抑郁症的风险升高,肥胖导致情绪障碍等脑健康问题越来越引发关注。海马特别容易受到肥胖和高脂饮食的影响,且具有很强的成年神经发生能力。越来越多的证据表明肥胖引起的脂质异常、代谢功能紊乱、炎症反应能损害海马的成年神经发生功能。而运动已被证实可以减轻肥胖和缓解抑郁,然而,运动改善肥胖相关的抑郁等情绪障碍是否与海马区成年神经发生相关有待进一步明确。本研究拟构建长期高脂饮食小鼠模型,观察其抑郁相关的行为变化及海马齿状回区(Dentate gyrus,DG)成年神经发生情况,探究运动是否改善高脂饮食小鼠海马区异常成年神经发生,从而改善抑郁样行AMG510为。研究方法:(1)建立高脂饮食小鼠模型:选用60只雄性8周C57小鼠随机分成高脂组(45%High fat diet,HFD)和正常饲料对照组(Normal control,NC)。(2)测定小鼠生理指标:造模过程中连续12周,每周称重一次,监测记录各组小鼠的体重情况。在造模第8周和第12周结束后两组随机选取4只小鼠禁食16h,然后腹腔注射1.5g/kg葡萄糖溶液,割尾静脉取血,用血糖仪分别测0,30,60,120分钟血糖,进行葡萄糖耐量测试(glucose tolerance test,GTT);葡萄糖糖耐量试验结束后第二天进行胰岛素耐量测试(insulin tolerance test,ITT),每只小鼠腹腔注射0.75U/kg胰岛素。第12周造模结束后,每组随机选取5只小鼠,采用Echo MRI设备检测小鼠的全身脂肪重量和瘦体重,每只重复两次测试,均一性在5%内为有效数据。(3)行为学测试:采用新奇抑制摄食(Novelty Suppressed Feeding,NSF)、蔗糖飞溅实验(Sucrose Splash Test,SUST)、高架十字迷宫实验(Elevated Plus Maze,EPM)检测长期高脂饮食小鼠是否伴有抑郁样行为。(4)运动训练:将NC组和HFD组分为对照静置组(NCS)、对照运动组(NCE)、高脂静置组(HFDS)、高脂运动组(HFDE),每组各12-16只。运动组经过1周运动适应期后进行连续6周中等运动强度的跑台训练,采用运动负荷梯度递增的方案,每天不间断运动60min,连续5天,休息2天,具体跑台转速如下:第1-2周转速10m/min,第3-4周12m/min,第5-6周15m/min。运动结束后再次评价各组体重和体成分、相关行为学的变化。(5)在小鼠运动干预完成后,NCS,NCE,HFDS和HFDE每组随机选取6只小鼠,麻醉后进行心脏灌注固定取脑,4%多聚甲醛后固定24h后,用10%,20%,30%蔗糖溶液梯度脱水,最后包埋冰冻切片,厚度为30μm,收集含海马区的脑片进行未成熟神经元标记物双皮质素(Doublecortin,DCX)的免疫荧光实验,正置荧光显微镜下采集左右海马DG区图像(放大倍数为10×),用imaris9.0软件检测各组小鼠海马DG区阳性细胞数目和总细胞数目,计算阳性CWD infectivity细胞占比。采用SPSS26.0软件进行统计学分析,并进行正态性和方差齐性检验,符合正态分布且方差齐组间两两比较用t检验,多组间比较采用双因素方差分析,双因素方差分析高脂饮食和运动干预的影响,P<0.05具有统计学意义,P<0.01具有显著性差异。研究结果:(1)生理指标:实验前各组小鼠基线体重无明显差异(P>0.05),造模结束后,HFD组体重显著高于NC组,在运动干预结束后,各组体重呈下降趋势;通过分析小鼠的全身脂肪重量和瘦体重数据可得,运动干预前NC组全身脂肪含量显著少于HFD组,差异具有统计学意义(P<0.05),各组之间瘦体重差异无统计学意义(P>0.05)。运动干预完成后,HFDS组全身脂肪含量显著高于NCS组,差异具有统计学意义(P<0.01),HFDE组小鼠的全身脂肪含量较HFDS组减少(P<0.05),运动降低了肥胖小鼠的脂肪含量,各组之间瘦体重差异无统计学意义(P>0.05);造模第8周和造模第12周结束后两个时间点的葡萄糖耐量(GTT)和胰岛素耐量(ITT)试验结果均显示,NC组和HFD组血糖值差异无统计学意义(P>0EGFR抑制剂.05)。(2)行为学结果:运动干预前,HFD组小鼠新奇抑制摄食实验中开始啃咬食物的潜伏期明显长于NC组(P<0.05),摄食量无明显差异(P>0.05);蔗糖飞溅实验中HFD组梳理时长较NC组显著减少(P<0.01);在EPM实验中NC组小鼠在高架十字迷宫开放臂上的进入次数和停留时间均显著高于HFD组(P<0.05)。上述行为学结果证明了长期高脂饮食会增加小鼠的抑郁样行为。经过为期6周的跑台运动干预后,HFDE组小鼠的抑郁样行为得到明显改善,相较于HFDS组,新奇抑制摄食实验中HFDE组小鼠开始啃咬食物的潜伏期缩短(P<0.05);蔗糖飞溅实验中HFDE组小鼠梳理时长显著增加(P<0.05);高架十字迷宫实验中HFDE组小鼠进入开放臂次数显著增加(P<0.01),在开放臂停留时间显著延长(P<0.01)。(3)免疫荧光结果显示,HFDS组小鼠DCX阳性细胞比例显著低于NCS组DCX阳性细胞比例(P<0.01)。运动后得到了改善,与HFDS相比,HFDE组小鼠海马DCX阳性细胞比例增加(P<0.05)。研究结论:长期高脂饮食会引起小鼠海马齿状回成年神经发生减少,小鼠抑郁样行为增加,而运动可以减轻小鼠抑郁样行为,这可能与改善海马区成年神经发生有关。