硫化氢改善慢性不可预测性温和性应激所致抑郁状态

阚丽园1谢明1（通讯作者）曾海英2邹伟2

阚丽园1谢明1（通讯作者）曾海英2邹伟2

（1湖南衡阳南华大学附属第一医院神经病科湖南南阳421001）

（2湖南衡阳南华大学附属南华医院神经病科湖南南阳421001）

【摘要】目的在CUMS抑郁模型上观察硫化氢对大鼠行为学的影响，以探讨硫化氢的抗抑郁作用。方法雄性Wistar大鼠40只，随机分为对照组、慢性不可预测性温和性应激组及高、低剂量NaHS治疗组(1.68mg/kg、5.6mg/kg)。采用CUMS建立抑郁模型，NaHS为硫化氢供体，强迫游泳实验和悬尾实验评价大鼠的抑郁水平。结果1.悬尾实验及强迫游泳实验结果显示CUMS组大鼠不动时间137.71±29.80和170.50±33.43较对照组不动时间58.25±7.41和110.25±20.02有明显提高，差异有统计学意义（T=6.83,P<0.001;T=3.29,P<0.005）；2.悬尾实验结果显示，NaHS治疗组大鼠(5.6mg/kg、1.68mg/kg)不动时间67.50±10.25和40.22±11.67较CUMS组不动时间137.71±29.80有显著下降，差异有统计学意义（T=6.03,P<0.001;T=-10.42,P<0.001）；强迫游泳实验结果显示，NaHS治疗组大鼠(5.6mg/kg)不动时间155.25±17.46较CUMS组不动时间170.50±33.43有显著下降，但差异不具有统计学意义（T=-0.96,P>0.05），NaHS治疗组大鼠(1.68mg/kg)不动时间106.33±32.79较CUMS组不动时间170.50±33.43有显著下降，差异具有统计学意义(T=-3.84,P<0.005)。结论CUMS可以诱导大鼠产生抑郁，硫化氢对CUMS所致抑郁样状态具有改善作用。

【关键词】硫化氢抑郁症慢性不可预测性温和性应激强迫游泳悬尾实验

【中图分类号】R741【文献标识码】A【文章编号】2095-1752（2014）07-0077-02

随着社会的发展，抑郁症患者已呈逐年上升趋势，目前我国每年约20万自杀人口中90%患有重度抑郁症。因此抑郁症的治疗已引起广大学者的重视。

研究表明抑郁症与遗传、神经及内分泌等多种因素相关，以前研究主要集中在生化机制方面[1]，对神经元的增殖及再生功能对抑郁症的影响鲜有涉及。神经营养活动是一种重要的神经保护机制，神经营养保护剂治疗抑郁症已引起了各国学者的高度重视。

硫化氢(hydrogensulfide，H2S)是第3类气体信号分子[4]，外源性给予NaHS可产生多种生物学效益：通过抑制血浆肾素活性降低肾性高血压模型大鼠血压[2]，通过多种神经保护机制治疗和预防帕金森病[3]，此外，H2S还与肝硬化、糖尿病、老年痴呆等多种疾病相关。近年来研究证实硫化氢具有神经保护作用和神经可塑性调节功能[4]。为探讨硫化氢是否具有改善大鼠抑郁样状态的作用，本实验拟通过腹腔注射H2S供体硫氢化钠(sodiumhydrosulfide,NaHS)观察大鼠行为学的改变。

1.材料和方法

1.1实验动物

健康成年雄性Vistar大鼠（200～220g），单笼饲养于12h/12h昼夜交替、温度、湿度恒定环境中,自由饮水、摄食。

1.2动物模型建立

慢性不可预测性温和性应激(chronicunpredictablemildstress,CUMS)模型是目前最主要使用的慢性应激模型，主要模拟了人类抑郁症的核心症状即快感缺失，其导致的行为异常可保持几个月，抗抑郁剂的长期使用可纠正这些行为异常。CUMS模型制作包括以下应激因子：冷水浴、禁水、禁食、潮湿垫料、昼夜颠倒、夹尾、足底点击、悬尾等。每日随机采取3种不同的应激，顺序随机，使大鼠不能预知刺激的发生。

1.3动物分组及处理

实验前动物随机分为4组：(1)对照组：不做任何处理，自由进食、摄水；(2)CUMS模型组：CUMS4w，在CUMS2w后腹腔注射(ip)生理盐水；(3)低剂量NaHS(1.68mg/kg)治疗组：CUMS4w，在CUMS2w后每天腹腔注射NaHS（1.68mg/kg）一次，连续2w；(4)高剂量NaHS(5.6mg/kg)治疗组：CUMS4w，在CUMS2w后每天腹腔注射NaHS（5.6mg/kg）一次，连续2w。

1.4统计学处理

所有计量资料以均数±标准差(x-±s)表示，采用SPSS16.0统计软件进行统计，组间比较参用单因素方差分析(OneWayANOVA)，组间两两比较参用SNK-q检验，以P<0.05判定差异有统计学意义。

2.结果

2.1CUMS可诱导大鼠产生抑郁状态

为明确本次实验CUMS是否成功导致大鼠产生抑郁，采用悬尾实验及强迫游泳实验进行行为学检测。悬尾实验结果显示：CUMS4w后，CUMS组大鼠不动时间137.71±29.80s与对照组不动时间58.25±7.41s相比有明显上升，结果具有统计学意义（T=6.83,P=0.000）（见Fig1）；强迫游泳实验显示：CUMS4w后，CUMS组大鼠强迫游泳不动时间170.50±33.43s与对照组不动时间110.25±20.02s相比有明显上升，结果具有统计学意义（T=3.29,P=0.004）（见Fig2），上述实验结果表明CUMS可成功诱导大鼠产生抑郁。

2.2H2S对CUMS所致抑郁具有拮抗作用

2.2.1H2S减轻CUMS大鼠悬尾不动时间

CUMS4w、NaHS治疗2w后行悬尾实验，结果显示与CUMS组大鼠时间137.71±29.80s相比，NaHS治疗组大鼠（5.6mg/kg、1.68mg/kg）不动时间（67.50±10.25s、40.22±11.67s）有明显下降，结果均具有统计学意义（T=-6.03,P=0.000;T=-10.42,P=0.000），表明H2S能有效降低悬尾实验不动时间，改善大鼠抑郁状态（见Fig1）。

Fig1.硫氢化钠对CUMS大鼠悬尾不动时间的影响

统计值=137.71±29.80,T=6.83,**P<0.001,vscontrolgroup;统计值=40.22±11.67、67.50±10.25,T=-6.03,##P<0.001;T=-10.42,##P<0.001,vsCUMSgroup

2.2.2H2S减少CUMS大鼠强迫游泳实验不动时间

CUMS4w、NaHS治疗2w后行强迫游泳实验。结果显示与CUMS组大鼠不动时间170.50±33.43s相比，NaHS治疗组大鼠（5.6mg/kg）不动时间155.25±17.46s有所下降（T=-0.96,P>0.05），表明NaHS（5.6mg/kg）似有改善大鼠抑郁状态的作用，但结果不具有统计学意义（见Fig2）。

CUMS4w、NaHS治疗2w后行强迫游泳实验。结果显示与CUMS组大鼠不动时间170.50±33.43s相比，NaHS治疗组大鼠（1.68mg/kg）平不动时间106.33±32.79s有明显下降，结果具有统计学意义（T=-3.84,P=0.001），表明NaHS（1.68mg/kg）可以有效降低大鼠强迫游泳实验不动时间，改善大鼠抑郁状态（见Fig2）。

Fig2.硫氢化钠对CUMS大鼠强迫游泳不动时间的影响

统计值=170.50±33.43,T=3.29,**P<0.005,vscontrolgroup;统计值=155.25±17.46,T=-0.96,#P>0.05,vsCUMSgroup;统计值=106.33±32.79,T=-3.84,##P<0.005，vsCUMSgroup

3.讨论

抑郁症严重危害着人类身心健康，尽管抗抑郁治疗已取得很大进展，但近年来发现传统抗抑郁药物有效率低、起效时间长、患者依从性低、副作用多等诸多缺点，临床使用受到很大限制。因此，寻找新的与抗抑郁作用相关的分子靶标，发现疗效确切且副作用低的新型抗抑郁药就摆在了我们面前。神经可塑性假说（neuronalplasticity）是新提出的抑郁症病理生理机制假说，现已逐步被人们接受[6]，为寻找新型抗抑郁剂提供了新方向。

内源性硫化氢是人体内第三种具有生物活性的气体信号分子[4]，在人体多个系统发挥了积极作用[5]。研究表明，硫化氢在神经系统发挥着神经保护和神经可塑性调节作用[4]，本次研究拟在前人研究成果基础上探讨硫化氢的拮抗抑郁状态的作用。结果显示：CUMS组大鼠悬尾及强迫游泳实验不动时间增加，表现出明显抑郁状态，从行为学上证明了抑郁模型的成功复制。NaHS1.68mg/kg、NaHS5.6mg/kg2个剂量组与CUMS组相比各行为学指标均得到明显改善，表明H2S可改善慢性应激所致的抑郁状态。综上所述，硫化氢作为具有神经保护作用和神经可塑性调节作用的气体信号分子，可有效改善CUMS诱导的抑郁样状态。

抑郁症与海马组织结构及功能变化密切相关：慢性应激可以促进海马神经元凋亡或死亡，引起海马损伤与萎缩，参与抑郁症的发生。其主要机制包括神经营养机制的损伤、糖皮质激素及兴奋性神经递质水平的升高等[7]。神经营养活动的调节是一种重要的神经保护机制，在海马组织中存在的众多神经因子中，BDNF是近年来的研究热点：BDNF具有促进海马神经元再生、增殖与分化，使神经元具有结构可塑性等多方面的神经保护作用[8]。研究表明在抗抑郁机制的研究中BDNF发挥着重要的作用。亦有研究表明H2S可增加PC12细胞中BDNF的表达。因此我们猜测，H2S很有可能通过促进BDNF表达水平的提高发挥抗抑郁作用。

综上所述，H2S可以改善慢性应激抑郁模型大鼠的抑郁行为，但其具体机制此次试验未涉及，可能与增加海马组织BDNF表达水平、发挥营养神经作用有关，但仍需进一步进行相关试验证实。此次研究发现，硫化氢作为具有神经保护作用和神经可塑性调节作用的第三种内源性气体信号分子，可以有效改善动物实验中大鼠抑郁行为，为治疗抑郁症提供一个新的研究方向及思路。

参考文献

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[2]LuM,LiuYH,GohHS,etal.HydrogenSulfideInhibitsPlasmaReninActivity[J].JAmSocNephrol,2010,21(6):993-1002.PMID:20360313

[3]HuLF,LuM,TiongCX,etal.NeuroprotectiveeffectsofhydrogensulfideonParkinson’sdiseaseratmodels[J].AgingCell,2010,9(2):135-46.PMID:20041858

[4]MoorePK,BhatiaM,MoochhalaS.Hydrogensulfide:fromthesmellofthePasttothemediatorofthefuture[J]?TrendsPharmaeolSci,2003,24(12):609-11.PMID:14654297

[5]GuoW,ChengZY,ZhuYZ.Hydrogensulfideandtranslationalmedicine[J].ActaPharmacolSin,2013,34(10):1284-91.PMID:24096643

[6]ShirayamaY,ChenAC,NakagawaS,etal.Brain-DerivedNeurotrophicFactorProducesAntidepressantEffectsinBehavioralModelsofDepression[J].JNeurosci,2002,22(8):3251-3261.PMID:11943826

[7]CzéhB,LucassenPJ.Whatcausesthehippocampalvolumedecreaseindepression?Areneurogenesis,glialchangesandapoptosisimplicated[J]?EurArchPsychiatryClinNeurosci,2007,257(5):250-60.PMID:17401728

[8]ScharfmanH,GoodmanJ,MacleodA,etal.IncreasedneurogenesisandtheectopicgranulecellsafterintrahippocampalBDNFinfusioninadultrats[J].ExpNeurol,2005,192(2):348-56.PMID:15755552

国家自然科学基金项目编号：81371485,81202518

湖南省自然科学基金项目编辑：12JJ9032