реферат
Головний
Основні дослідження та клінічні дослідження депресії та антидепресантної реакції описують адаптаційні зміни в деяких областях лімбічного мозку, включаючи гіпокамп (Campbell and MacQueen, 2006; Krishnan and Nestler, 2008). Значна частина цієї роботи була зосереджена на адаптації норадреналіну та 5-НТ моноамінних систем, оскільки наявні в даний час антидепресанти блокують транспортери цих нейромедіаторів (Krishnan and Nestler, 2008). Однак все більше доказів також показують, що ефекти антидепресантів, що перебувають за течією, включають адаптацію шляхів передачі сигналу та експресію генів, особливо нейротрофічних факторів (Martinowich et al, 2007; Schmidt and Duman, 2007). Нейротрофічна гіпотеза депресії заснована на дослідженнях, які показують, що стрес знижується і що антидепресанти підвищують експресію нейротрофічного фактора в лімбічних структурах мозку і лежать в основі патофізіології та лікування депресії (Duman, 2004; Schmidt and Duman, 2007; Krishnan and Nestler, 2008).
Ми також досліджуємо можливі механізми, що лежать в основі індукції експресії VEGF флуоксетином, а також типи клітин, які експресують VEGF у відповідь на лікування антидепресантами. Одним з декількох підтипів 5-НТ-рецепторів, що беруть участь у дії СІЗЗС, є 5-НТ1А-рецептор. Активація 5-НТ1А-рецептора необхідна для нейрогенних та поведінкових ефектів флуоксетину, а введення агоніста 5-НТ1А-рецептора збільшує нейрогенез та має подібні до флуоксетину поведінкові ефекти (Detke et al, 1995; Santarelli et al, 2003; Banasr та ін., 2004). Крім того, зміни експресії, щільності та/або активності рецепторів 5-HT1A узгоджуються з ефектами лікування антидепресантами (Blier and Ward, 2003). Щоб вивчити роль рецептора 5-HT1A у регуляції експресії VEGF, ми визначили ефекти агоніста (8-OH-DPAT) та селективного антагоніста (WAY-100635) на рівні білка VEGF в гіпокампах. Ми також визначили, чи може введення антагоніста 5-HT1A рецептора блокувати вплив флуоксетину на VEGF та поведінку. Нарешті, для дослідження клітинного джерела VEGF, ми провели дослідження подвійного мічення маркерів нейрональних та ендотеліальних клітин та експресії мРНК VEGF.
РЕЗУЛЬТАТИ
Ефекти блокування VEGF-Flk-1 на антидепресивні ефекти флуоксетину
CUS-індукована ангедонія
Щоб визначити, чи відіграє роль передача сигналів VEGF-Flk-1 у поведінкових ефектах флуоксетину, когортам щурів спочатку вводили фізіологічний розчин (SAL) або флуоксетин щодня і піддавали процедурі CUS протягом 3 тижнів, потім давали вливання icv. Антагоністи Flk-1 або транспортний засіб (DMSO) у дні 14, 16, 18 та 20. У наступні дні з дня 22 когорта була піддана трьом моделям поведінки антидепресантів (рис. 1).
22-го дня всі тварини пройшли ППТ, яка зазвичай використовується для визначення гедонічного потягу тварин після хронічного легкого стресу (Willner, 2005). У щурів, які зазнали впливу CUS, ми спостерігали рівень переваги сахарози (∼ 40–50%, відсоток сахарози до загального споживання рідини), подібний до того, про що ми повідомляли раніше (Banasr et al, 2007; Banasr and Duman, 2008). Ми виявили, що щури CUS, які отримували флуоксетин, продемонстрували значне збільшення переваги сахарози порівняно з групою CUS, яка отримувала фізіологічний розчин (P 
Сигналізація VEGF-Flk-1 необхідна для скасування індукованої CUS флуоксетину (FLX) аноксиї. (a) Щури CUS + FLX + DMSO демонструють значно більшу перевагу до розчину сахарози, ніж щури CUS + SAL + DMSO та щури CUS + FLX + SU5416 (F (3, 24) = 5, 72, P * P ** P # P ## P
SU1498 блокує ефект флуоксетину (FLX) у пригніченому тесті новизни. (а) Хоча при двосторонньому статистичному аналізі ANOVA не вдалося знайти взаємодії між лікуванням та інфузією (F (1, 24) = 2, 24, P = 0, 14), був значний ефект від лікування (F ( 1, 24) = 9, 43, P = 0,0052), що вказує на те, що тварини, які отримували CUS + FLX + DMSO, виявляли значно нижчу латентність, ніж CUS + SAL + DMSO. Однак латентність CUS + FLX + SU5416 суттєво не відрізнялася від латентності CUS + SAL + SU5416. (n = 6-9 на групу). (b) FLX мав значний ефект у DMSO (F (3, 26) = 3,06, P 0, 1) (n = 7-8)/група). Взаємодія між лікуванням та інфузією була значною (F (1, 26) = 4, 41, P ** P # P
Сигналізація VEGF-Flk-1 необхідна для впливу флуоксетину (FLX) в аналізі примусового плавання. 2 × 2 ANOVA показав взаємодію між лікуванням х інфузією для обох видів поведінки (F (2, 63) = 4,41, P = 0,016). (a) Щури CUS + FLX + DMSO були значно менш нерухомими, ніж щури CUS + SAL + DMSO та CUS + FLX + SU5416 (F (3, 21) = 4,33, P * P ** P # P ## P
Нормальну поведінку флуоксетину блокує WAY-100635. (а) CUS щури показали значно нижчий відсоток споживаної сахарози, ніж контрольні (CTR) щури. (F (3, 20) = 7, 09, P ** P ## P
МРНК VEGF експресується нейронами та ендотеліальними клітинами: регуляція за допомогою ECS та лікування флуоксетином. Імуногістохімія з фенотиповими маркерами нейронів (NeuN) або ендотеліальних клітин (RECA) з подальшою гібридизацією in situ для мРНК VEGF (чорні зерна). (a, b) Репрезентативні зображення клітин GCL, імуномічених або NeuN (a, b), RECA (c, d) (коричневий) або GFAP антитілом (e, f), забарвленим крезилфіолетовим (синій); Шкала = 10 мкм. Деталі від контрольного (a, c, e) або ECS (b, d, f). На всіх малюнках стрілки вказують на NeuN-, RECA- або GFAP-позитивні клітини, що експресують мРНК VEGF. Фон визначався як 3 зерна на клітину, що було приблизною кількістю зерен, підрахованих на порівнянній площі в тонкій клітинній області, такій як хілус. Вставлені зображення виділяють клітинку зі стрілкою зі збільшенням 200%. (g) Кількісне визначення ефекту флуоксетину (FLX) на кількість клітин, що експресують мРНК VEGF вище фонових рівнів у GCL (NeuN: F (1, 6) = 10000, P * P † P = 0,06 порівняно з фізіологічним розчином або модельованою ECS.
Повнорозмірне зображення
Одномісний ECS суттєво збільшив кількість NeuN-позитивних клітин, що експресують мРНК VEGF у GCL, порівняно з фальшивими контролями через 24 години, але через 72 години рівні були такими ж, як і моделювання (рис. 6а, b та h). Також спостерігалося значне 4-кратне збільшення кількості RECA-позитивних ендотеліальних клітин, які експресують VEGF-мРНК у 24-годинну часову точку (Малюнок 6c, d та h). Цікаво, що через 72 години кількість ендотеліальної експресії мРНК VEGF все ще збільшувались майже втричі, хоча цей ефект був незначним (Р = 0,06, рисунок 6f). VEGF також експресується в GFAP-позитивних астроцитах, але не було значної індукції VEGF при застосуванні флуоксетину або ECS у цій популяції клітин (рис. 6e, f та h).
ОБГОВОРЕННЯ
Це дослідження показує, що сигналізація VEGF-Flk-1 необхідна для поведінкових ефектів антидепресанта SSRI флуоксетину в трьох різних поведінкових парадигмах. Ми показали, що блокада сигналізації Flk-1 змінює ефекти хронічного флуоксетину на дефіцит SPT та FST, спричинений CUS, і послаблює вплив SSRI на NSFT. Крім того, результати показують, що СІЗЗС підвищують експресію VEGF в гіпокампі, а індукція флуоксетину VEGF відбувається як у нейронах, так і в клітинах ендотелію. Ми також виявили, що гостре введення агоніста 5-HT1A-рецептора 8-OH-DPAT підвищує рівень білка VEGF, тоді як лікування антагоністом WAY-100635 знижує рівень VEGF і блокує вплив флуоксетину на перевагу сахарози та нове придушення годування.
FST та NSFT зазвичай застосовуються у ненапружених тварин для прогнозування ефективності ліків як антидепресантів та для вимірювання безпорадності та поведінки, подібної до тривоги (Bodnoff et al., 1989; Lucki, 1997). Раніше ми показували, що тварини, які отримували лікування CUS, демонструють підвищену затримку для годівлі в NSFT та нерухомість у FST (Haidkind et al, 2003; Banasr et al, 2008), а також дефіцит SPT, індекс ангедонії (Papp et al. 1991, Muscat та ін., 1992; D'Aquila та ін., 1997). Тут ми підтверджуємо, що хронічне введення флуоксетину збільшує перевагу сахарози у щурів, які зазнали впливу CUS, а також зменшує затримку та нерухомість годування. Це підтверджує парадигму CUS як моделі, в якій спричинена стресом поведінка пригнічується хронічним лікуванням флуоксетином.
Ефекти VEGF в мозку опосередковуються двома високоафінними рецепторами тирозинкінази для VEGF, Flk-1 та Flt-1 (de Vries et al, 1992; Quinn et al., 1993). Ми зосередили увагу на Flk-1, оскільки цей підтип рецептора експресується клітинами-попередниками нейронів та ендотеліальними клітинами у всьому гіпокампі (Yang et al, 2003), і тому, що сигналізація Flk-1 є важливою для нейрогенних ефектів флуоксетину (Warner-Schmidt and Duman, 2007 ). Ми виявили, що два структурно різних антагоністи Flk-1 блокують поведінкові ефекти флуоксетину у тварин CUS в SPT та FST. Ефекти введення флуоксетину в NSFT також були заблоковані інгібуванням передачі сигналів Flk-1, але суттєві взаємодії препаратів-антагоністів спостерігались лише для SU1498. Докази того, що SU1498 блокує поведінкові ефекти флуоксетину, також розширюють нашу попередню роботу над SU5416 (Warner-Schmidt and Duman, 2007). Ця сполука є відносно селективною щодо Flk-1, але також інгібує інші рецепторні тирозинкінази, включаючи рецептор фактора стовбурових клітин c-Kit (Smolich et al, 2001) та Ret тирозинкіназу (Mologni et al, 2006), хоча з меншою спорідненістю, ніж Флк. -1. На противагу цьому, SU1498 майже не впливає на c-Kit та Ret, що дає вагомі докази того, що передача сигналів VEGF-Flk-1 є важливою для поведінкових ефектів флуоксетину.
На додаток до цього дослідження, роль рецепторів 5-HT1A у ефекті лікування антидепресантами підтверджується кількома доказами. Недавні дослідження показують, що активація рецептора 5-НТ1А необхідна для впливу антидепресантів, включаючи флуоксетин, на нейрогенез та залежну від нейрогенів поведінку (Santarelli et al, 2003; Holick et al, 2008). Однак одне з цих досліджень показує, що роль 5-HT1A-рецепторів є специфічною для штаму у мишей, ставлячи питання про остаточну роль 5-HT1A-рецепторів у нейрогенних та поведінкових ефектах антидепресантів (Holick et al, 2008). Запропоновано посилення регуляції щільності та/або активності рецепторів 5-HT1A після хронічного лікування антидепресантами, що сприятиме уповільненому терапевтичному ефекту антидепресантів (Blier, 2001; Blier and Ward, 2003). Крім того, описана роль рецепторів 5-HT1A у поведінковому та нейрогенному ефектах флуоксетину. Ці ефекти є специфічними для штаму (Holick et al, 2008). Швидка індукція експресії VEGF у відповідь на 8-OH-DPAT разом наводить на думку механізм, за допомогою якого активована антидепресантами активація рецептора 5-HT1A може посилити нейрогенез і змінити депресивну поведінку у щурів.
У парадигмі CUS ми виявили, що субхронічне лікування WAY-100635 блокує вплив флуоксетину на SPT та NSFT. Термін введення WAY-100635 був обраний на основі часового курсу регуляції активності рецептора флуоксетин 5-HT1A (Blier, 2001) та експресії VEGF (Warner-Schmidt and Duman, 2007). Ми також виявили, що введення флуоксетину підвищувало рівень VEGF у тварин CUS і що цей ефект блокувався введенням WAY-100635. Це узгоджується з поведінковими висновками та гіпотезою, що індукція VEGF є основним ефектом антидепресантів. Однак лише CUS не суттєво знизив рівень VEGF, як повідомлялося раніше (Heine et al., 2005), припускаючи, що CUS-індукований поведінковий дефіцит не є результатом зниження білка VEGF. У сукупності результати показують, що індукція VEGF рецептором 5-HT1A необхідна для поведінкових реакцій на флуоксетин, проте зменшення VEGF не потрібно для поведінкових реакцій, спричинених CUS.
Підводячи підсумок, це дослідження демонструє, що передача сигналів VEGF-Flk-1 необхідна для поведінкової дії флуоксетину, і надає додаткові докази того, що регуляція VEGF є загальною та необхідною мішенню для лікування антидепресантів. Крім того, результати свідчать про те, що активація 5-HT1A може брати участь у регуляції експресії VEGF у нейрональних та ендотеліальних клітинах, індукованих антидепресантом. В даний час проводяться дослідження для характеристики локалізації та механізмів, за допомогою яких 5-НТ1А та інші підтипи 5-НТ-рецепторів регулюють експресію та функцію VEGF у відповідь на антидепресанти.
ПУБЛІКАЦІЯ/КОНФЛІКТ ІНТЕРЕСІВ
Автори заявляють, що крім доходу, отриманого від основного роботодавця, за останні 3 роки жодна фізична чи юридична особа не отримувала фінансової підтримки чи компенсації, крім перелічених нижче, і що немає жодних фінансових внесків, які могли б як потенційний конфлікт інтересів. Д-р Думен працював консультантом у компаніях Taisho, Takeda та Psychogenics, отримуючи гранти на наукові дослідження від Organon і Sepracor та роялті від Lundbeck, Lilly, Bristol Myers Squibb та Pfizer.