有氧運動干預CUMS小鼠海馬神經炎癥及改善NF-κB、TNF-α/IDO/5-HT信號通路的調控機制研究①

劉瑞蓮 屈紅林（宜春學院體育科學研究所，宜春336000）

抑郁癥是臨床上常見的一種以思維緩慢、興趣缺失、記憶力減退及顯著而持久的心境低落等為主要特征的伴有精神障礙和生理疾病的慢性復發性精神情感類腦疾病，患者通常社會功能低下，嚴重者會喪失生活工作能力，甚至出現自殺觀念和行為，嚴重危害人類的身心健康，給社會和家庭帶來沉重負擔。據世界衛生組織統計，抑郁癥已經成為第二大負擔疾病，預計至2030年，將成為世界首位重大負擔疾病。但截至目前，有關抑郁癥的發病機制尚不明確，雖然有研究者提出一些假說，如單胺類神經遞質分泌減少［1］及突觸傳遞效能減弱、細胞因子炎癥學說［2］、下丘腦-垂體-腎上腺皮質軸功能紊亂［3］、應激性環境與遺傳因素相互作用致使神經內分泌失調，以及突觸傳遞與突觸可塑性異常和大腦皮層與邊緣系統結構功能環路異常［4］等，但這些抑郁癥發病的假說難以從根本上解釋抑郁癥的發病機制。近年研究發現抗抑郁藥可通過激活調節神經可塑性的胞內信號轉導途徑實現抗抑郁的病理改變［5］。隨著研究的深入，越來越多的證據揭示，神經免疫系統與炎癥細胞因子參與了抑郁樣癥狀的產生。

海馬作為大腦中神經連接環路較為豐富的區域之一，其功能常與記憶、信息儲存相關，近年研究還發現其可參與情感和認知活動的調控，尤其在抑郁癥的發病過程中發揮重要作用。因此，近年來抑郁癥發病機制的諸多研究指向了海馬組織的變化，如海馬體積減小、神經元衰亡、丟失，及突觸發生核神經發生的減少等［6］?，F有的抗抑郁藥幾乎均靶向增強神經遞質5-羥色胺（5-hydroxytryptamine，5-HT）和去甲腎上腺素系統功能，但療效并不顯著，如UDAYA等［7］的研究結果顯示，抗抑郁藥5-HT再攝取抑制劑類藥物能緩解海馬神經元萎縮，增加海馬CA1區域齒狀回的樹突棘密度，誘導海馬神經元新生，提高神經再生能力。但大多數抗抑郁藥并非得益于藥物的直接藥理效應，而更多見于大腦試圖重建的代償反應，且時程較長。另外，抗抑郁藥停藥后實際上將患者置于更糟糕的狀況之中［8］。課題組前期研究成果表明，有氧運動一方面能促進慢性腦缺血的修復作用，顯示其在提高腦缺血小鼠神經遞質的傳遞方面作用顯著［9-10］；另一方面對于抑郁小鼠海馬組織神經營養因子BDNF的上調具有較好的促進作用［11］。抑郁癥的病理過程與海馬組織炎癥和神經遞質間有怎么樣的關系？它們之間又發揮怎樣的協調關系？有氧運動在抗抑郁的過程中扮演怎樣的角色？是本研究擬要解決的問題。本實驗采用慢性應激性刺激小鼠進行抑郁造模，實施有氧運動干預手段，并檢測干預前后有關色氨酸代謝產物犬尿氨酸（kynurenine，KYN）含量及代謝途徑限速酶吲哚胺2，3過氧化酶（indoleamine-2，3-dioxygenase，IDO）與其相關蛋白和細胞因子的變化，以明確有氧運動在對抗慢性應激性刺激誘導的炎癥相關的抗抑郁作用及機制。

1 材料與方法

1.1 材料實驗選用健康、雄性SPF級Kunming mice（KM）小鼠（動物合格證號：No.43004700032222，動物生產許可證號：SCXK（湘）2016-0002）作為實驗研究對象，60只，8周齡，體重（25±3）g，由湖南省景達實驗動物中心提供。ELISA試劑盒（Cusabio，Houston，USA）；TaKaRa提取試劑盒、RT-PCR試劑盒（TaKaRa Bio，USA）；蘇木素（Gill，Saint-Bio China）；甲苯胺藍（Sigma-Aldrich，China）；BCA試劑盒（Abcam，China）；Q-5000超 微 量 分 光 光 度 計（Quawell，USA）；7500熒光定量PCR儀（BIORAD，USA）；倒置顯微鏡（XSP-8F，廣西梧州中康貿易有限公司）；全自動酶標儀（RT6000，深圳雷杜生命科學股份有限公司）。

1.2 方法

1.2.1 實驗動物處理實驗動物分組：所有實驗動物適應性飼養1周后，按照隨機數字法分組，分為空白對照組（Control group，CG）、模型對照組（Model group，MG）和模型運動組（Model exercise group，ME），20只/組。除空白對照組正常飼養外，模型組小鼠均進行慢性應激性刺激造模。

慢性應激性抑郁癥造模（chronic unpredictable mild stress，CUMS）方法：針對模型組小鼠實施包括晝夜調整、白噪音、禁食、禁水、傾斜鼠籠、潮濕墊料、束縛、水平震蕩等在內的13種慢性應激性刺激，按照隨機數字法確定刺激方案，為防止小鼠出現適應刺激現象，確保相鄰時間的實施不同的刺激，總造模時間為4周。

運動方案：針對運動組小鼠在進行適應性跑臺運動后，均采取0坡度，10 m/min，60 min/d，6 d/周的中等強度進行為期8周的跑臺運動訓練。

1.2.2 神經行為學評定運動訓練結束后，每組隨機數字法選取8只小鼠，進行強迫游泳（forced swim test，FST）、強迫懸尾（tail suspension test，TST）神經行為學評定。

1.2.3 小鼠及樣本處理神經行為學評定結束后，針對每組神經行為學評定的8只小鼠，戊巴比妥鈉（劑量：50 mg/kg）腹腔注射麻醉后，心臟取血處死，冰上斷頭剝離頭皮及毛發，自枕骨大孔沿矢狀縫撬開顱骨，玻璃分針撥開大腦皮層，暴露海馬，分離海馬與周圍的腦組織，取出海馬，眼科剪自雙側海馬中間一分為二，左側海馬組織用于ELISA檢測，右側海馬組織進行總RNA提取。

隨機數字法選取6只小鼠，戊巴比妥鈉腹腔注射麻醉后，迅速開胸，自心臟進行腦在體固定，固定時先以4℃冰生理鹽水快速灌注，直至右心耳流出清亮液體，再以4%的多聚甲醛灌注，直至小鼠肝臟完全變白變硬，四肢和軀干僵直。冰上斷頭剝離頭皮及毛發，自枕骨大孔沿矢狀縫撬開顱骨，眼科剪從顱底部分離大腦與顱底組織連接，取出腦組織，4%多聚甲醛固定48 h以上，用于Nissl染色和HE染色。

每組隨機選取6只小鼠，按照上述方法剝離海馬組織，-80℃冰箱凍存，用于Western blot檢測蛋白含量。

1.2.4 Nissl染色觀察小鼠海馬神經元尼氏體改變腦在體固定后的小鼠腦組織，502膠水固定后，乙醇脫水、二甲苯透明，于石蠟包埋盒包埋，全自動切片機切片，厚度為5μm，切好后的腦片（海馬組織所在的腦片）進行脫蠟、脫水處理后，于45℃的甲苯胺藍溶液中染色30 min，蒸餾水沖洗3次后，梯度乙醇脫水、特殊分色液中分色，二甲苯透明，中性樹膠封片，顯微鏡隨機選取5個視野觀察尼氏體形態及染色陽性神經細胞數。

1.2.5 HE染色觀察小鼠海馬神經元形態學改變

腦在體固定和包埋、切片、脫蠟、脫水等（過程同前）處理后，蘇木素染色，自來水沖洗后，鏡下1%鹽酸乙醇分化，碳酸鋰返藍，伊紅染色，梯度乙醇脫水、二甲苯透明后，中性樹膠封片，鏡下觀察與拍照。

1.2.6 ELISA解凍后的左側海馬組織于電動勻漿機冰上勻漿后，低溫2 500 r/min離心15 min，取上清，嚴格按照ELISA試劑盒說明書進行標準品的稀釋、加樣，并依次完成溫育、洗滌、加酶、顯色、終止反應等過程，酶標儀調零后在450 nm波長處依序測量各組小鼠海馬組織中IDO、NF-κB、TNF-α、5-HT和多巴胺（dopamine，DA）等的OD值，并通過標準曲線計算樣品中各因子濃度。

1.2.7 RT-qPCR分離右側海馬組織，Trizol中冰上電動勻漿機勻漿，充分裂解，嚴格按照兩步法試劑盒抽提海馬總RNA。分光光度計測定小鼠海馬組織總RNA濃度及質量。將總RNA反轉錄為cDNA，以SYBR PCR Mixture進行PCR擴增，實驗操作嚴格按照產品說明書進行。按照2-ΔΔCt法進行數據的相對定量分析。相關引物設計由上海生物工程有限公司設計。具體見表1。

表1 小鼠相關因子mRNA引物Tab.1 Related factor mRNA primers of mice

1.2.8 Western blot測試前，將海馬組織取出剪碎、碾磨、裂解、提取蛋白。BCA試劑盒測定蛋白濃度。Western blot檢測小鼠海馬IDO、NF-κB、TNF-α的蛋白表達。5%SDS-PAGE進行制膠、電泳、轉模，3%的脫脂牛奶TBST室溫封閉1 h后，加入一抗稀釋液（1：1 000），TBST洗滌4次，4℃孵育過夜。加入兔抗鼠二抗稀釋液（1：8 000），室溫孵育1 h，TBST洗滌5次。ECL顯影液顯色，凝膠成像系統進行膠片的曝光和成像。檢測結果以IDO/β-actin、NF-κB/β-actin、TNF-α/β-actin灰度比值進行比較。

0.05 為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 有氧運動對CUMS抑郁小鼠神經行為學的影響由神經行為學評定結果可知，與CG相比，MG小鼠FST和TST時間明顯延長，差異有統計學意義（P＜0.01）；與MG組相比，經8周有氧運動訓練后，ME組小鼠的FST和TST時間明顯縮短，差異有統計學意義（P＜0.01）。提示系統規律的有氧運動能顯著降低抑郁小鼠的絕望行為。見表2。

表2 各組CUMS抑郁小鼠神經行為學評定結果比較（±s）Tab.2 Comparison of neurobehavioral assessment results of CUMS depressed mice in each group（±s）

表2 各組CUMS抑郁小鼠神經行為學評定結果比較（±s）Tab.2 Comparison of neurobehavioral assessment results of CUMS depressed mice in each group（±s）

Note：1）P＜0.01，vs CG；2）P＜0.01，vs MG.

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2.2 有氧運動對CUMS抑郁小鼠海馬組織單胺類神經遞質含量的影響由圖1可知，CG組小鼠海馬組織內5-HT含量較高，抑郁后小鼠海馬組織內5-HT與DA含量明顯減少，與CG組相比差異有統計學意義，經系統的有氧運動訓練后，小鼠海馬組織內5-HT和DA含量明顯增高。提示有氧運動能明顯增加抑郁小鼠海馬組織內單胺類神經遞質含量。

2.3 有氧運動對CUMS抑郁小鼠海馬神經細胞結構的影響與CG小鼠Nissl染色結果相比，MG組小鼠海馬神經元尼氏體染色變淺，核固縮嚴重并伴有神經細胞的空泡樣改變，數量減少甚至消失；HE染色結果顯示，MG組小鼠海馬神經元數目減少，核內空泡樣明顯，排列紊亂，連接松散。經連續8周的有氧運動干預后，抑郁小鼠海馬神經元尼氏體核固縮得到較好改善，空泡樣神經元減少，尼氏體數量增加并趨于飽滿；HE染色顯示雖仍存在神經元排列不整齊，但相比MG組小鼠得到較大改善，且神經元連接趨于緊密。

2.4 有氧運動干預CUMS抑郁小鼠海馬組織IDO和KYN含量的影響表3和圖1結果表明，抑郁小鼠海馬組織內IDO和KYN明顯升高，差異有統計學意義（P＜0.01），有氧運動能有效下調海馬組織內的IDO與KYN含量，且運動對二者的干預作用具有高度一致性。這可能與運動促使支鏈氨基酸供能增加，釋放的游離脂肪酸濃度上升，競爭性結合白蛋白結合位點，使游離色氨酸增多，干擾色氨酸代謝過程降低其代謝產物KYN的含量有關。

圖1 有氧運動對CUMS抑郁小鼠海馬組織單胺類神經遞質與KYN含量的影響Fig.1 Effects of aerobic exercise on monoamine neurotransmitters and KYN content in hippocampus of CUMS depressed mice

2.5 有氧運動對CUMS抑郁小鼠海馬組織炎癥因子活性的影響與CG組相比，MG組小鼠海馬組織中炎癥因子IDO、NF-κB、TNF-α活性明顯增高（P＜0.01），有氧運動干預后小鼠海馬組織的炎癥因子活性得到顯著抑制，與模型組相比差異有統計學意義（P＜0.01）。提示有氧運動能夠在一定程度上起到明顯的抗炎效果，結果見表3。

表3 有氧運動對CUMS抑郁小鼠海馬組織炎癥因子活性的影響（±s，n=8，pg/ml）Tab.3 Effects of aerobic exercise on inflammatory factor activity in hippocampus of CUMS depressed mice（±s，n=8，pg/ml）

表3 有氧運動對CUMS抑郁小鼠海馬組織炎癥因子活性的影響（±s，n=8，pg/ml）Tab.3 Effects of aerobic exercise on inflammatory factor activity in hippocampus of CUMS depressed mice（±s，n=8，pg/ml）

Note：1）P＜0.05，2）P＜0.01，vs MG.

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2.6 有氧運動對CUMS抑郁小鼠IDO、NF-κB、5-HT mRNA表達的影響與CG組相比，慢性應激性刺激可增加小鼠海馬組織炎癥因子IDO、NF-κB、TNF-α mRNA表達，降低5-HT mRNA表達，差異有統計學意義（P＜0.01）；有氧運動能夠抑制IDO、NFκB TNF-α mRNA表達，增強5-HT mRNA表達，與模型組相比差異有統計學意義（P＜0.01），結果見表4。

表4 有氧運動對CUMS抑郁小鼠海馬組織IDO、NF-κB和5-HT mRNA表達的影響（±s，n=8）Tab.4 Effects of aerobic exercise on IDO，NF-κB and 5-HT mRNA expression in hippocampus of CUMS depressed mice（±s，n=8）

表4 有氧運動對CUMS抑郁小鼠海馬組織IDO、NF-κB和5-HT mRNA表達的影響（±s，n=8）Tab.4 Effects of aerobic exercise on IDO，NF-κB and 5-HT mRNA expression in hippocampus of CUMS depressed mice（±s，n=8）

Note：1）P＜0.05 vs CG；2）P＜0.01 vs MG.

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圖2 各組小鼠海馬神經元Nissl染色與HE染色結果（×400）Fig.2 Results of Nissl and HE staining of hippocampal neurons in each group of mice（×400）

2.7 有氧運動干預CUMS抑郁小鼠海馬組織IDO、NF-κB、TNF-α蛋白含量的變化與CG組相比，MG組小鼠海馬組織中IDO、NF-κB、TNF-α蛋白含量均明顯升高（P＜0.05，圖3）。提示采用慢性應激性刺激能夠使小鼠產生抑郁行為的同時，其炎癥因子IDO、NF-κB與TNF-α等表達也明顯升高，說明其炎癥反應較為嚴重。相比于MG組抑郁小鼠，ME組小鼠NF-κB與TNF-α的蛋白表達明顯減少，差異有統計學意義（P＜0.05），IDO蛋白表達水平較MG組雖有下降，但差異無統計學意義，提示在一定程度上有氧運動有助于抑郁小鼠炎癥降低。此外，與CG組相比，ME組小鼠的炎癥相關蛋白表達除TNF-α低于CG組外，其他蛋白因子表達水平均高于CG組，雖然差異無統計學意義，但在一定程度上也預示CUMS抑郁小鼠進行系統的有氧運動后其炎癥反應下降。

圖3 有氧運動干預CUMS抑郁小鼠海馬組織蛋白含量（n=6）Fig.3 Aerobic exercise interferes protein levels in hippocampus of CUMS depressed mice（n=6）

3 討論

本研究有3個新發現：①慢性應激性刺激造模方法能有效誘導小鼠FST和TST延長，絕望行為表現突出，海馬組織單胺類神經遞質含量明顯減少，并伴有海馬神經細胞元尼氏體核固縮及空泡樣病理改變，而系統的有氧運動能有效改善抑郁小鼠的絕望行為，增加海馬組織單胺類神經遞質含量，修復和改善海馬神經元尼氏體的病理改變；②炎癥細胞因子TNF-α與IFN-γ高表達重復激活并誘導IDO活化，其又可促使色氨酸分解代謝的KYN通路的代謝產物KYN增加，游離色氨酸濃度下降甚至耗竭，低濃度游離色氨酸難以透過血腦屏障，造成腦內合成5-HT的前體物質色氨酸含量不足，直接影響5-HT的合成與釋放，其病理改變影響了抑郁癥的發展與轉歸，可能與NF-κB、TNF-α/IDO/5-HT通路的調控作用有關；③有氧運動拮抗抑郁炎癥，下調炎癥細胞因子的表達，進而降低IDO活性，減少腦內KYN通路代謝產物KYN含量，增加游離色氨酸濃度，使之能夠更多的通過血腦屏障進入腦內合成5-HT，改善海馬神經元認知功能障礙的發生與發展［12］，作為運動抗抑郁作用的潛在機制。這些發現提示有氧運動在預防和逆轉抑郁癥中具有潛在的臨床應用價值。

3.1 CUMS抑郁造模效果及有氧運動干預效果抑郁癥發病機制比較復雜。本研究采用CUMS方法建立小鼠抑郁模型，并探究有氧運動干預抑郁小鼠的抗炎效果。FST和TST是評價小鼠抑郁行為的有效監測指標，其中FST是通過檢測小鼠在強迫游泳過程中不動時間，TST是通過檢測小鼠強迫懸尾的不動時間，二者可反映小鼠的絕望抑郁狀態。本研究結果顯示，MG組小鼠相比于CG組而言，FST和TST時間均明顯延長，提示慢性應激誘導小鼠出現焦慮、絕望樣抑郁行為的出現。這種變化在之后的8周內并未呈現明顯改變，說明僅靠自身難以使造模成功的小鼠修復其抑郁狀態，這一結果與多數研究者所證實的慢性應激性刺激造模方法可引起抑郁小鼠不可逆性的損害一致［13］。與MG組相比，ME組小鼠在造模后的神經行為學評分與MG組相差較小，但隨著時間的推移，ME組小鼠的神經行為學評分得到較大幅度改善。提示有氧運動有助于抑郁小鼠神經行為機能的恢復。從海馬組織炎癥細胞因子活性來看，MG組小鼠海馬組織癥性因子活性明顯高于CG組，IDO、NF-κB及TNF-α差異均有統計學意義，提示MG組小鼠除因慢性應激性刺激誘發行為學改變外，還可引起小鼠海馬組織炎癥細胞因子活性增加，增強其炎癥反應。同樣，與MG組小鼠相比，ME組小鼠海馬組織炎癥細胞因子活性有顯著下降，提示有氧運動能有效降低抑郁小鼠海馬組織炎癥細胞因子的活性，起到明顯的抗炎效果，與3組小鼠神經行為學評定結果一致。

海馬神經元尼氏體的功能是產生神經遞質相關的蛋白質和酶類，以及神經活動時某些成分的更新，特別是神經元在興奮傳導過程中所消耗的某些蛋白質，主要由尼氏體合成新的蛋白質予以補充。正常生理情況下，尼氏體大而數量多，神經細胞合成蛋白質的功能較強，但在神經細胞受損時，尼氏體的數量會銳減甚至消失［14］。由海馬組織Nissl染色和HE染色結果可知，MG組小鼠海馬神經元尼氏體核固縮嚴重甚至消失，神經元數目減少，核內空泡樣病變嚴重，細胞間隙增大，排列疏松不整齊，這與PERI?等［15］的研究結果較為相似。而有氧運動有助于抑郁小鼠海馬神經元尼氏體空泡樣神經元的修復，增加尼氏體數量，促進神經元排列更加整齊，這可能與有氧運動可修復海馬神經元的形態結構，維持突觸的可塑性，進而改善腦功能等有關［16］。

3.2 有氧運動干預抑郁小鼠海馬組織NF-κB、TNF-α/IDO/5-HT通路的作用機制“單胺類神經遞質假說”認為突觸間隙的5-HT及去甲腎上腺素水平下降是誘導抑郁癥發病的重要原因，而“細胞因子學說”認為免疫應激、炎癥反應及細胞因子活化與釋放增多等是抑郁癥發病的重要誘因，兩種機制間是否存在依附關系？大量研究表明，抑郁癥患者腦脊液中5-羥吲哚乙酸水平較低，耗竭體內色氨酸可導致抑郁癥患者病癥復發，恢復正常飲食后，抑郁癥狀得以緩解。IDO過度激活導致色氨酸更多的代謝為KYN，大量耗竭色氨酸影響5-HT的生成與代謝。本研究發現有氧運動調控了CUMS抑郁小鼠海馬組織中的炎癥，這是有氧運動抗炎作用的重要體現。本研究還發現，NF-κB、TNF-α、IDO等炎癥因子及5-HT神經遞質在CUMS抑郁小鼠海馬組織表達差異有統計學意義，此外，NF-κB、TNF-α等免疫炎癥細胞因子可激活誘導IDO活化，活化的IDO又使色氨酸分解代謝的KYN通路的代謝產物增加，影響5-HT的合成與釋放。KYN是人體必需氨基酸色氨酸的代謝產物之一，其可自由通過血腦屏障，參與多種神經精神疾病、腎功能衰竭、白內障及各種慢性惡性疾病的病理過程。當機體受到過度壓力時，色氨酸分解的KYN代謝通路被激活，KYN水平升高即可誘發抑郁癥狀［17］。運動后機體骨骼肌利用脂肪和支鏈氨基酸供能增加，致使血液中支鏈氨基酸濃度下降，游離脂肪酸濃度上升，同時，系統的有氧運動還有助于通過肌肉、腸道菌群等代謝活動清理KYN等代謝產物，進而影響色氨酸在體內的代謝狀態，增加游離色氨酸的濃度，高濃度的游離色氨酸能夠具備較強的競爭力通過血腦屏障進入腦中［18-19］。由于5-HT不能透過血腦屏障，一方面需經氧化脫核后轉變為5-HT，增加5-HT在腦內的含量，另一方面，透過血腦屏障的游離色氨酸可合成腦內5-HT，促使腦內5-HT含量增加。此外，運動能夠提高骨骼肌細胞內PGC-1α1基因的表達量，而PGC-1a1可有效調控KYN代謝的關鍵酶犬尿氨酸轉氨酶（KAT）活性，KAT能誘發抑郁的KYN轉化為犬尿喹啉酸，降低KYN濃度，抵抗大腦壓力誘發的抑郁癥狀改變，因此，有氧運動能夠有效應對壓力和抑郁癥狀的耐受力已被論證［20］。臨床研究結果顯示，抑郁癥患者腦內5-HT含量顯著降低，由5-HT所調控的情感、警覺、記憶、食欲、睡眠與覺醒狀態功能出現不同程度的失衡［21］。運動所誘導的5-HT增強了機體上述功能狀態的調整，可能與有氧運動干預抑郁癥的作用相關。這些數據表明，海馬組織的炎癥可能是抑郁癥進展的重要因素。但在這一過程中，有氧運動能顯著抑制CUMS誘導的抑郁小鼠病理性海馬組織的炎癥因子的表達。

迄今為止，多種抑郁癥的發病機制研究都涉及抑郁癥的致病因子與IDO的調節關系，IDO成為樞紐性因素。MAES等［22］認為因免疫激活誘導IDO活化致5-HT合成的前體物質色氨酸耗竭，致使5-HT合成不足，且下游毒性代謝產物的增加均參與抑郁癥的發生。IDO是細胞內含亞鐵血紅素的酶，在催化色氨酸沿KYN代謝途徑中發揮限速酶作用，同時其還是一種由TNF-α、IFN-γ等炎癥因子中的一種或幾種細胞因子通過激活炎癥信號通路來激活的酶。TNF-α是能夠直接殺傷腫瘤細胞，對正常細胞無明顯毒性的細胞因子，具有免疫調節、介導炎癥反應等功能。已有研究發現，TNF-α在抑郁癥的發生與發病過程中發揮重要作用［23］。TNF-α代謝失調被認為與多種急慢性疾病的發生、發展與轉歸關系密切，尤其在抑郁癥的病理過程中直接參與免疫病理反應，并成為機體免疫-炎癥協調的信號網絡調控中樞。炎癥細胞因子除通過擴散、主動轉運、病理性滲透等方式透過血腦屏障傳導炎癥信號外，還可由星形膠質細胞與小膠質細胞分泌產生，而這兩類細胞正是IDO的存在場所，前炎癥細胞因子即可通過誘導巨噬細胞、小膠質細胞等免疫細胞中的IDO的轉錄過程參與抑郁樣病理改變。機體處于正常生理狀態時，IDO呈現較低表達水平，但由于免疫激活、感染或炎癥反應時，炎癥細胞因子TNF-α、NFκB等釋放增多時，可誘導IDO過度激活或上調IDO顯著表達，同時會催化色氨酸朝KYN代謝途徑發展，促使合成5-HT的前體物質色氨酸耗竭，影響5-HT的生成，進而加重抑郁癥［24］。但采用IDO拮抗劑1-MT可顯著抑制小鼠抑郁樣行為。本研究結果顯示，與CG組小鼠相比，MG組小鼠海馬組織IDO、NFκB和TNF-α mRNA表達明顯增強，提示CUMS誘導的小鼠抑郁樣行為與腦內免疫激活及炎癥細胞因子釋放密切相關，且從IDO的高表達結果來看，此過程可能與IDO誘導的色氨酸耗竭，影響到色氨酸-KYN代謝途徑產生的神經細胞毒性物質有關［25］，這一結果可在5-HT mRNA的基因表達結果得到驗證。與MG組相比，ME組小鼠的炎癥細胞mRNA表達明顯降低，且與CG組小鼠差異不顯著，同樣的結果也顯示，5-HT mRNA表達較MG組明顯升高，且高于CG組，這可能與有氧運動可誘導皮質醇下降有關。因皮質醇過高會破壞中樞神經核團的遞質降解，增高的皮質醇引起血中色氨酸和酪氨酸降解，影響游離色氨酸透過血腦屏障，進而導致中樞的5-HT合成減少。由3組小鼠的Western blot檢測結果可知，MG組小鼠的炎癥細胞因子IDO、NF-κB、TNF-α蛋白表達明顯升高，而有氧運動組小鼠的蛋白表達含量降低，這一結果與炎癥細胞因子的RT-qPCR驗證結果有高度相似性。

4 結論

8周的有氧運動能夠有效地抑制慢性應激性抑郁小鼠海馬組織炎癥細胞因子表達，起到明顯的抗抑郁效果，這一作用機制可能與有氧運動參與調控炎癥細胞因子誘導的IDO干預色氨酸-KYN代謝途徑影響5-HT表達，即以NF-κB，TNF-α/IDO/5-HT通路的作用發揮拮抗抑郁小鼠海馬神經炎癥反應，減緩和改善抑郁小鼠海馬神經認知障礙。