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第一章基于PET探索脂多糖诱导的抑郁样行为小鼠海马NLRP1激活和免疫炎症的改变目的:神经炎症目前被认为是抑郁症的发病机制之一。小胶质细胞作为大脑的主要免疫细胞,在这一过程中发挥了重要作用。体内分子影像学技术结合脑组织体视学精确定量分析、PCR及Western blotting等技术的使用对揭示抑郁症的发病机制和开发诊疗过程中有效的生物学标记物具有重要意义。方法:本研究将45只6-8周龄雄性小鼠随机分为对照组（Control,n=15）、脂多糖组（LPS,n=15）和脂多糖/氟西汀组（LPS/FLX,n=15）。LPS/FLX组小鼠预先腹腔注射氟西汀2周,Control组及LPS组则预先腹腔注射等量生理盐水2周,然后LPS组与LPS/FLX组小鼠同时腹腔注射LPS。LPS注射前、注射后24h、72h,各组小鼠均给予活体内[18F]DPA-714正电子发射计算机断层扫描（PET-CT）成像及行为学测试:糖水偏好实验（sucrose preference test,SPT）,旷场实验（open field test,OFT）和悬尾实验（tail suspension test,TST）,在活体状态下观察急性炎症诱导的抑郁样行为小鼠不同脑区（全脑、纹状体、皮质、海马、丘脑及杏仁核）小胶质细胞的激活情况（示踪剂摄取值）。行为学测试后,每组随机选取5只小鼠牺牲获取脑组织,对海马CA1、CA2-3和DG区的小胶质细胞进行体视学评估。同时检测各组海马NLRP1炎性小体（NLRP1、ASC、Caspase-1）、焦亡相关蛋白GSDMD及炎性因子（IL-1β、IL-18、IL-4及IL-10）的表达情况。结果:（1）与正常对照组相比,LPS应激小鼠在SPT中表现出更低的偏好率,在OFT中表现出更短的中央区域活动距离,在TST中表现出更长的不动时间;LPS/FLX则介于正常对照组和LPS组之间。（2）PET-CT显示,LPS应激后第24h的小胶质细胞激活量大于应激前,72h时趋于正常。同时,与正常对照组相比,24h时LPS应激小鼠小胶质细胞的激活量＞LPS/FLX组＞正常小鼠。（3）体视学结果显示,LPS应激中,CA1区小胶质细胞总量＞CA2-3＞DG区,且LPS/FLX组海马各亚区小胶质细胞总量低于LPS组,高于正常组。此外,与正常对照组相比,LPS应激小鼠在海马中表现出较强的IL-1β,IL-18和NLRP1炎症小体的表达,IL-4、IL-10的表达则降低。结论:（1）抑郁样行为小鼠海马区易受急性炎症刺激,尤其是CA1区。（2）PET分子成像技术结合NLRP1炎症小体、促炎及抗炎细胞因子的变化趋势能一定程度上提示抑郁样行为中海马区的免疫炎症变化情况,为评估抑郁症的发生发展提供了潜在的价值。（3）在急性炎症诱导的抑郁样行为过程中,氟西汀可能起到了减轻炎症反应的作用。第二章基于PET探索慢性应激小鼠海马NLRP1激活和免疫炎症的改变目的:免疫反应在不同的应激状态下表现出不同的病理特征。抑郁症发病过程中,不仅存在急性炎症状态,当机体处于慢性应激状态也可导致发病。在第一章中,我们通过模拟急性炎症状态下诱导的抑郁样行为探讨了该过程的小胶质细胞激活、炎症小体及炎症因子的变化。为了模拟不同的应激状态,我们将在这一章对这一过程进行探讨。方法:选取4-6周龄的雄性C57BL/6J小鼠,适应性喂养2周后进行糖水偏好基线测试,根据测试结果将符合实验纳入标准的小鼠纳入实验。纳入实验的小鼠随机分为正常对照组（Control group,n=20）、CUS模型组（CUS group,n=126）。实验期间,Control组小鼠正常饲养（5只/笼）;CUS组小鼠单笼饲养（孤养）。给予CUS组小鼠为期4周的CUS干预后根据行为学实验结果筛选出成模小鼠40只,随机分为CUS模型对照组（CUS+N group,n=20）及CUS模型+氟西汀组（CUS+FLX group,n=20）。CUS+FLX组小鼠接受4周的腹腔注射氟西汀干预:生理盐水配制成浓度为1mg/ml的氟西汀注射液,给药剂量为10 mg/kg/d,持续给药4周。CUS+N组接受4周的同体积腹腔注射生理盐水以作对照,在此期间继续予以CUS应激。于造模开始前（week0）对所有小鼠进行体重测量及糖水偏好测试;每周进行小鼠体重监测;造模第2周（week2）、第4周（week4）,氟西汀干预后第2周（week6）、第4周（week8）对各组小鼠均给予活体内[18F]DPA-714正电子发射计算机断层扫描（PET-CT）成像及行为学测试（SPT、OFT、TST）。氟西汀干预后第2周（week6）、第4周（week8）行为学测试后,每组随机选取10只小鼠牺牲获取脑组织,对海马CA1、CA2-3和DG区的小胶质细胞进行体视学精确定量分析评估（n=5/组）及NLRP1+/Iba1+免疫组织化学荧光染色（n=5/组）。同时检测各组海马NLRP1炎性小体（NLRP1、ASC、Caspase-1）、炎症因子（IL-1β,IL-18,IL-4,IL-10）及GSDMD的表达情况,以综合评价造模情况及氟西汀干预的抗抑郁效果。结果:（1）小鼠体重结果显示:对照组小鼠和CUS干预组小鼠在前四周造模过程中的体重变化存在统计学差异（p=0.009＜0.01）;成模后给予干预的四周,Control组和CUS+N组间（p=0.044＜0.05）、Control组和CUS+FLX组间（p=0.018＜0.05）存在统计学差异。糖水偏好实验结果显示:成模后,CUS组糖水偏好百分比显著低于正常组（p=0.000＜0.001）;氟西汀干预前,Control组和CUS+N组间（p=0.012＜0.05）,Control组和CUS+F组间（p=0.02＜0.05）;给予氟西汀干预后2周,CUS+N组和CUS+FLX组显著低于正常组,Control组和CUS+N组（p=0.000＜0.001）,Control组和CUS+F组（p=0.000＜0.001）;干预后4周,三组小鼠间糖水偏好百分比差异有统计学意义（p＜0.05）,CUS+N组显著低于正常组,而CUS+FLX组介于两者之间。旷场实验结果显示:造模成模时（第4周）,Control组和CUS组小鼠旷场中央区移动距离有显著差异（p=0.000＜0.001）,且中央区停留时间也有显著统计学差异（p=0.000＜0.001）。氟西汀干预后4周（week8）Control组、CUS+N组和CUS+FLX组三组小鼠间的中央区移动距离和中央区停留时间均无统计学差异。悬尾实验测试结果显示:造模第4周,Control组和CUS组小鼠不动时长有显著统计学差异（p=0.000＜0.001）;氟西汀干预4周后三组小鼠不动时长间有统计学差异,其中Control组小鼠不动时长显著短于CUS组（p=0.000＜0.001）和CUS+FLX组（p=0.000＜0.001）,CUS+FLX组则短于CUS组（p=0.011＜0.05）。（2）造模前,Control组和CUS组全脑之间[18F]DPA-714示踪剂摄取值无统计学差异。造模期间（week0-week4）和氟西汀干预期间（week6-week8）,Control组与CUS+N组间全脑示踪剂摄取值间差异有统计学意义（p=0.017＜0.05）,即CUS+N组小鼠全脑示踪剂摄取值高于Control组;CUS+FLX组全脑示踪剂摄取值高于Control组（p=0.013＜0.05）。Control组和CUS组间小鼠造模前（week0）海马PET示踪剂摄取值无统计学差异;造模第2周（week2）时CUS组小鼠海马PET示踪剂摄取值高于Control组（p=0.002＜0.05）;造模第4周（week4）时CUS组小鼠海马PET示踪剂摄取值也高于Control组（p=0.003＜0.05）但摄取量较week2时有所下降。Control组、CUS+N组和CUS+FLX组小鼠氟西汀干预第2周（week6）海马PET示踪剂摄取值间差异无统计学意义;第4周（week8）时三组间摄取值存在统计学差异,即CUS+N组高于Control组（p=0.021＜0.05）,CUS+FLX组显著低于CUS+N组（p=0.000＜0.001）、并低于Control组（p=0.036＜0.05）。（3）造模4周及干预4周体视学精确定量结果组间对比显示:Control组和CUS组小鼠海马区小胶质细胞（Iba1+）的总数间差异有统计学意义（p=0.002＜0.01）,即CUS组小胶质细胞阳性细胞总数均多于Control组。造模第2周CUS组阳性细胞数最多,造模4周时明显下降,自week4开始予以维持造模应激并注射生理盐水对照后,第6周至第8周阳性细胞数持续增加。造模前4周,体视学精确定量结果显示:Control组和CUS组小鼠海马区小胶质细胞（Iba1+）的总数间差异有统计学意义,CUS组小胶质细胞阳性细胞总数多于Control组（week2,p=0.000＜0.001;week4,p=0.027＜0.0 5）造模第2周,体视学精确定量结果显示:Control组和CUS组小鼠海马各CA1、CA2-3和DG亚区小胶质细胞（Iba1+）的数量间差异有统计学意义,CUS组小胶质细胞阳性细胞数多于Control组（CA1,p=0.000＜0.001;CA2-3,p=0.006＜0.01;DG,p=0.004＜0.01）造模第4周,体视学精确定量结果显示:Control组和CUS组小鼠海马各CA1、CA2-3亚区小胶质细胞（Iba1+）的数量间差异有统计学意义,即CA1区CUS组小胶质细胞阳性细胞数显著多于Control组（CA1,p=0.000＜0.001）;CA2-3区CUS组小鼠小胶质细胞阳性细胞数多于Control组（p=0.04＜0.05）。干预后第2周（week6）,体视学精确定量结果显示:Control组、CUS+N组和CUS+FLX组小鼠海马区小胶质细胞（Iba1+）的总数间差异有统计学意义,CUS+N组和CUS+FLX组小胶质细胞阳性细胞总数多于Control组（CUS+N组,p=0.000＜0.001;CUS+FLX组,p=0.008＜0.0 1）。干预后第4周,三组间海马区小胶质细胞（Iba1+）的总数间差异均有统计学意义。CUS+N组显著高于Control 组（p=0.000＜0.001）,CUS+FLX组则介于两者之间（p=0.006＜0.01;p=0.03＜0.05）。干预第2周（week6）,体视学精确定量结果显示:CUS+N组和CUS+FLX组与Control组小鼠海马各CA1、CA2-3亚区小胶质细胞（Iba1+）的数量间差异有统计学意义,在CA1亚区:CUS+N组小胶质细胞阳性细胞数显著多于Control组（p=0.000＜0.001）,CUS+FLX组介于两者之间（p=0.005＜0.01）;在CA2-3亚区:CUS+N组细胞数多于Control组（p=0.031＜0.05）,CUS+FLX组则少于Control组（p=0.006＜0.01）、显著少于CUS+N组（p=0.000＜0.001）。干预第4周（week8）,体视学精确定量结果显示:CUS+N组和CUS+FLX组与Control组小鼠海马CA1亚区小胶质细胞（Iba1+）的数量间差异有统计学意义,CUS+N组（p=0.000＜0.001）及CUS+FLX组（p=0.006＜0.01）均多于Control组;CUS+FLX组则显著少于CUS+N组（p=0.000＜0.001）。在CA2-3亚区,CUS+FLX组少于Control组;且CUS+FLX组少于CUS+N组。在DG亚区,CUS+N组（p=0.033＜0.05）和CUS+FLX组（p=0.042＜0.05）均多于Control组。（4）Western blotting结果显示:给予氟西汀干预的第2周（week6）CUS+N组促炎细胞因子IL-1β的相对蛋白量水平显著高于Control组（p=0.000＜0.001）,同时高于CUS+FLX组（p=0.007＜0.01）;CUS+N组和CUS+FLX组的IL-18水平高于Control组。CUS+N组抗炎性细胞因子IL-4蛋白量水平和Control组有统计学差异;CUS+N组（p=0.002＜0.01）和CUS+FLX组（p=0.000＜0.001）的IL-10蛋白量高于Control组。给予氟西汀干预的第4周（week8）,三组间促炎细胞因子IL-1β的相对蛋白量无明显差异（p＞0.05）;三组间IL-18相对蛋白量差异则存在统计学意义,CUS+FLX组＞CUS+N组＞Control组;CUS+N组和CUS+FLX组IL-4蛋白量水平和Control组有统计学差异（p＜0.05）;CUS+N组（p=0.0031＜0.01）IL-10蛋白量高于Control组,CUS+FLX组则高于CUS+N组（p=0.036＜0.05）,显著高于Control组（p=0.000＜0.001）（5）PCR结果显示:给予氟西汀干预的第2周（week6）,Control组、CUS+N组和CUS+FLX组间小鼠海马组织炎症小体（NLRP1、Caspase-1、ASC）差异有统计学意义（p＜0.05）。CUS+N组＞CUS+FLX组＞CUS+N组,其中组成炎症小体的复合成分之一Caspase-1显著高于正常对照组（p=0.000＜0.001）。CUS+N组（p=0.04＜0.05）和CUS+FLX组（p=0.03＜0.05）小鼠海马组织GSDMD水平均高于Control组。给予氟西汀干预的第4周（week6）,CUS+N组和Control组、CUS+FLX组间小鼠海马组织炎症小体中的NLRP1、ASC差异有统计学意义（p＜0.05）（6）NLRP1+/Iba1+免疫组织化学荧光染色结果显示:给予氟西汀干预第2周（week6）,CA1区CUS/N组共标细胞数量高于Control组（p=0.003＜0.001）;CA2-3区各组间共标细胞数量差异无统计学意义;DG区CUS/FLX组共标细胞数量高于Control组（p=0.041＜0.05）;CUS+FLX组共标细胞数量介于Control组和CUS+N组间,但差异间无统计学意义。给予干预的第4周（week8）三组间的比较,CA1区CUS/N组共标细胞数量高于Control组（p=0.001＜0.01）和CUS+FLX组（p=0.014＜0.05）;同样,DG区CUS/N组共标细胞数量高于Control组（p=0.022＜0.05）和CUS+FLX组（p=0.041＜0.05）。结论:（1）CUS抑郁模型中,产生了免疫炎症激活反应,且应激的早期激活较后期显著;（2）CUS抑郁模型中,海马中CA1区更易在慢性应激中受攻击;（3）氟西汀在CUS模型中有一定的抗炎作用,可能通过介导NLRP1炎症小体激活导致小胶质细胞激活、促进抗炎细胞因子IL-10分泌等一系列免疫反应而产生抗抑郁作用。