抑郁症是一种常见的心境障碍,其发病率逐年增加,不仅对患者及家庭造成严重困扰,也加重了社会经济负担。多种躯体疾病可以诱发抑郁,慢性疼痛是最常见的诱因之一。然而,现阶段慢性疼痛共病抑郁（Chronic pain-induced depression,CPD）机制不清,缺乏有效的药物治疗。右美托咪定（Dexmedetomidine,DEX）是临床常用的镇静药,前期研究发现DEX可能具有抗抑郁潜力,但未在CPD模型上证实,其抗抑郁机制也不明确。本研究首先通过DEX干预CPD模型小鼠,观察DEX抗抑郁作用及量效关系,初步探讨海马神经元再生在DEX抗抑郁中的作用。之后,结合DEX药理特点,分别中枢性阻断小鼠中枢内DEX的内源性结合位点,探讨DEX抗抑郁作用的关键受体及线粒体动力学蛋白介导的机制。最后,通过细胞实验探讨DEX促神经元再生的线粒体动力学机制。通过上述研究,以期明确DEX抗抑郁作用并探讨DEX通过关键受体调节线粒体分裂促进海马神经元再生产生抗抑郁作用的新机制,拓展DEX临床新用途。第一部分DEX对成年小鼠慢性疼痛共病抑郁的量效影响及机制初探目的 通过不同浓度DEX干预CPD模型成年小鼠,观察DEX对抑郁表型的量效影响并探讨其机制。方法成年6-8周C57BL/6小鼠随机分为假手术组（Sham组,n=8）和慢性疼痛共病抑郁组（CPD组,n=72）。CPD组小鼠进一步分为六个亚组:CPD-control组、CPD-DEX6.25 组、CPD-DEX12.5 组、CPD-DEX25 组、CPD-DEX50 组、CPD-DEX100组。Sham组仅切皮,CPD组行右侧坐骨神经结扎。术后14 d,通过蔗糖偏好实验（Source preference test,SPT）、强迫游泳实验（Force swimming test,FST）、下肢热缩足反射潜伏期（PTWL）和血清皮质酮（Corticosterone,CORT）水平验证CPD模型。当小鼠同时出现蔗糖偏好度下降、FST不动时间延长、PTWL缩短和CORT增高定义为模型成功,建模成功的小鼠进入下一步研究。将采用腹腔注射（Intraperitoneal injection,ip.）方式给药。分别给予 0.1 mL/10g 生理盐水（NS）ip,6.25 μg/kg DEX ip.、12.5 μg/kg DEX ip.、25μg/kg DEX ip.、50 μg/kg DEX ip.和100μg/kg DEXip.,每天一次,连续干预7d。干预第5-7 d给予嘧啶核苷酸类似物BrdU 50 mg/kgip.,每天一次以标记新生细胞。7d次DEX干预结束后24 h检测蔗糖偏好度、FST不动时间、PTWL;EIISA法检测CORT水平;海马组织石蜡切片行免疫荧光法检测齿状回（Dentate gyrus,DG区）BrdU+和DCX+细胞表达情况。结果（1）CPD模型成功率为62.5%。（2）DEX＜25μg/kg时,随着浓度增加,蔗糖偏好度逐渐增加,FST不动时间逐渐缩短;当DEX＞25 μg/kg时,随着浓度增加,蔗糖偏好度逐渐降低,FST不动时间延长。DEX抗抑郁的量效关系呈“∩”型且25 μg/kg产生最佳的抗抑郁效果。（3）DEX镇痛作用与抗抑郁作用不一致,DEX≥6.25 μg/kg时,PTWL延长、血清CORT降低,且不随浓度增加而变化,呈现镇痛“封顶”效应。（4）DEX促进海马DG区神经元再生。与Sham组相比,CPD-control组海马BrdU+和DCX+细胞的百分比显著降低。当DEX＜25 μg/kg时,随着浓度增加,BrdU+和DCX+细胞的百分比逐渐增加;当DEX＞25 μg/kg时,随着浓度增加,BrdU+和DCX+细胞的百分比逐渐降低,25 μg/kg促进神经元再生的效果最佳。结论 DEX缓解成年小鼠慢性疼痛共病抑郁的量效关系呈“∩”型,25 μg/kg为优选剂量;成年小鼠海马DG区神经元再生介导DEX缓解慢性疼痛共病抑郁。第二部分 DEX通过I2R调节线粒体动力学蛋白改善慢性疼痛共病抑郁的机制研究目的通过分别中枢性阻断DEX的内源性结合位点:包括α2肾上腺素能受体（α2 adrenergic receptor,α2-AR）、咪唑啉 1 受体（Imidazoline receptor 1,I1R）和咪唑啉2受体（Imidazoline receptor 2,I2R）的结合位点,探讨DEX抗抑郁作用的关键受体及线粒体动力学蛋白介导的机制研究。方法6-8周龄C57BL/6小鼠随机分为Sham组和CPD组。CPD组行右侧坐骨神经结扎,术后14 d验证模型,建模成功的小鼠进行二次分组（每组n=6）:CPD-control 组、CPD-DEX 组、CPD-DEX+人工脑脊液（aCSF）组、CPD-DEX+育亨宾（Yoh,α2-AR拮抗剂）组、CPD-DEX+依法克生（Efa,I1R拮抗剂）组、CPD-DEX+咪唑克生（Ida,I2R拮抗剂）组,每组n=6。CPD组小鼠行侧脑室穿刺置管。Sham组给予NS 0.1mL/10g ip,CPD小鼠根据分组分别给予NS 0.1 mL/10g ip.,25μg/kg DEX ip.,25 μg/kg DEX ip.+aCSF 3 μL侧脑室注射（Intracerebroventricular,icv.）、25 μg/kg DEX ip.+Yoh 5 μg icv.、25 μg/kg DEX ip.+Efa 10 μg icv.、DEX 25μg/kg ip.+Ida 4μg icv.,每天一次,连续干预 7d。干预第 5-7 d 予 BrdU 50 mg/kg ip.,每天一次,连续3d。干预结束后24 h检测各组小鼠蔗糖偏好度、FST不动时间、PTWL;ELISA法测定血清CORT;分离脑组织前给予美蓝icv.明确侧脑室置管在位,海马石蜡切片行免疫荧光法检测DG区BrdU+和DCX+细胞表达;Western blot检测海马线粒体动力学相关蛋白:视神经萎缩蛋白1（Opa1）、线粒体融合蛋白1（Mfn1）、线粒体融合蛋白2（Mfn2）和线粒体动力相关蛋白1（Drp1）的表达。结果（1）模型验证:与Sham组比较,建模后CPD各亚组蔗糖偏好度下降、FST不动时间延长、PTWL缩短、CORT增高,差异有统计学意义,建模成功。（2）抑郁表型:DEX干预后,与CPD-control组比较,CPD-DEX组和CPD-DEX+aCSF组小鼠蔗糖偏好度增加、FST不动时间缩短;CPD-DEX组和CPD-DEX+aCSF组比较无统计学差异;与CPD-DEX+aCSF组比较,CPD-DEX+Ida组蔗糖偏好度降低、FST不动时间延长;其余各拮抗剂组较CPD-DEX+aCSF组差异无统计学意义。（3）疼痛表型:CPD-DEX、CPD-DEX+aCSF、CPD-DEX+Yoh、CPD-DEX+Efa、CPD-DEX+Ida组间比较显示PTWL和CORT均无统计学差异。（4）海马DG区神经元再生:与Sham组比较,CPD-control组海马DG区BrdU+细胞和DCX+细胞百分比降低;与CPD-control组比较,CPD-DEX组和CPD-DEX+aCSF组海马DG区BrdU+细胞和DCX+细胞百分比增加,但CPD-DEX组和CPD-DEX+aCSF 组比较无统计学差异;与 CPD-DEX+aCSF 组比较,CPD-DEX+Ida 组海马DG区BrdU+细胞和DCX+细胞百分比下降;其余各拮抗剂组较CPD-DEX+aCSF组差异无统计学意义。（5）线粒体动力学蛋白:与Sham组比较,CPD-control组Drp1表达下调;与CPD-control组比较,CPD-DEX组和CPD-DEX+aCSF组Drp1表达上调,CPD-DEX组和CPD-DEX+aCSF组间比较无统计学差异;与CPD-DEX+aCSF 组比较,CPD-DEX+Ida 组 Drp1 表 达下调,其 余拮抗 剂组与 CPD-DEX+aCSF 组 比较无统计学差异;Opa1、Mfh1、Mfn2 在各组间比较无统计学差异。结论 I2R是DEX在25 μg/kg浓度下产生抗抑郁作用的主要受体;I2R通过上调线粒体动力学蛋白Drp1促进海马神经元再生缓解慢性疼痛共病抑郁。第三部分 Drp1线粒体转位介导的DEX促进海马神经元再生的机制研究目的通过线粒体红色荧光蛋白自噬腺病毒（HBAD-mito-DsRed）转染海马神经干细胞（Neural stem cell,NSCs）,探讨DEX促神经元再生的线粒体动力学机制。方法以C57BL/6小鼠海马NSCs为研究对象。将悬浮神经球状态生长的NSCs处理为单个悬浮NSCs,按2×105接种于多聚赖氨酸/层粘连蛋白（PDL/Laminin）包被的24孔板/爬片,按8×105接种于PDL/Laminin包被的6孔板,予NSCs完全培养基孵育过夜。细胞贴壁后按感染复数（Multiplicity of infection,MOI）=200转染NSCs。共分为三组:Control组、DEX组和DEX+KN93[钙/钙调蛋白依赖性蛋白激酶Ⅱ（CaMKⅡ）特异性抑制剂]组,每组重复3次。分别给予NSCs完全培养基,10μM DEX+NSCs完全培养基,10 μM DEX+0.37 μM KN93+NSCs完全培养基孵育细胞。7d后,取细胞爬片进行免疫荧光检测,观察β微管蛋白3阳性（betaⅢtubulin+）细胞比例、betaⅢ tubulin与mito-DsRed共表达的细胞内线粒体长度;24孔板中的贴壁细胞裂解后采用ELISA法测定CaMKⅡ和Drp1表达;6孔板中贴壁细胞采用 Western blot 法测定 p-Drpser616、p-Drpser637 表达量。结果（1）与Control组比较,DEX组betaⅢ-tubulin+细胞百分比明显增多;与DEX组比较,DEX+KN93组betaⅢ-tubulin+细胞百分比降低,DEX+KN93组与Control组比较无统计学差异。（2）与Control组比较,DEX组betaⅢ-tubulin+细胞内线粒体呈分裂状态,长度较Control组明显缩短,KN93组betaⅢ-tubulin+细胞线粒体呈融合状态,长度较DEX组延长,DEX+KN93组线粒体长度与Control组比较无统计学差异。（3）与Control组比较,DEX组Drp1和CaMKⅡ表达上调;DEX+KN93组Drp1和CaMKⅡ较DEX组表达减少,但与Control组比较无统计学差异。（4）与Control组比较,DEX组p-Drp1ser616表达增多;与DEX组比较,DEX+KN93组p-Drplscr616表达降低,但与Control组比较无统计学差异;p-Drp1ser637表达在三组间差异无统计学意义。结论DEX通过Ca2+/CaMKⅡ信号通路磷酸化Drp1ser616促进Drp1线粒体转位介导线粒体分裂上调神经元分化。本研究明确了 DEX具有抗抑郁作用,且优选剂量为25μg/kg,海马DG区神经元再生是DEX抗抑郁作用机制之一;证实了 DEX通过关键受体I2R影响线粒体动力学蛋白Drp1的表达促进神经元再生缓解抑郁;发现了 DEX通过Ca2+/CaMK Ⅱ信号通路介导的Drp1ser616磷酸化调节线粒体分裂促神经元再生的机制。本研究结果既为DEX促神经元再生作用提供了新的机制理论,也拓展了 DEX临床新用途的研究领域。