2018年12月19日,在实验楼B301进行seminar。
参会人员有薛玲老师,郭英慧老师以及团队研究生。
本次seminar由高明周、张浩进行汇报。首先由张浩进行汇报,主题为“中枢PAG区ALLO波动在PMDD发病机制中的作用”。
张浩:今天和大家分享的这篇SCI,2012年发表在Brazilian Journal of Medical and Biological Research,一点多分。女性大脑在动情周期中由性腺激素的周期性变化,引起的不断变化的。这些激素是高度亲脂性的并且容易从血浆传递到大脑,可以影响神经元功能。外周循环黄体酮的迅速减少变得越来越明显,在周期晚期发生这种情况可以引发类似退缩的反应,其中GABA A受体表达的变化使得过度反应某些脑区域参与处理对压力刺激的反应。PAG被认为是整合焦虑/防御反应的重要区域,通过其神经活性代谢物allopregnanolone的作用从黄体酮中输出,触发PAG中GABA能神经元上的突触外GABA A受体的上调。结果,输出细胞上持续的GABA能量降低,导致电路的功能兴奋性增加,并且在晚期对应激刺激的响应性增强。短期神经甾体给药可以预防晚期发情期间的这些变化,产生异丙肾上腺素外周浓度的逐渐下降,而不是自然发生的快速下降,从而消除了中枢戒断反应的触发因素。接下来分四部分来介绍。
第一部分是PMDD的发病机制与孕激素及其代谢产物的相关性。
已有文献报道PMDD依赖于女性激素的周期性变化,特别是与黄体期孕激素及其代谢产物四氢孕酮密切相关,其含量变化是PMDD发病机制的一个重要方面。研究证实黄体期孕烯醇酮与别孕烯醇酮的降低、脱氢表雄酮的增高、脱氢表雄酮/别孕烯醇酮和脱氢表雄酮/孕烯醇酮比值升高是PMS情绪变化的生物学因素之一。动物实验方面表明,具备PMDD症状的焦虑及抑郁情绪大鼠的脑中枢内孕激素及其代谢产物含量显著增加,而在动情周期晚期卵巢分泌的孕酮和ALLO会显著降低。在大鼠的行为学测试中也证明孕激素的含量改变会影响其焦虑情绪。动情周期晚期的大鼠对旷场环境更加恐惧。一定量孕激素注射可缩短大鼠强迫游泳累计时间,缓解其焦虑情绪。痛觉过敏作为与大鼠焦虑行为增加相关的现象,在动物实验中也得到证实。Devall A J等人的研究表明对动情周期晚期大鼠进行5分钟温和导致焦虑振动应激可诱导痛觉过敏反应,动情周期的其他时期则不会观察到类似的现象。而孕酮给药模拟大鼠在发情后期自然发生的孕激素下降,表现出与后期发情期动物相似的诱导的痛觉过敏现象。激素水平变化的速率是PMDD发病的重要影响因素,孕激素及其代谢产物ALLO在黄体期含量增加后的突然撤退是PMDD发病机制的重要方面。有研究指出,自然周期的大鼠处于动情周期晚期时,孕激素分泌急剧下降。对大鼠给予外源性孕酮后突然撤退促使对应激反应源的反应性增加,而逐渐递减的撤退则不会。因此,孕激素及其代谢产物ALLO含量的迅速下降可能是PMDD的关键诱发因素。临床工作已经表明PMDD依赖于女性激素的周期性变化,其症状出现于黄体晚期,此期孕激素含量增加,在黄体晚期血中孕激素或其合成类似物迅速减少之时其症状出现。正常育龄期女性在黄体期出现血清黄体酮分泌的高峰,PMDD患者体内的ALLO含量较正常高。PMDD患者有更高的电刺激皮肤感觉疼痛评分和更低的缺血阈值。而研究表明女性在黄体期的痛觉过敏与焦虑行为增加有关。孕激素减少的速率对PMDD发病的作用在临床研究方面体现为患者的临床症状与黄体期孕酮减少率之间的关联。而在黄体晚期女性卵巢黄体酮分泌迅速下降,可能成为触发对心理反应增强的因素之一。
老师意见:这就说明模型动物激素变化很大,给药后应该是动情周期前后变化小于模型组。类似于咱们之前做的孕酮撤退,后期可以做一次四氢孕酮的撤退,更直接。
张浩:第二部分PMDD的发病机制与PAG区的相关性。韩贺云等人提出通过事件相关单位(ERPS)技术记录大脑诱发电位来反映认知过程中脑的神经电生理改变。经前时期下丘脑和脑垂体处激素浓度改变会导致中枢神经递质的活性下降,进而导致异常情志和行为的出现。人类的情绪感知与脑中枢海马关系密切,其脑神经的萎缩会导致抑郁程度明显加重。M Gingnell 等人指出PMDD患者在月经周期的不同阶段其焦虑情绪和杏仁核反应性会有不同,即PMDD患者的发病机制与杏仁核关系密切。PAG区是由一群高密度的神经细胞围绕中脑导水管构成的一片扇形区域,是调控恐惧反应的重要脑区。参与调控恐惧反应的中枢也对情绪类的疾病产生调控作用,尤其是PAG区。PMDD作为以焦虑和愤怒行为等情绪异常为主要临床表现的综合征,其发病机制与PAG的联系已经得到了证实。已有研究表明,GABA能神经递质系统在PMDD的发病机制中发挥重要作用。GABA能神经元遍布大鼠的整个PAG区,尤其是背外侧区域。此外,PAG区在大鼠疼痛传导过程中发挥重要作用是痛觉信号传递过程中一个承上启下的重要结构,在痛觉调制过程中发挥重要的作用。这与动情周期晚期诱导大鼠的痛觉过敏反应以及临床工作中的PMDD患者出现更高的电刺激疼痛感觉相一致。
老师意见:脱氢表雄酮是他的前体,这些都是经典的指标,得到认证的,我们可以直接检测这些指标来验证咱们的新药。
张浩:第三部分PAG区ALLO波动在PMDD发病机制中的作用。
PAG区的孕激素及其代谢产物ALLO波动参与了PMDD的发病机制。研究药物氟西汀对PMDD的治疗疗效中指出,短期给予低剂量氟西汀可以提高动情间期晚期脑内ALLO浓度,减缓孕酮代谢产物的突然下降。动情周期晚期氟西汀诱导的脑内ALLO浓度提升抵消了生理性下降造成的影响,从而解除了撤退效应致焦虑的触发机制。PAG内含GABA能神经元及GABA等神经递质,GABA是一种重要的抑制性神经递质,其浓度的降低会导致焦虑情绪的增加。GABA能神经元作为以GABA为主要神经递质的神经细胞在脑内的抑制性反应中发挥重要的作用。黄体晚期孕酮下降与中枢神经系统GABA改变相关联,而已有研究证明ALLO是GABAA受体的有效正向调节剂。孕酮及其代谢物可通过基因机制调节GABAA亚基受体的表达。在动情周期晚期或外源性孕激素撤退后,脑内孕激素浓度下降通过其代谢产物ALLO引发GABA能神经元的GABAA受体的α4,β1 和δ等亚基上调。而这些转录变化会改变正在进行的GABA能神经元抑制活性水平,从而上调神经元集合的兴奋性。而PAG区神经环路兴奋性的增强在清醒动物中表现为焦虑水平及对应激刺激的行为反应性增加。在大鼠的神经电生理实验中发现动情周期晚期PAG区内输出神经元上的GABA能量值明显减少,这使得环路更易兴奋。有研究表明动情周期晚期PAG神经环路功能兴奋性增强降低了由直接电刺激PAG区诱发的逃避行为的阈值对五肽胃泌素(一种已知的给药后可激活PAG神经环路的多肽类物质)的自主神经反应性在动情周期晚期显著增加了。在大鼠动情周期晚期诱发痛觉过敏时的PAG神经环路的功能性激活也发生了改变,表现为即早基因c-fos的区域表达减少,这与应激诱导的GABA能神经元 c-fos 表达降低一致。因此,PAG区对ALLO波动的敏感性所引发的一系列变化可能是PMDD的关键发病机制。
第四部分小结与展望。
PMDD的发病机制与孕激素、ALLO及PAG区的联系可概括为:女性黄体期脑内孕酮含量增加后的迅速降低造成的ALLO生理性回落触发了PAG区GABA能神经元亚群突触外GABAA受体表达的上调,这种转录变化增加了PAG神经环路的兴奋性,而这一神经机制的改变表现为对急性心理应激的行为反应性和焦虑水平的增加。从而表现为在月经前期的焦虑、行为障碍等方面的改变。目前对PMDD发病机制的研究热点集中在脑区及激素水平,并且已取得了较大的进展,对于揭示PMDD的发病机制提供了大体的方向但在脑区及激素水平的微观机制及具体的深层联系、各因素之间的相关性等方面却缺乏深入的研究。从黄体期孕激素及ALLO的浓度变化引起中枢PAG区GABA能神经元及其受体以及神经环路的变化从而引起行为反应性的改变这一微观机制,对PMDD患者的症状病因学做一综述,以期进一步揭示PMDD的发病机制,并为PMDD的药物治疗的靶点选择提供参考。
老师意见:抑制性强了,会刺激与之相应的其他方面也增强。表达上调是转录水平的表达上调。汇报太过精炼,会使有的地方理解不透。语言上不要按文章的排布,要自己把文章串起来。
老师:以后所有设备使用需提前预约,F区B区实验室使用也需提前预约,预约表交给薛老师。各实验设备大体计算一下几月几日使用,前后可有一星期的出入,每次使用仪器需登记使用人、使用情况,谁弄坏了谁修。试剂耗材也要按照实验方案进行订购。常用耗材每月月初由孙亚统一订购,其他个人所需特殊用品每周五自行找王杰琼老师订购,若需大批量使用某种耗材,请提前申请。以后仪器设备、饲料垫料由蔡亚伟负责,订购动物由胡明会负责,试剂耗材由孙亚负责。年终总结要写明发了几篇文章、几个专利,以便评优。年会定在12月27日,有实验不能来的需提前请假。
接下来由高明周进行汇报,主题为“经前烦躁障碍症脑中枢发病机制研究进展”。
高明周:主要是围绕我的研究方向读了一些书籍和论文,聚焦肝主疏泄调畅情志。“肝主疏泄”作为肝藏象的主要生理功能,自1977 年被正式收录至历版《中医基础理论》全国教材,成为中医学界对肝生理功能的共识;肝主疏泄,是指肝气具有疏通、畅达全身气机作用,包括促进精血津液的运行输布、脾胃之气的升降、胆汁的分泌排泄以及调节精神情志等功能。
第一部分,引言。
“情志”二字始于《礼记》。情志致病萌芽于春秋,奠基至两汉,定型于宋金元,深化于明清。东汉张仲景于《类经》列“情志九气”,并首提“情志病”之名:“情志病即情志有异,影响脏腑等气机和功能的正常运行,致人生病。”古代文献中,情志异常疾病命名主要涉及“癫”“狂”“痈”“郁”“惊悸”“脏躁”“梅核气”及“百合”等,而对情志异常疾病的临床症状描述则主要涉及“郑声”“重言”“妄言”“妄闻”“妄见”“健忘”“心神恍惚”等。情志为病影响患者身心两面,相比一般疾病更为棘手,非药石可调之。经前烦躁障碍症(Premenstrual Dysphoric Disorder,PMDD)为中医典型情志病证之一。以经前规律性出现精神、躯体、行为异常,病症状程度更加严重,尤以精神情绪症状为主,轻症为经前期综合征(Premenstrual Syndrome,PMS),高发于育龄女性群体。症状可分为情绪症状、躯体症状和社会适应症状三类。 其中情绪症状:急躁易怒、情志抑郁、焦虑、情绪低落、感觉无望、心烦、恐惧。典型情志病证,PMDD,分肝气逆证、肝气郁证。《柳州医话》说,“七情之病,必由肝起”,情志异常能导致肝失疏泄,肝失疏泄又能导致情志异常。疏泄太过,则表现为烦躁易怒,头胀头痛,面红目赤等,疏泄不及,则表现为抑郁寡欢,多愁善感等。中医杂志、中药药理与临床,猕猴和大鼠模型试验提示:肝主疏泄可能通过调节机体某些活性物质含量而呈现作用,其功能定位为脑中枢,尤其是下丘脑和边缘叶。中国中西医结合杂志,“方—证—效—脏腑功能本质”思路,证实:肝主疏泄的中枢神经生物学机制涉及丘脑一垂体一肾上腺轴,作用的脑区涉及到下丘脑、海马、杏仁核等。山东中医药大学学报等,随着高冬梅等以血氧依赖性功能磁共振成像(BLOD-fMRI)技术初步探知肝主疏泄调畅情志的中枢调控机制,而随着现代科技手段的不断应用,情志病与脑中枢的脉络联系逐渐清晰起来。
第二部分,脑中枢发病机制研究。
脑影像学研究技术,脑功能成像是当今该领域的主流方法。相应而起的相关技术有:功能磁共振成像(Functional Magnetic Resonance Imaging,fMRI)、单光子发射电子计算机断层扫描(SPELT)、脑磁图(MEG)、磁共振氢质子波谱(1H MRS)、正电子发射断层显像(PET)和直接皮层电刺激(Directelectrical Cortical Stimulation,DECS)神经电生理等技术。其中,EEG和MEG的原理是测量神经元活动,而PET和fMRI原理在于测量血液流动,即:神经元的活动需要增加激活区域的氧气和葡萄糖来满足血液循环的需要,得到广泛应用。核磁技术有两个常用的状态,即基于任务的血氧水平依赖的脑功能磁共振技术(T-fMRI)和静息态功能磁共振(R-fMRI)。脑中枢研究,分脑结构研究、脑功能研究。脑结构对PMDD病情正式研究始于2012年,J Affect Disord。 边缘和旁边缘皮质灰质异常是PMDD的重要神经发病机制。相比健康人,PMDD患者大脑海马皮层灰质密度偏大,海马旁回的灰质密度偏低。Human Brain Mapping。 黄体期背外侧前额叶皮层灰质体积会增大。Journal of Affective Disorders。PMDD患者灰质体积变大只出现在后小脑,而非其他脑区。暂无可靠证据能够证明灰质异常与PMDD症状严重程度存在相关。PMDD患者大脑多个部位灰质可能均发生异变,不过限于各个研究采取的测量技术和纳入样本量偏低,结果可靠性应多中心、大样本予以验证。争议是异常改变究竟是发生在某一个脑区还是多个脑区?PMDD严重程度、症状、发病年龄和疾病负担程度与背外侧前额叶皮质的异常激活程度密切相关。PMS患者双边楔前叶、左侧海马和左侧颞皮层fALFF升高,黄体期扣带回(ACC)和小脑fALFF降低。PMDD妇女的前扣带回前膝部和腹内侧前额叶皮质在月经周期内激活程度较低。情绪任务刺激下,部分小脑被激活,而从卵泡期到黄体期PMDD患者表现出更强的小脑激活程度和相对的葡萄糖代谢。相比对照,PMDD黄体期杏仁核对于负性刺激反应增强,进一步研究则揭示,PMDD妇女杏仁核在卵泡期激活增强,消退于黄体期。将经前烦躁障碍症划分肝气逆、郁两证。侯艳娇运用fMRI技术从PMS入手,逐步发现PMS肝气郁证主要调控脑区为额叶、顶叶、枕叶、双侧岛叶、压后扣带皮质。具体机制是枕叶、颞叶中的梭状回和右侧颞下回、小脑激活增强与Sub-lobar,Sub-Gyral,Extra-Nuclear,额叶(尤其是眶额部皮质、额叶内侧面)、边缘叶、基底核激活降低。王爱成以影像学为依据做了肝气郁结证的脑区定位研究,证实“肝主疏泄”的调控中心在脑。涉及左侧额下回(BA 47)、扣带回前部、扣带回后部、脑干中脑、延桥交界、右侧楔叶(BA8 )、左侧小脑等相关脑区。张震使用任务刺激发现经前期综合征肝气郁证主要调控脑区在额叶(尤其是眶额部皮质、额叶内侧面)、小脑相关脑区,说明肝主疏泄调畅情志的主要脑区是额叶和小脑。PMDD患者在皮质GABA含量随着月经周期由卵泡期到黄体期而出现含量的上升; 提示神经系统的四氢孕酮和GABA异常的相互作用诱发疾病;PMDD患者的前扣带皮层、内侧前额叶皮质和左基底节GABA含量显著低于正常水平 。热议,脑内γ-GABA、Glu含量升高,5-HT、NE、Ach、DA含量降低,进而影响前额叶皮质功能降低,导致疏泄太过调畅情志功能失常;说明脑内神经递质含量变化介导上述脑区功能及神经递质功能异常;临床呈现烦躁易怒、亢奋激动等情绪改变?
第三部分,脑中枢药物机制研究。
常用药物,PMS/PMDD目前的治疗主要是以药物缓解症状、调控精神状态。中医认为其病因与肝关系密切,肝失疏泄导致肝气逆、郁两证,如:中医辨证PMDD肝气郁证主要为情志不遂、肝失疏泄和气血失调,治以疏肝健脾,调理气血,正所谓调肝方药。疏肝之药有:舒郁胶囊、白香丹、四逆散、瓜蒌木金散、疏肝调经饮加减、柴胡疏肝散加减、逍遥散加减等,皆对于肝气郁躯体有明显效果,使用频率较高的单味中药以柴胡、白芍、香附丹皮、当归、川芎等。现代研究发现:单味柴胡具有兴奋与镇静中枢神经系统、抗抑郁的作用;白芍配伍柴胡则具有明显抗抑郁作用,缓解月经不调所致胸胁疼痛;香附与茯苓配,对中枢神经系统产生明显的抑制作用;甘草苷能改善抑郁模型中快感缺乏的症状,具有抗抑郁样作用;等等。动物实验中常选用中成药或中药方剂与西药氟西汀等作随机对照研究:氟西汀,通过纠正大鼠脑中枢中5-HT、DA、NE 等单胺类递质的含量,同时影响血液中的 E2、P 的水平而发挥治疗效应。柴胡疏肝散,海马、额叶、中缝背核等部位存在大量5-HT1A受体,PMDD肝气郁证患者外周血中 5-HT、HCY、ACTH 的含量可能偏高,而灌胃柴胡疏肝散,则能使各物质含量趋于基本正常;舒郁胶囊,通过纠正5-HT3B受体异常表达水平,明显抑制Ca2+信号通路,减少5-HT3A受体表达,下调海马神经元GABABR2蛋白表达水平,恢复神经元细胞内p-CREB和cAMP含量正常水平,还能增加抑郁大鼠脑内CaM和Ca+的浓度,修复神经元的正常生理功能,涉及脑区包括海马、额叶、顶叶、下丘脑;经前舒颗粒, PMS 肝气郁证模型大鼠下丘脑 MAOA 和 MAOB 基因的表达发现,MAOA 基因表达较对照组高,通过经前舒颗粒干预后其基因表达恢复正常,表明下丘脑 MAOA 基因与 PMS 肝气郁证相关。研究证实:人类情绪感知与脑中枢海马关系密切,其脑神经的萎缩与死亡,都会导致抑郁程度明显加剧。柴胡疏肝散、四君子汤、柴疏四君汤等疏肝中药方剂通过激活下丘脑-垂体-肾上腺轴(HPA)轴达到治疗疾病的效果。PMDD与雌激素水平偏高有直接关系,同时发现:经前时期下丘脑和脑垂体处雌激素浓度偏高会导致中枢神经递质的活性下降,进而异常情志和行为出现。除雌激素外,性激素对大脑 GABAA受体产生一定影响。通过溴隐亭对于PMDD肝气郁患者乳房疼痛的缓解作用,可推断PMDD肝气郁的微观机制可能是DA及其受体含量下调。泌乳素含量在黄体期明显低于月经前期和月经期,在黄体期有下降趋势。当然,PMS患者脑内5-HT存在异常,PMDD肝气郁证患者大脑皮层的关联维数(D2)高于正常人。
第四部分,总结与展望。
老师意见:从形式到内容都很完整,中西医都有。从病因病机到用药重点突出。前面铺垫完整,整体也很连贯。咱们同学以前做汇报,经常没有前期铺垫,高明周这次汇报逻辑清楚,从大到小都很完整。不足之处就是讲的太快,讲到哪指到哪。PPT的格式也很清晰。发到群里,让大家参考一下。脑中枢我们一直做人的,但是动物和人会有差别,所以大家要查一下动物实验要检测哪个脑区,参照最新的文献,不要老是借鉴团队前期经验,脑区要分的越来越细,检测海马,可以具体到海马的哪个区域。研究方法也可以多样化,除了western blot,可以做免疫荧光等其他检测。从文献当中找线索,要自己把所有知识串起来。把脑区结构弄明白,各受体分布在哪个区域,前期工作要充足,不能有硬伤。
高明周汇报去香港培训体会。
高明周:这次去的主要任务学习知识,体验研究氛围;了解合作团队的研究进展情况;优势互补。大家以后如果要出去培训,一定要先去财务处询问是否可以报销,经研究生处等各部门签字再外出。香港的作息时间普遍往后推,上午九十点上班,晚上会做到凌晨左右。实验室布局很紧凑,和B213差不多。他们会在低温冰箱排风口处放一个风扇,以免冰箱温度过高。学到的技术不是特别多,但是看到东西的比较多,眼界会不一样。
老师:研究生一定要有自主性,老师定了大体方向,具体方案都不管,自己写草案然后找老师讨论。实验用的东西都是自己准备。博士开题的时候都已经做了一部分了。咱们现在就是开始晚,研一就应该开始,这样到研三才能见刊。我们在主动性上还差很多。还没着手或者刚刚开始实验的要提高主动性。博士师哥们要发挥特长,教教师弟师妹们。