目的:长期暴露于压力下会使大脑功能受损,出现记忆力、学习能力和社会认知能力衰退。在动物研究中,慢性应激已被证明会损害啮齿动物的社交行为,类似于抑郁症患者表现出的社交退缩。慢性应激极大地影响大脑功能,是抑郁症和阿尔茨海默病等脑部病变的诱因。海马体是边缘系统的一部分,主要参与学习和记忆,在应激反应的调节中起着关键作用。慢性应激会导致糖皮质激素释放增加,海马体含有丰富的糖皮质激素受体,这使得它对压力特别敏感。据报道,慢性约束应激(CRS)诱导小鼠海马体中活性氧(ROS)过度产生和氧化损伤,致使海马CA1区域神经元受损,显著加重学习和记忆障碍。已有实验表明在慢性束缚应激大鼠海马中有观察到铁死亡现象,这提示慢性应激中海马功能障碍可能与铁死亡有关,但具体机制还有待研究。我们前期已证明慢性应激小鼠血清和海马的皮质酮(啮齿类动物的糖皮质激素)和抵抗素resistin水平升高,有研究报道皮质酮对Erastin诱导黑色素瘤细胞铁死亡具有促进作用,并且还能够诱导成骨细胞发生铁死亡。resistin是一种促炎脂肪细胞因子,高水平resistin会增加细胞氧化应激。此外,有研究发现皮质酮能够促进脂肪组织及垂体中resistin基因表达增多。因此,我们猜测慢性应激可能通过皮质酮-抵抗素轴致使小鼠海马损伤,从而发生学习记忆障碍。研究方法:1、从GEO数据库中获取有关慢性应激的转录组数据,应用R语言程序及相关数据包分析获取慢性应激小鼠海马组织的差异表达基因,并进行KEGG富集分析和GO功能分析,探索慢性应激中海马结构及功能的损伤机制。2、制备慢性束缚应激小鼠模型,利用免疫印迹实验检测小鼠海马中GPX4的表达情况,在透射电子显微镜下观察小鼠海马体的超微结构,确定慢性应激小鼠海马组织内是否有铁死亡发生。3、体外使用不同浓度的皮质酮作用于HT22细胞和小鼠海马星形胶质细胞系,并通过检测细胞GPX4蛋白和脂质过氧化物LPO水平变化以及观察线粒体结构变化来探讨皮质酮是否参与海马细胞铁死亡的发生4、体内向小鼠侧脑室注射皮质酮,体外实验使用皮质酮刺激HT22细胞、星形胶质细胞系、小鼠脑微血管内皮细胞系Bend3、小胶质细胞系BV2,并通过ELISA试剂盒检测海马组织和细胞中resistin的分泌情况,以确定皮质酮是否能够诱导resistin表达增加。5、将resistin作用于HT22细胞和星形胶质细胞系,同样检测细胞GPX4蛋白和脂质过氧化物水平变化以及观察Food biopreservation线粒体结构变化情况,进一步探讨应激小鼠海马组织高水平的抵抗素是否会导致其出现铁死亡的现象。6、最后,应用流式细胞术检测皮质酮和抵抗素是否会诱发其他形式的细胞死亡。研究结果:1、使用R语言“limma包”分析获得了775个差异表达基因;KEGG分析显示有铁死亡(Ferroptosis)信号通路、阿尔兹海默症及自噬等信号通路富集;GO功能分析显示主要富集的生物学过程包括脂质氧化、脂氧合酶途径等。2、Western Blot结果显示相较于对照组,应激组小鼠海马组织GPX4蛋白表达增加,电镜结果显示应激组小鼠海马神经元和星形胶质细胞的线粒体结构有损伤,表现为线粒体嵴断裂或减少,双膜密度增厚,甚至出现气泡样变点击此处,形成透明的空泡。3、体外使用皮质酮刺激HT22细胞和星形胶质细胞系,在共聚焦显微镜下观察到皮质酮处理组的HT22细胞和星形胶质细胞系脂质过氧化物水平升高,且呈剂量依赖性;免疫印迹实验结果显示皮质酮刺激细胞GPX4的蛋白表达水平高于对照组;电镜结果显示皮质酮能够诱使线粒体结构受损,嵴减少,双膜密度增加。4、ELISA结果显示皮质酮能够诱导HT22、Bend3、BV2、星形胶质细胞系及体内海马组织resistin分泌增多。5、应用resistin刺激HT22细胞和星形胶质细胞系,检测结果显示resistin处理组Captisol浓度LPO、GPX4蛋白水平要高于对照组的,且线粒体结构受损,表现为与铁死亡线粒体相似的结构特征;此外,在HT22细胞中,resistin处理组还有自噬的现象。6、流式细胞术的结果表明皮质酮与resistin对HT22细胞和星形胶质细胞系并无凋亡及坏死诱导作用。结论:1、慢性束缚应激小鼠海马体出现铁死亡现象。2、皮质酮能够促进小鼠海马resistin分泌增加3、皮质酮-抵抗素轴选择性诱导海马细胞发生铁死亡。