摘要：背景：婴儿神经损伤引起青少年迟发性神经性疼痛，但是否也会导致精神疾病尚不清楚。环境丰富（EE）增加了社会交流和活动。因此，我们的目标是测试婴儿周围神经损伤后的焦虑和抑郁样行为，并评估环境丰富对这些情感障碍模型的影响。

 

方法：在接受婴儿选择性神经损伤（SNI）的大鼠中，测量了大鼠的开放视野、升高的加迷宫、蔗糖偏好和疼痛行为（缩足阈值、自发保护评分和对丙酮的冷反应）。采用酶联免疫吸附法测定细胞因子评价脑内炎症反应。然后，研究了脑室内注射（ICV）小胶质细胞抑制剂、米诺环素（MIN）和EE（自由行走轮、楼梯、塑料通道、凸起平台和各种彩色球）逆转婴儿SNI对行为和细胞因子影响的能力。

 

结果：婴儿神经损伤导致青少年焦虑和抑郁样行为。内侧前额叶皮质、基底外侧杏仁核和腹侧海马倾向于促炎性分布。脑室内注射MIN可减少焦虑和抑郁样行为而不影响疼痛行为，此外，脑室内注射MIN使大脑向抗炎状态倾斜。最后，环境丰富改善了焦虑和抑郁样行为，以及疼痛行为。EE增加了大脑IL-10，降低了IL-1β和TNF-α。

 

结论：婴儿神经损伤诱导青少年焦虑抑郁样行为和中枢神经炎症。环境的丰富通过使大脑的炎症平衡正常化来减少这些行为。

 

 

背景：焦虑和抑郁是慢性疼痛的常见共病。约40-60%的慢性疼痛患者报告有焦虑和抑郁，慢性疼痛患者的精神障碍终生患病率更高。神经炎症对慢性疼痛的发展也至关重要，包括神经性疼痛。然而，婴儿没有神经性疼痛。生活早期的周围神经损伤往往导致从青春期开始的神经性疼痛行为延迟发作。例如，臂丛神经损伤的新生儿很少发生慢性疼痛。幻觉疼痛发生在先天性肢体缺陷或早期手术截肢后很长时间。基于人群的研究表明，复杂的局部疼痛综合征在青春期之前从未发生过。神经性疼痛的发展与年龄有关，而慢性疼痛在青春期前很少流行。在动物研究中，接受选择性神经损伤（SNI）手术的大鼠直到损伤后4周才出现神经性疼痛，这归因于早期抑制脊髓炎症。考虑到慢性疼痛是精神疾病的一个重要原因，很少有临床研究关注婴儿神经损伤引起的情感性疾病，我们评估了大鼠婴儿周围神经损伤后的焦虑和抑郁样行为。焦虑和抑郁有很高的发病率，并且经常复发。在临床前研究中，包括自由转轮的环境丰富（EE）可能是模拟这种效应的一种有用方法。因此，我们测试了EE对精神疾病相关行为的影响。考虑到以往的研究表明焦虑和抑郁是炎症性疾病，我们还测量了婴儿选择性神经损伤（SNI）后的关键炎症细胞因子IL-10、IL-1β和TNF-α，并测量了EE治疗后中枢神经系统中这些细胞因子的变化。

 

方法：购买含母鼠的整窝仔鼠（1周龄）。大鼠幼崽按体重进行编号，然后按体重顺序将每两个连续的大鼠随机分为假手术组或SNI组，由计算机生成随机数“1”或“2”，分别表示“假”或“SNI”组。如前所述进行手术。出生后第10天（P）10，异氟醚麻醉大鼠，在解剖手术显微镜下在右大腿外侧进行小切口，露出坐骨神经。胫骨和腓共同支结扎并切断，保持腓肠神经完整。大鼠幼崽在第21天断奶，每笼饲养2-3只幼崽。行为测试、药物注射和酶联免疫吸附试验均采用盲法进行。实验1，大鼠幼崽在p10接受假手术或SNI手术，在青春期，大鼠在术后（）第20、40和70天（每组8只大鼠）接受行为测试，或在第45天处死，以检测内侧前额皮质（MPFC）、基底外侧杏仁核（BA）和腹侧海马（VH）的细胞因子（每组6只大鼠）。

 

在实验2中，大鼠幼崽在出生后第10天接受假手术或SNI手术，然后每天从术后第（POD ）34到POD 39天接受赋形剂或米诺环素（MIN）的ICV注射；POD 20和POD 40进行行为测试。在POD 45时进行最后一次行为测试后，将所有大鼠处死，收集MPFC、BA和VH进行细胞因子分析（每组10只大鼠）。

 

在实验3中，大鼠幼崽在第10天接受假手术或SNI手术，从POD11开始到实验结束，采用EE（常规标准笼作为对照）。在四组动物中，分别对POD20、40和70（每组9只大鼠）进行行为测试。POD 45处死大鼠进行细胞因子测定（每组6只大鼠）。EE由一个自由运行的轮子和以下任意两个玩具组成：一个楼梯、一个塑料隧道、一个升高的平台和各种颜色的球。这两个玩具每3到5天更换一次。对照组大鼠未暴露于转轮和玩具中。

 

疼痛行为测试：简言之，得分为0（爪平放在地板上，两爪重量相等）、1（轻移离同侧爪）、2（负重不均，部分爪抬起），或3（脚完全抬起，不承受任何重量）。根据先前的研究，在POD 11、20、40和70上测量机械刺激的缩足阈值。早上，大鼠被放在一个有机玻璃盒子里，在桌子上方50厘米处有一个网地板。在驯化15分钟后，用电动装置测量同侧爪缩足阈值。用增大的力刺激同侧后爪，当观察到爪退缩时，记录该值。三次重复测量平均得到一个平均值。根据先前的研究，对丙酮进行冷试验响应率。

 

焦虑和抑郁样行为测试：在POD 20、40和70时进行旷场试验，并遵循前面描述的程序。把大鼠放在一个旷场上（50×50×50×50厘米）。旷场分为两个区域：一个外围区域和一个中央（17_×17 cm）旷场区域。中心距离和中心持续时间被记录为焦虑样行为的测量值，总跑步距离被记录为一般运动行为的测量值。在盒子上方2米处用摄像机记录了5分钟的运动轨迹。每次试验后，用75%的乙醇清洁场地。如前所述，在旷试验后第二天进行升高迷宫试验，以评估焦虑样行为。准备好后，将一只大鼠放在平台区域的中心，然后，在正迷宫上方1.5米处用摄像机拍摄5分钟的轨道。记录进入开放臂次数和持续时间进行分析。每次试验后，将大鼠放回笼中，用75%乙醇清洗迷宫。在开场试验和高架加迷宫试验后，进行蔗糖偏好试验以评估抑郁样行为。这项实验是在先前的一项研究之后进行的，只是做了一些小的修改。所有大鼠在实验前均以1%蔗糖适应48小时。在POD25 ，45，75时，每只大鼠接受8小时的水和食物剥夺，然后接触两个瓶子，一个装满1%蔗糖，另一个装满纯水。暴露1h，记录纯水和蔗糖摄入量，计算蔗糖摄入量百分比。

 

脑室导管放置和注射：简言之，在POD 30时，大鼠用戊巴比妥钠（50 mg/kg）麻醉。麻醉后，将大鼠固定在立体定向装置上。然后，进行手术，放置一根导管，其立体定位坐标为：后部0.8 mm，左侧1.5 mm，腹侧4.5 mm。导管用牙科粘合剂固定，大鼠返回笼中恢复。通过插管注射亚甲蓝证实了ICV插管。盐酸米诺环素溶于生理盐水。异氟醚麻醉后大鼠双侧脑室微注射米诺环素（160μg/侧）或生理盐水（对照组）。每侧注入总体积为4.0μl，时间为10分钟。注射器再放置5分钟，以便扩散。从POD34到POD39每天进行微量注射。POD40时进行行为测试。

 

酶联免疫吸附法测定炎症介质：在POD45时，大鼠用戊巴比妥钠（100 mg/kg）深度麻醉，然后处死。如前所述，收集组织进行酶联免疫吸附试验。简单地说，大脑被放置在冷冻的基质中，然后在冷冻的玻璃板上进行显微解剖。MPFC是从一个2-mm厚的切片中获得的，该切片位于Bregma前方约5-3 mm处。VH从Bregma后方约3.2至7.2 mm的4 mm厚切片中分离出来，并从皮质和大脑底层结构中分离出来。在距Bregma后方约1.2至3.2 mm处解剖BA。采集样本后，用生理盐水将这些组织匀浆，并在2000转/分，4°C下离心10分钟。用酶联免疫吸附测定试剂盒对上清液进行IL-10、IL-1β和TNF-α测定。

 

结果：婴儿SNI手术诱导青少年焦虑和抑郁样行为：从青春期开始，测量焦虑和抑郁样行为。旷场试验表明，与假手术组相比，婴儿SNI手术组从POD 20到POD 40的中心时间和中心距离缩短。假手术组和SNI组在旷场的总运动距离无明显差异。SNI手术降低了中心距离/总距离比，这是一种将总运动的微小变化最小化的测量方法。迷宫试验表明，与假手术组相比，从POD21到POD41，婴儿SNI手术缩短了进入开放臂后的持续时间。与假手术组相比，POD 41的开放臂进入次数减少。蔗糖偏好试验表明，与假手术组相比，POD 45时婴儿SNI手术组的蔗糖摄取率降低。与假对照组相比，婴儿SNI组大鼠POD 20和POD 40时的缩足阈值降低，POD 20、POD 40和POD 70时的自发保护行为增强，POD 20和POD 40时对丙酮的反应增强。

 

婴儿SNI手术POD 45时增加了MPFC、BA和VH的炎症介质：酶联免疫吸附试验结果表明，与假手术组相比，SNI手术组MPFC、BA、VH的TNF-α和IL-1β升高。相比之下，与假手术组相比，MPFC组的婴儿SNI手术降低了IL-10。这些结果表明，SNI导致青少年大脑向促炎的方向发展。

 

脑室内注射MIN减少青少年焦虑和抑郁样行为：行为结果表明，从POD34开始连续6天脑室内注射MIN对假手术大鼠的焦虑、抑郁和疼痛行为没有影响。与实验1一致，与假手术组大鼠相比，SNI手术可诱导青少年焦虑、抑郁和疼痛行为。在旷场试验中，从POD 34开始的脑室内注射MIN增加了POD 40的中心距离和中心持续时间，在蔗糖偏好试验中，POD 45时的蔗糖摄入百分比增加。迷宫试验中，进入开放臂后的持续时间和POD 41时进入开放臂次数增多。尽管SNI降低了缩足阈值，增加了自发保护行为和对丙酮的反应，但脑室内注射MIN对假手术或SNI大鼠的行为没有影响。

 

EE抑制婴儿SNI诱导的青少年疼痛和焦虑抑郁样行为：从POD11开始接触EE，与无EE的接受SNI的大鼠相比，中心持续时间和中心距离明显增加。迷宫试验中同无EE的接受SNI大鼠相比，EE也增加了进入开放臂的持续时间。蔗糖偏好试验中，同无EE的接受SNI大鼠相比，EE也增加了POD25和POD45的蔗糖摄取率。

 

结论：研究结果表明，婴儿神经损伤会诱导青少年的焦虑和抑郁样行为，中枢神经系统会转变为促炎性。MIN对小胶质细胞相关炎症的抑制可抵消青少年的焦虑和抑郁样行为。EE包括运动，一种非药理学方法，抑制青少年的焦虑和抑郁样行为，恢复炎症介质的平衡。