俄罗斯科学家发现,免疫调节剂或者其与抗抑郁剂氟西汀的结合有助于克服鱼类的精神压力。对此,生物学家人为地为斑马鱼创造出较长时间的无法预料的紧张环境,然后使用药物对其进行“治疗”。未来,这项研究将有助于研发新的治疗由慢性精神压力引起的心理失调的方法。

 danio rerio

该研究得到俄罗斯科学基金会的资助,研究结果发表在Scientific Reports杂志上。

在人们的日常生活中有很多引起精神压力的因素,比如高强度的工作、持续的城市噪音、担忧和不安情绪、睡眠不足等。如果高强度的精神压力持续时间过长,比如持续数月或几年的繁重劳动,会引起严重的心理失调,比如抑郁。心理失调的治疗非常复杂,因为症状千差万别,影响其表现的因素也很多,比如遗传因素、社会因素和生态因素等。此外,在精神紧张的时候,发炎病变会增强,从而削弱抵抗力,造成其他疾病的发展。为了详细研究由精神压力所引起的疾病的成因和治疗方法,科学家使用实验室动物来进行工作。斑马鱼是非常好的实验对象,因为它们很好养殖,容易生长,且它们的基因组、生理现象以及大脑构造都和人类的非常相似。

圣彼得堡国立大学、阿尔玛佐夫国立医学研究中心、格拉诺夫俄罗斯放射外科技术科学中心(圣彼得堡)、莫斯科物理技术学院(莫斯科)、索契“天狼星”科学技术大学、乌拉尔联邦大学(叶卡捷琳堡)的研究人员和马斯特里赫特大学(荷兰)的同事一起分析了精神压力对于斑马鱼的行为和荷尔蒙产生的影响。

实验开始之前,研究人员把几十条斑马鱼养在标准舒适的环境中:水温和照明良好的大鱼缸中。然后把一半的鱼转移到环境没有这么舒服的鱼缸中:水温要比它们所习惯的高或低一点,水中还有掠食者或者掠食者的“气味”,照明不充足或者完全没有照明,没有食物等其他让它们惊慌的环境。在11周的时间内,研究人员每天都进行不同的实验,在此过程中生物学家主要监测鱼的日常状态,这一阶段结束之后进行治疗精神压力的药物疗法。科学家们将医学中广泛应用的氟西汀用作抗抑郁剂。这种方法的创新之处在于研究人员还给这些鱼群补充免疫调节剂:脂多糖类,这是一种由细菌细胞壁构成的促炎聚合物,它能够引起免疫反应,并产生二十碳五烯酸,这是很多动物脂肪的组成部分,并能够抑制机体中的发炎反应。

研究表明,经受了紧张情绪的鱼会挤成一群,而且喜欢待在鱼缸底部,这说明它们的惊慌程度有增加。另一方面,科学家们注意到它们厌恶性学习的能力有所增强,即防备危险的能力。科学家们通过一个有趣的测试来进行证明:他们把斑马鱼放入一半明亮一半黑暗的鱼缸中。鱼类的天性使它们更喜欢在光照不好的地方生活,因此在实验中它们更多的时候是在鱼缸阴暗的部位活动。但是研究人员会定期给这种舒适的空间通电,迫使鱼群游动起来。结果显示,在这种条件下,和“平静的”鱼群相比,之前经过精神压力的鱼群会逐渐开始较少地出现在鱼缸的黑暗部分,这说明,它们很快学会了避开让他们讨厌的因素,即电流。

在所有实验结束后,科学家们将这些鱼进行安乐死,它们的神经组织样本被用来研究荷尔蒙状况。使用抗抑郁剂和免疫调节剂来治疗“受惊”的斑马鱼的实验表明,氟西汀和所期望的一样,消除了惊慌,降低了紧张造成的大脑中正肾上腺素的水平。此外,氟西汀和二十碳五烯酸的结合具有更强的效果:它们不仅可以一起恢复鱼群的平静行为和应激反应荷尔蒙的水平,还能提高多巴胺,即快乐荷尔蒙的水平。当一起使用脂多糖和氟西汀时,斑马鱼和慢性精神压力下相比,会变得更加惊慌,也更加紧密地挤在一起。

“我们的研究表明,可以通过抗抑郁剂以及与其他药物的结合来协同提高治疗精神压力的效果。比如,很多海产品中包含的多不饱和Omega-3脂肪酸就是一种二十碳五烯酸,它不仅可以帮助氟西汀治疗精神压力,还会对机体产生消炎作用,这对于神经失调非常重要。未来我们将深入研究氟西汀和二十碳五烯酸以及脂多糖免疫调节剂之间的关系,从而理解它们对加强或削弱治疗精神压力效果的原因”,项目负责人、生物学博士、教授、欧洲科学院成员、圣彼得堡国立大学生物精神病学实验室主任阿兰·卡鲁耶夫说。