跑台运动对去卵巢应激大鼠海马自噬诱导细胞凋亡的影响

doi:10.12307/2025.640

中国组织工程研究 ›› 2025, Vol. 29 ›› Issue (18): 3848-3855.doi: 10.12307/2025.640

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跑台运动对去卵巢应激大鼠海马自噬诱导细胞凋亡的影响

宋艳丽1，张熙2，郭杨博1，凌小妹1，李林海1，杨子欣3，苏晓云4，崔建梅1

1中北大学体育学院，山西省太原市 030051；2山西工程科技职业大学校医院，山西省太原市 030606；3山西大学继续教育学院，山西省太原市 030006；4山西医科大学汾阳学院，山西省汾阳市 032200

收稿日期:2024-05-22 接受日期:2024-07-20 出版日期:2025-06-28 发布日期:2024-11-28
通讯作者: 崔建梅，硕士，副教授，中北大学体育学院，山西省太原市 030051
作者简介:宋艳丽，女，1994年生，汉族，中北大学在读硕士，初级康复治疗师，主要从事运动与慢性病方面的研究。
基金资助:
山西省自然科学基金项目(20210302123060)，项目负责人：崔建梅；山西省哲学社会科学规划课题(2023YY170)，项目负责人：崔建梅；中北大学研究生科技立项(20231955)，项目负责人：宋艳丽；2024年山西研究生教育创新计划项目(2024SJ283)，项目负责人：郭杨博

Effects of treadmill exercise on hippocampal autophagy-induced apoptosis in ovariectomized stressed rats

Song Yanli1, Zhang Xi2, Guo Yangbo1, Ling Xiaomei1, Li Linhai1, Yang Zixin3, Su Xiaoyun4, Cui Jianmei1

1School of Physical Education, North University of China, Taiyuan 030051, Shanxi Province, China; 2School Hospital, Shanxi Vocational University of Engineering Science and Technology, Taiyuan 030606, Shanxi Province, China; 3School of Continuing Education, Shanxi University, Taiyuan 30006, Shanxi Province, China; 4Fenyang College, Shanxi Medical University, Fenyang 032200, Shanxi Province, China

Received:2024-05-22 Accepted:2024-07-20 Online:2025-06-28 Published:2024-11-28
Contact: Cui Jianmei, MS, Associate professor, School of Physical Education, North University of China, Taiyuan 030051, Shanxi Province, China
About author:Song Yanli, Master candidate, Rehabilitative therapist, School of Physical Education, North University of China, Taiyuan 030051, Shanxi Province, China
Supported by:
Natural Science Foundation of Shanxi Province, No. 20210302123060 (to CJM); Shanxi Philosophy and Social Science Planning Project, No. 2023YY170 (to CJM); Graduate Student Science and Technology Project of North University of China, No. 20231955 (to SYL); Shanxi Province Postgraduate Education Innovation Plan in 2024, No, 2024SJ283 (to GYB)

摘要/Abstract

摘要：

文题释义：
围绝经期抑郁症：表现为情绪低落、焦虑、失眠等症状，常发生在女性绝经前后。这一时期的激素变化可能影响大脑，导致认知功能下降、学习记忆能力受损，严重时可影响日常生活和工作表现。
自噬：是细胞的一种内在清理机制，通过这种机制，细胞可以分解并回收其内部损坏的细胞器、异常聚集蛋白和其他分子，以维持细胞的正常功能和生存。当自噬过程受到干扰时，可能会导致细胞功能紊乱和疾病的发生。因此，自噬的调控及其在疾病中的作用也是生物医学研究的热点领域。

背景：围绝经期抑郁症大鼠海马区细胞凋亡与自噬失衡，与认知功能下降密切相关，有氧运动能否通过促进海马自噬降低细胞凋亡从而改善围绝经期抑郁症大鼠的学习记忆能力目前尚不清楚。
目的：探讨4周中等强度跑台训练改善去卵巢结合慢性应激大鼠学习记忆能力的可能机制。
方法：40只SD大鼠随机分为假手术组、去卵巢组、去卵巢应激组和去卵巢应激运动组，每组10只。除假手术组大鼠外，其余3组大鼠摘除卵巢建立围绝经期模型，后2组再运用慢性不可预测性应激构建抑郁症模型，造模后去卵巢应激运动组大鼠接受4周中等强度跑台运动。在运动及应激结束后采用悬尾实验及糖水偏爱实验测试大鼠抑郁样行为，采用八臂迷宫实验测试大鼠学习记忆行为，Western blot检测大鼠海马中AMPK、mTOR、ULK1和凋亡因子Caspase-3及自噬标志物LC-3Ⅱ、Beclin-1的蛋白表达。
结果与结论：①与假手术组相比，去卵巢组及去卵巢应激组大鼠悬尾实验中静止时间延长，糖水偏爱实验中糖水摄入量及糖水偏爱率下降；②与假手术组相比，去卵巢组大鼠工作记忆错误次数、参考记忆错误次数和完成时间均显著增加，去卵巢应激组上述指标增加更显著；③与去卵巢应激组相比，去卵巢应激运动组大鼠工作记忆错误次数、参考记忆错误次数和完成时间均显著减少；④与假手术组相比，去卵巢组及去卵巢应激组大鼠海马组织中凋亡因子Caspase-3蛋白表达显著升高，自噬相关因子Beclin-1和LC3Ⅱ蛋白表达显著降低，AMPK和ULK1蛋白表达显著降低，而mTOR蛋白表达升高，去卵巢应激组上述指标变化更为显著；⑤与去卵巢应激组相比，去卵巢应激运动组大鼠海马组织中凋亡因子Caspase-3蛋白表达显著降低，自噬相关因子Beclin-1和LC3Ⅱ蛋白表达显著升高，AMPK和ULK1蛋白表达显著升高，mTOR蛋白表达显著降低。结果表明，4周中等强度跑台运动可能通过AMPK/mTOR/ULK1自噬信号通路促进细胞自噬，减少细胞凋亡，进而增强去卵巢抑郁模型大鼠的学习记忆能力。
https://orcid.org/0009-0005-1072-1738(宋艳丽)

中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程

关键词: 跑台运动, 围绝经期抑郁症, 去卵巢, 抑郁, 学习, 记忆, 自噬, 凋亡

Abstract: BACKGROUND: Apoptosis and autophagy imbalance in the hippocampal region of perimenopausal depressed rats are closely related to cognitive decline. Whether aerobic exercise can reduce apoptosis by promoting hippocampal autophagy and thus improve the learning and memory abilities of perimenopausal depressed rats is not clear.
OBJECTIVE: To investigate the possible mechanism by which 4-week moderate-intensity treadmill exercise improves learning memory ability in ovariectomized stressed rats.
METHODS: Forty Sprague-Dawely rats were randomly divided into four groups, namely, sham operation group (n=10), ovariectomized group (n=10), ovariectomized stress group (n=10) and ovariectomized stress exercise group (n=10). Except for the sham operation group, the ovaries were removed in the other three groups to establish a perimenopausal rat model, and then a depressed rat model was established by chronic unpredictable stress in the latter two groups. The rats in the ovariectomized stress exercise group underwent a 4-week moderate-intensity treadmill exercise. Tail suspension test and sucrose preference test were performed to text depression-like behaviors in rats after exercise and stress. The eight-arm maze experiment was used to test the learning and memory behaviors of rats after exercise and stress. Western blot was used to detect the protein levels of AMP-activated protein kinase/UNC-51 like autophagy activating kinase 1/mammalian target of rapamycin (AMPK/mTOR/ULK1), hippocampus apoptotic factor Caspase-3 and the protein expression of autophagy markers LC-3II/Beclin-1 in the hippocampus.
RESULTS AND CONCLUSION: (1) Compared with the sham operation group, rats in the ovariectomized and ovariectomized stress groups had prolonged resting time in the tail suspension test and decreased sugar-water intake and sugar-water preference in the sucrose preference test. (2) Ovary removal reduced the learning memory capacity of rats, as evidenced behaviorally by a significant increase in the number of working memory errors, the number of reference memory errors, and the completion time, and an even more pronounced increase in the above measures in the ovariectomized stress group. (3) Compared with the ovariectomized group, there was a significant reduction in the number of working memory errors, the number of reference memory errors, and the completion time in the ovariectomized stress group. (4) Compared with the sham operation group, in the ovariectomized and ovariectomized stress groups, the expression of hippocampal apoptotic factor Caspase 3 protein was significantly elevated, the expression of autophagy-related factors proteins Beclin-1 and LC3II, as well as the protein expression of AMPK and ULK1, was decreased, whereas the expression of mTOR protein was elevated. Changes in the above indicators were more significant in the ovariectomized stress group. (5) Compared with the ovariectomized stress group, in the ovariectomized stress exercise group, the protein expression of Caspase 3 was significantly decreased, the protein expression of Beclin-1 and LC3II was significantly increased, the protein expression of AMPK and ULK1 was significantly increased, and the protein expression of mTOR was significantly reduced. To conclude, 4-week moderate-intensity treadmill exercise may promote cellular autophagy and reduce apoptosis through the AMPK/mTOR/ULK1 autophagy signaling pathway, thereby enhancing the learning and memory capacity of rats with ovariectomized depression.

中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程

Key words: treadmill exercise, perimenopausal depression, ovariectomized, depression, learning, memory, autophagy, apoptosis

中图分类号:

宋艳丽, 张熙, 郭杨博, 凌小妹, 李林海, 杨子欣, 苏晓云, 崔建梅. 跑台运动对去卵巢应激大鼠海马自噬诱导细胞凋亡的影响[J]. 中国组织工程研究, 2025, 29(18): 3848-3855.

Song Yanli, Zhang Xi, Guo Yangbo, Ling Xiaomei, Li Linhai, Yang Zixin, Su Xiaoyun, Cui Jianmei. Effects of treadmill exercise on hippocampal autophagy-induced apoptosis in ovariectomized stressed rats [J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2025, 29(18): 3848-3855.

图/表（结果） 7

2.1 实验动物数量分析实验过程中2只大鼠因麻醉意外死亡；1只大鼠因去卵巢手术感染死亡；均由同批次备用大鼠补足样本数，其余大鼠在整个动物饲养、实验过程中均无异常死亡。
2.2 各组大鼠悬尾实验检测结果由表1可见，在悬尾实验中，与假手术组比较，去卵巢组和去卵巢应激组大鼠静止时间极显著增加(P < 0.01)，表明去卵巢和应激处理对大鼠行为有显著影响。与去卵巢组比较，去卵巢应激组大鼠静止时间显著增加(P < 0.05)。经过4周中等强度跑台运动训练后，与去卵巢应激组相比，去卵巢应激运动组大鼠静止时间显著减少(P < 0.01)。结果表明，中等强度跑台训练可以有效缓解去卵巢应激对大鼠行为的负面影响。

2.3 各组大鼠糖水偏爱实验检测结果由表2可见，在糖水偏爱实验中，与假手术组比较，去卵巢组和去卵巢应激组大鼠糖水摄入量及糖水偏爱率显著降低(P < 0.01，P < 0.01)，但对总摄入量无影响(P > 0.05)。与去卵巢组比较，去卵巢应激组大鼠糖水摄入量和糖水偏爱率显著降低(P < 0.05，P < 0.01)。经过4周中等强度跑台运动训练后，与去卵巢应激组相比，去卵巢应激运动组大鼠糖水偏爱率和糖水摄入量显著增加(P < 0.01，P < 0.01)，总液体消耗量无显著差异(P > 0.05)。

2.4 各组大鼠八臂迷宫实验结果由表3可见，与假手术组比较，去卵巢组及去卵巢应激组大鼠工作记忆错误次数、参考记忆错误次数与完成时间均显著增多(P < 0.01，P < 0.01，P < 0.01)，并且去卵巢应激组下降更为显著。与去卵巢应激组相比，经过4周中等强度跑台运动，去卵巢应激运动组大鼠工作记忆错误次数、参考记忆错误次数及完成时间均显著降低(P < 0.01，P < 0.01，P < 0.01)。

2.5 各组大鼠海马组织凋亡蛋白Caspase-3的表达由图1可见，与假手术组比较，去卵巢组与去卵巢应激组大鼠海马组织Caspase-3蛋白表达均显著升高(P < 0.01)。与去卵巢组比较，去卵巢应激组大鼠海马组织Caspase-3蛋白表达进一步升高(P < 0.01)。与去卵巢应激组比较，去卵巢应激运动组大鼠海马组织Caspase-3蛋白表达量显著减少(P < 0.01)，说明4周中等强度跑台运动可减少海马神经元凋亡。

2.6 各组大鼠海马自噬相关蛋白的表达由图2可见，与假手术组比较，去卵巢组与去卵巢应激组大鼠海马
Beclin-1和LC3Ⅱ蛋白表达水平降低(P < 0.05)，去卵巢应

激组下降趋势更为显著(P < 0.01)，表明去卵巢应激组大鼠自噬功能受到了更严重的损害。与去卵巢应激组相比，经过4周中等强度跑台运动后，去卵巢应激运动组大鼠海马Beclin-1和LC3Ⅱ蛋白显著上升(P < 0.01)。说明4周中等强度跑台运动可以缓解去卵巢应激大鼠的损伤程度，增强自噬。
2.7 各组大鼠海马AMPK/mTOR/ULK1信号通路相关蛋白的表达见图3。

与假手术组比较，去卵巢组和去卵巢应激组大鼠海马AMPK和ULK1蛋白表达显著下降(P < 0.05)，去卵巢应激组下降更为显著(P < 0.01)。与假手术组相比，去卵巢组和去卵巢应激组大鼠海马mTOR蛋白表达显著升高(P < 0.01)。与去卵巢应激组相比，去卵巢应激运动组大鼠海马AMPK和ULK1蛋白表达显著上升(P < 0.01)，而mTOR蛋白表达水平则显著下降(P < 0.01)。

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引言

抑郁症是由各种原因引起的一种情绪和认知障碍性疾病 [1-2]。研究表明，患有抑郁症老年人的认知功能下降程度通常比未患抑郁症的老年人更为严重[3]。此外有学者认为认知障碍可能是抑郁症早发的诱因，女性患病率是男性的2倍，而女性在围绝经期患抑郁症的风险更高[4]，其主要原因是女性在围绝经期雌激素水平下降，导致情绪波动明显，主要表现为焦虑不安、情绪低落及认知功能减退等症状[5]。研究表明，雌激素水平下降是围绝经期抑郁症发病的内在原因，而应激则是导致其发病的外在原因[6]。去卵巢后进行不可预知应激是研究围绝经期抑郁症机制的常用动物模型，能有效模拟围绝经期抑郁症的主要症状及相关病理特征[7-8]。临床研究表明，围绝经期抑郁症首选的治疗方法为雌激素替代疗法[9]，此疗法在一定程度上可以改善围绝经期抑郁症患者的认知功能，但此方法可能会增加女性患乳腺癌、痴呆和脑卒中的风险，因此研究和寻找一种更安全的治疗方式至关重要。
海马位于脑部的颞叶内侧，与大脑皮质、杏仁核等区域相互连接，共同参与情绪、记忆等多种神经功能的调节与控制[10]。基于MRI相关研究指出，慢性抑郁症患者的海马体积明显减小[11]，而且有研究发现，海马细胞凋亡可能在抑郁模型大鼠学习记忆能力衰退发生发展过程中起关键作用。目前认为自噬参与凋亡的发生，自噬是细胞通过自我降解来清除不需要或受损的蛋白质或细胞器，是一种细胞内降解和再循环的过程，主要用于维持细胞内环境稳态。自噬是应激反应的一个重要方面，适度的自噬激活有助于清除受损细胞器，保护细胞免于凋亡和坏死，然而自噬不足可能对细胞造成损伤引发细胞程序性死亡[12]。AMP激活蛋白激酶/ 哺乳动物雷帕霉素靶蛋白/ 自噬相关激酶1 (AMP-activated protein kinase/mammalian target of rapamycin/UNC-51 like autophagy activating kinase 1，AMPK/mTOR/ULK1)信号通路是海马自噬调控通路之一[13]，AMPK作为能量感受器，在细胞能量紧张或饥饿状态下活化，通过磷酸化直接激活ULK1或者通过抑制mTOR来间接激活ULK1。去卵巢应激模型大鼠认知功能下降可能与雌激素缺乏抑制海马自噬从而诱导细胞凋亡增强有关[14]。
大量证据表明，有氧运动作为一种生理性刺激方式可有效改善记忆障碍，增强认知功能。动物实验研究发现，中等强度跑台运动可通过上调海马组织脑源性神经营养因子表达水平，抑制海马组织细胞凋亡，从而有效改善小鼠的学习记忆能力[15]。研究发现，健康老年人进行4周组合运动训练(有氧运动、力量和伸展训练)可以通过增加海马体积改善执行功能、学习记忆等能力[16]。ZAKI等[17]研究发现，具有抗炎作用的药物罗氟斯特可以通过促进AMPK/mTOR/ULK1依赖性自噬途径抑制细胞凋亡及达到抗抑郁的作用。该研究结合切除卵巢和慢性不可预测性应激构建围绝经期抑郁模型大鼠，探讨为期4周的中等强度跑台运动对去卵巢抑郁模型大鼠学习记忆行为的潜在影响，此外，通过检测海马凋亡因子Caspase-3和自噬标志物LC-3Ⅱ和Beclin-1表达水平以及AMPK/mTOR/ULK1信号通路的变化，探讨4周中等强度跑台训练改善去卵巢应激大鼠学习记忆行为的可能机制。

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材料方法

1.1 设计随机对照动物实验。
1.2 时间及地点实验于2023年11月至2024年3月在中北大学体育学院完成。
1.3 材料选取40只雌性健康成年SD大鼠，体质量为220-250 g，购于山西医科大学迎泽校区实验动物中心，动物生产许可证与使用许可证分别为SCXK (晋)2019-0004、SYXK(晋)2019-0007。饲养于中北大学体育学院运动生理实验室，环境室温为(22±2) ℃、湿度为(55±10)%、12 h光照/12 h黑暗周期(7：00-19：00)。大鼠能够自由获取食物和水。将大鼠随机分为4组(n=10)，即假手术组、去卵巢组、去卵巢应激组和去卵巢应激运动组。实验方案经中北大学生物与医学伦理委员会批准。实验过程遵循了国际兽医学编辑协会《关于动物伦理与福利的作者指南共识》和本地及国家法规。实验动物在麻醉下进行所有的手术，并最大限度地减少其疼痛、痛苦和死亡。
1.4 实验方法
1.4.1 围绝经期大鼠模型的建立 SD大鼠腹腔注射30 mg/kg戊巴比妥钠麻醉后实施双侧卵巢切除术[18]，术后放回笼中继续饲养。假手术组手术程序与去卵巢组相同，但并未切除卵巢，仅切除大鼠腹腔内的一小块脂肪。为了防止术后感染，术后1周内每天肌注青霉素(2×104 U/kg)，在术后恢复期间，每天对大鼠进行阴道涂片检查，连续检测5 d未见动情周期则提示造模成功。
1.4.2 慢性不可预测性应激大鼠模型的建立围绝经期大鼠造模成功后第2天开始对去卵巢应激组和去卵巢应激运动组大鼠进行慢性不可预测性应激刺激建立围绝经期抑郁模型，具体应激刺激包括束缚2 h、冰水游泳(4 ℃，5 min)、禁食24 h、禁水24 h、昼夜颠倒24 h(早上8点对大鼠进行遮光至晚上8点开灯照明至第2天早上8点结束)、悬尾5 min、20 min电击足底，共7种刺激。每天上午随机给予1种，同种刺激不可连续使用。连续刺激4周。假手术组、去卵巢组不做任何干扰。
1.4.3 中等强度跑台运动方案应激刺激结束后，去卵巢应激运动组大鼠开始进行为期4周的中等强度跑台训练，每周训练5 d (周一至周五)，周六、周日休息。第1周大鼠跑台运动40 min，坡度为0°，速度为15 m/min；第2周大鼠跑台运动50 min，坡度为5°，速度为18 m/min；第3周大鼠跑台运动60 min，坡度为5°，速度为20 m/min；第4周大鼠跑台运动60 min，坡度为5°，速度为20 m/min。跑台运动期间不对大鼠进行任何刺激，以免出现不良的应激反应。
1.4.4 悬尾实验悬尾实验是一种广泛用于评估实验动物尤其是大鼠和小鼠抑郁样行为的方法，旨在通过观察实验动物在无法逃脱的悬挂状态下的行为表现来评估其抑郁状态[19]。在应激与中等强度跑台训练结束后的第2天，对各组大鼠进行悬尾实验，记录大鼠静止时间，以此作为抑郁行为指标。实验开始前，将大鼠置于实验环境中进行适应，减少因环境陌生而产生的应激反应。实验过程中，确保实验环境安静，避免额外的应激因素。用胶带轻柔的将大鼠尾部中后部固定，避免对动物造成不必要的压力和应激，将固定好的大鼠悬挂于悬尾装置的悬挂杆上，开始实验。初始阶段，大鼠会剧烈挣扎，试图摆脱这种困境，但由于无法逃脱，最终会放弃挣扎，进入一种特有的抑郁不动状态，这种状态在行为学上称为“抑郁绝望”表现。实验中使用摄像跟踪系统记录大鼠的静止时间。静止时间是指大鼠在悬挂状态下，身体不出现明显运动的时间。在6 min的测试时间里，记录后4 min的大鼠静止时间。
1.4.5 糖水偏爱实验糖水偏爱实验是一种简单、有效的行为学检测方法，用于评估实验动物情的绪状态，主要用于检测抑郁症状中的快感缺失[20]。通过测量动物对糖水和普通水的相对偏好，从而间接判断其快乐水平和抑郁症状。基于啮齿类动物对甜味的天生偏好，糖水偏爱实验提供了一个评估动物情绪反应的敏感指标。在应激与中等强度跑台训练结束后的第3天，对各组大鼠进行糖水偏爱实验。在实验中，提供2个饮水装置，一个装有蔗糖溶液，另一个装有普通水，动物可以自由选择。正常情况下，动物倾向于选择甜味的蔗糖溶液。具体步骤：在准备阶段，将大鼠进行单笼饲养并允许它们自由进食，确保它们在实验开始前处于良好的身体状态，然后给大鼠提供1%蔗糖溶液，让大鼠适应糖水味道，确保实验开始时大鼠对蔗糖溶液没有陌生感。在正式实验阶段，首先给大鼠准备2瓶水，一瓶为1%蔗糖溶液，另一瓶为纯水，为确保实验结果的准确性，2个水瓶的体积、形状和水质保持一致，以避免大鼠因水瓶特征而产生偏好的可能性，然后将这2瓶水分别标记并同时放入鼠笼中，一瓶置于笼左侧，另一瓶置于笼右侧，以防止位置偏好的发生。在实验开始前，大鼠禁食24 h，增加它们对水的需求和糖水的探索。实验进行1 h后，取走水瓶，记录2种液体的消耗量(mL)、总液体消耗量(mL)和糖水偏爱率(%)。糖水偏爱率的计算公式为：糖水消耗量/总消耗量×100%。
1.4.6 八臂迷宫测试八臂迷宫实验是一种研究动物学习记忆的迷宫模型[21]。八臂迷宫由一个八边形的中央区和与其相连接的八个臂组成，每个臂长419 mm，宽114 mm，高101 mm。迷宫中央的八角形区域直径为274 mm。正式实验前，将每只大鼠依次放于迷宫八角形区域进行适应探索2 d，每天2次。在八臂中的2，5，6，8号臂的尽头端1 cm处放食物颗粒，其余臂内不放食物，允许大鼠自由探索迷宫并摄取食物10 min。
适应过程结束后，在应激与中等强度跑台训练结束后的第5天开始，所有大鼠限食2 d，然后按上述步骤进行测试，大鼠放于关闭各臂门的中央平台上，15 s后同时打开各臂门并进行视频采集，让大鼠自由摄食10 min。观察指标：参考记忆错误次数即大鼠第1次进入未放食物臂的次数、工作记忆错误次数即大鼠再次进入放食物臂次数、完成时间即大鼠吃完所有食物所用的时间，若大鼠在10 min内未吃完食物则记为10 min。每次每只大鼠实验完后进行乙醇消毒，防止下只大鼠被气味干扰。
1.4.7 Western blot检测在八臂迷宫检测完毕后，大鼠腹腔注射1%戊巴比妥钠(30 mg/kg)进行麻醉，取脑组织，分离海马，Western blot检测海马组织AMPK、mTOR、ULK1、凋亡因子caspase-3及自噬标志物LC-3Ⅱ和Beclin-1蛋白表达。具体操作步骤：将-80 ℃冷藏的大鼠海马组织加入裂解液后进行匀浆，离心取上清液，以BCA法测定蛋白浓度，每个样品取20 μg蛋白质上样，使用电压70 V对蛋白样品进行SDS-PAGE电泳40 min，之后调整为120 V电压，当指示剂分离出来时停止电泳，然后将蛋白质转移到PVDF薄膜上，使用300 mA电流转膜2 h，TBST冲洗3次，置于5%脱脂乳密封溶液中缓慢摇动2 h，TBST冲洗3次，加入4 mL一抗稀释溶液(AMPK、mTOR、ULK1、Beclin-1、LC-3、caspase-3，稀释度为1∶1 000)，于4 ℃冰箱中孵育过夜，TBST清洗4次，加入二抗(稀释度为1∶5 000)，室温下持续振摇孵育1 h，TBST清洗4次，最后加入ECL发光溶液进行显影，采用Image J软件对图像数据进行分析。以β-actin作为内参。
1.5 主要观察指标 ①悬尾实验通过记录大鼠在悬挂状态下的静止时间来评估大鼠绝望程度；②糖水偏爱实验通过计算糖水偏爱率来间接评估大鼠快感缺失程度；③八臂迷宫测试通过观察大鼠在迷宫中的参考记忆错误次数、工作记忆错误次数和完成时间来评估大鼠空间学习记忆能力；④Western blot检测AMPK、mTOR、ULK1、Beclin-1、LC-3Ⅱ、caspase-3蛋白表达。
1.6 统计学分析采用SPSS 26.0软件进行数据分析，数据以x±s表示，多组间数据比较采用单因素方差分析，使用LSD检验进行两两组间比较，P < 0.05为差异有显著性意义，使用GraphPad Prism软件生成图形。文章统计学方法已经中北大学体育学院统计学专家审核。

讨论

该研究悬尾实验和糖水偏爱实验结果提示围绝经期抑郁大鼠造模成功。悬尾实验是一种评估大鼠抑郁程度的经典方法，通过大鼠在绝望环境中的静止时间来评估其心理状态。糖水偏爱实验是一种常用于评估动物情绪状态，尤其是抑郁样行为的经典实验方法。实验结果显示，与假手术组比较，去卵巢组和去卵巢应激组大鼠在悬尾实验中的静止时间显著增加，并且在糖水偏爱实验中的糖水偏爱率和糖水摄入量显著降低，结果表明大鼠出现快感缺失等抑郁症状，对奖励性刺激的反应减弱并且在面对潜在压力或威胁时表现出绝望和无助的抑郁样行为。而总摄入量不变表明此变化并非由食欲或基本饮食需求的变化所驱动。
围绝经期女性因卵巢功能衰退导致雌激素水平下降，可能是引发围绝经期抑郁症的关键因素，同时发现抑郁情绪与记忆功能减退之间存在直接关联，提示在关注围绝经期女性心理健康的同时也应重视其记忆功能的变化[22]。
任颖慧等[23]研究表明，去卵巢手术导致大鼠体内雌激素水平急剧下降，通过旷场实验评估抑郁和焦虑行为，以及利用Morris水迷宫实验评估学习记忆能力，结果发现去卵巢大鼠不仅表现出情绪低落和活动减少，同时会出现学习记忆能力受损。该研究采用八臂迷宫实验评估各组大鼠的学习记忆行为，结果显示去卵巢大鼠的学习记忆行为与假手术组相比存在显著差异，表现为工作记忆错误次数与参考记忆错误次数及完成时间均增多，提示雌激素在大脑中起着重要的调节作用，对于维持正常的认知功能和记忆形成至关重要。
近年来研究认为，规律性的有氧运动不仅能降低慢性疾病发生的风险，还能有效缓解或消除人们的紧张压力，并有助于调节不良情绪[24-25]。CANTELON等[26]认为，中等强度有氧运动能显著提升机体的反应能力及学习记忆能力，相比之下，较低和较高强度有氧运动对认知功能的影响则呈现出差异性，较低强度有氧运动对认知功能无显著效果，较高强度有氧运动可能会损害认知功能。前期课题组对慢性睡眠剥夺大鼠模型实施中等强度跑台运动计划后，可显著改善大鼠焦虑行为，增强大鼠学习记忆能力。此外，SONG等[28]对轻度认知障碍的老年群体实施中等强度有氧运动计划后，可显著改善学习记忆行为。基于上述文献可知，中等强度有氧运动对记忆行为可能更有益处。该研究给予去卵巢应激模型大鼠4周中等强度跑台运动，通过八臂迷宫实验证实了4周中等强度跑台运动可显著改善去卵巢应激模型大鼠的学习记忆能力，具体表现为工作记忆错误次数与参考记忆错误次数均减少，但与假手术组比较上述错误次数仍显著增多，提示长期中等强度跑台训练能够在一定程度上增强去卵巢应激模型大鼠的学习记忆能力。尽管该研究未进行围绝经期抑郁症大鼠的其他行为学测试，但已有研究表明运动可通过增加大脑的血流量、促进神经营养因子的释放以及增强神经可塑性等机制，改善认知功能和情绪状态[29-30]。因此，作者推测运动可能通过提升认知功能，如学习记忆能力，间接对围绝经期抑郁症状产生积极影响。认知功能改善可能增强个体应对日常生活压力的能力，从而有助于缓解抑郁症状。然而，这一推测需要在未来的研究中得到验证。此研究结果强调了中等强度有氧运动对于提升学习记忆能力的潜在益处，并提示运动干预可能成为改善认知功能和情绪状态的有利策略。
在围绝经期抑郁症的复杂发病机制中，海马神经元的结构和功能损伤是导致患者情绪波动、学习记忆能力下降以及行为调节障碍的主要原因[31]。SHU等[32]研究进一步支持了这一观点，他们观察到抑郁症患者记忆和情感控制能力下降与海马区的损伤和体积减小密切相关，此外在构建的抑郁症动物模型中观察到海马神经元出现了显著的自噬抑制，表明抑制自噬诱导细胞凋亡增强可能是导致抑郁症患者海马损伤的关键因素。自噬是细胞内部的一种重要降解过程，通过平衡细胞生存和死亡来维持细胞稳态[33]，在抑郁症背景下，其作用呈现出“双刃剑”的特性，一方面通过清除有害的蛋白质和损伤的细胞器来发挥神经保护功能；另一方面自噬的过度激活或抑制都可能导致神经细胞功能障碍，从而加剧神经损伤。一些研究指出抑郁症大鼠海马神经元中存在自噬过度激活，并认为海马神经元凋亡及体积萎缩可能与细胞自噬过度激活有关[34]。ZHOU等[35]通过建立嗅球切除抑郁动物模型，观察到海马细胞自噬活动受到显著抑制，导致大鼠空间记忆能力减退。该实验得出与后者相同的结果。此外，抑制自噬过程可能导致细胞内部损伤累积，进而诱导或促进细胞凋亡[36]。在该实验中，与假手术组比较，去卵巢组大鼠中自噬标志物Beclin-1和LC3Ⅱ蛋白水平降低，而在去卵巢应激组这些蛋白水平的下降趋势更为显著，同时，去卵巢组大鼠细胞凋亡执行蛋白酶caspase-3蛋白水平升高，去卵巢应激组caspase-3蛋白水平进一步升高，表明慢性应激可使自噬活性受到显著抑制的同时加剧海马细胞凋亡。AMPK/mTOR/ULK1是调控自噬的关键信号通路之一。动物实验表明，老龄大鼠大脑中AMPK、ULK1蛋白水平降低，mTOR蛋白水平升高，导致神经元自噬的启动受到抑制且诱导细胞凋亡增多，造成大鼠学习记忆能力下降，表明抑制该通路可能降低自噬，从而损害认知功能[37]。该实验结果显示，与假手术组比较，去卵巢组和去卵巢应激组大鼠海马中AMPK和ULK1蛋白水平下降，mTOR蛋白水平升高；与去卵巢组比较，去卵巢应激组大鼠海马中AMPK和ULK1蛋白水平进一步下降，而mTOR蛋白水平进一步升高。这些结果表明，去卵巢及慢性不可预测性应激刺激可能通过海马自噬通路AMPK/mTOR/ULK1抑制细胞自噬活动，进而增加细胞凋亡，这可能是导致学习记忆行为降低的分子机制之一，并可能成为治疗抑郁症的潜在靶点。
研究表明，激活自噬水平可能有助于预防神经病理学变化和认知功能障碍[38]。张金梅等[39]研究发现，腹腔内注射D-半乳糖建立SD大鼠衰老模型，神经元内LC3Ⅱ表达水平上升，导致大鼠学习记忆能力下降。经过8周的间歇有氧运动后，激活线粒体自噬相关蛋白LC3Ⅱ表达，从而使学习记忆能力得到明显改善，表明运动可以通过增强细胞自噬活性，显著提升学习记忆功能。赵娜等[40]对APP/PSI小鼠进行12周的跑台运动，观察到海马组织中自噬启动蛋白ULK1表达上调，促凋亡蛋白Bax和Caspase-3表达显著降低，而抗凋亡蛋白Bcl-2表达显著升高，说明有氧运动可以通过提高自噬活性抑制神经细胞凋亡。基于上述文献可知，运动对海马细胞自噬现象有积极影响，可能有助于改善神经功能、增强神经保护和促进大脑健康。该研究对去卵巢结合慢性不可预测性应激模型大鼠进行了4周中等强度跑台运动，结果显示与去卵巢应激组比较，去卵巢应激运动组大鼠海马内Beclin-1与LC3Ⅱ蛋白表达上升，Caspase-3蛋白表达下降，表明有氧运动具有增强细胞自噬和抗凋亡的作用。在AMPK/mTOR/ULK1自噬通路中AMPK作为细胞内的主要能量感应酶，在运动情况下被激活，当细胞在能量应激下，AMP水平上升激活AMPK，AMPK磷酸化抑制mTOR生成并反过来激活ULK1[41]，进而启动自噬过程。该研究结果与前期学者研究一致[42]。通过4周中等强度跑台运动干预，去卵巢应激运动组大鼠海马内AMPK和ULK1蛋白水平显著上升，mTOR蛋白水平显著下降，提示有氧运动促进细胞自噬的作用机制与调控AMPK/ mTOR/ULK1自噬通路有关。
结论：长期慢性不可预测性应激可使去卵巢大鼠海马自噬水平降低，诱导细胞凋亡增多，从而导致学习记忆能力下降。4周中等强度跑台训练可有效提升去卵巢应激模型大鼠的学习记忆能力，可能是通过AMPK/mTOR/ULK1自噬信号通路促进细胞自噬，降低细胞凋亡，从而发挥神经保护作用。这一发现可能为预防和治疗与卵巢功能相关的认知障碍提供新的视角和方法。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程

跑台运动对去卵巢应激大鼠海马自噬诱导细胞凋亡的影响

Effects of treadmill exercise on hippocampal autophagy-induced apoptosis in ovariectomized stressed rats

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