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多发性硬化症(multiple sclerosis,MS)是以炎性脱髓鞘为特征的一类自身免疫性疾病。尽管目前MS的病因仍不清楚,但当前大多数研究认为CD4~+T细胞介导MS的发生发展。实验性自身免疫性脑脊髓炎(experimental autoimmune encephalomyelitis,EAE)是目前研究MS最理想的动物模型。自身免疫性疾病大多属于慢性疾病,有早期研究指出运动调节机体的免疫功能。因此运动疗法对于慢性病,尤其是在自身免疫病中的预防和改善作用近年来已成为研究防治自身免疫病的研究热点。多巴胺(dopamine,DA)是一类主要参与神经元信号传递的激素,在运动过程中其水平会显著增加。最近研究显示,DA还具有调节免疫细胞,特别是T细胞的作用。因此,运动疗法对炎性脱髓鞘疾病有重要的治疗潜力,而且运动过程中的激素变化可能为运动发挥治疗作用的部分途径。本课题旨在探究不同强度的游泳训练在EAE中的神经保护作用及该保护作用是否是由游泳训练增加的DA所介导。1. 不同强度的游泳训练在EAE中的神经保护作用目的探讨不同强度游泳训练对EAE小鼠的临床症状和病理变化的影响及作用机制。方法将C57BL/6雌性小鼠随机分为control组、适度强度运动(moderate-intensity exercise,ME)组和高强度运动(high-intensity exercise,HE)组。在6周游泳训练后诱导EAE,继续运动并观察30天,期间记录体重和临床症状直至处死,收集脊髓分析炎症浸润和髓鞘脱失情况;在发病高峰期(14天),处死小鼠,检测CNS和外周免疫器官中炎症因子和病理性T细胞的变化。结果HE能够改善小鼠EAE的临床症状和体重丢失情况,组织病理学分析显示HE减少了CNS中的炎症细胞浸润和髓鞘脱失。机制研究发现HE减少了EAE小鼠CNS中的Th1和Th17及IFN-γ和IL-17A,同时增加了Treg及IL-10和TGF-β的产生。HE也增加了脑源性神经营养因子的水平。HE能够抑制外周免疫器官中抗原特异性T细胞的增殖,并减少Th1和Th17细胞,增加Treg细胞。ME对EAE并没有显著的改善作用。小结HE通过影响机体促炎和抑炎细胞,改变其分泌的促炎因子与抑炎因子,从而调节免疫平衡,同时增加脑源性神经营养因子的产生,最终改善EAE的发生发展;相比之下,ME没有对EAE的发生发展有显著的影响。2. DA在EAE中的神经保护作用目的探讨“生理浓度”的DA在EAE的保护作用及其作用机制。方法将C57BL/6雌性小鼠随机分为三组(control、ME和HE组)。在小鼠进行4天渐进性的适应性训练并在第5天确定负重的运动负荷后,第6天检测不同强度运动期间血浆中DA水平的变化;体内分别注射50和0.5 mg/kg体重的DA后,在1、2和5min后检测小鼠血浆中DA的变化,以确定运动后的生理剂量的DA。在上述实验的结果的基础上,小鼠随机分为四组(EAE、EAE+50mg/kg DA、EAE+0.5mg/kg DA和EAE+0.05mg/kg DA组)。在小鼠开始注射DA(1次/2天)1周后,诱导EAE观察30天,处死收集脊髓进行H&E染色观察CNS炎症浸润情况;在发病高峰期(14天),处死小鼠,检测CNS和外周免疫器官中炎症因子和病理性T细胞的变化。结果HE使小鼠血浆DA浓度最高上升至安静状态下(8.73±0.35ng/m L)的两倍左右。0.5mg/kg外源性DA可以使血浆中DA(15.35±3.55ng/m L)接近HE,因此该浓度作为本研究的“生理”浓度。药物(50mg/kg)和“生理”浓度(0.5mg/kg)DA均能改善小鼠的EAE临床症状和体重丢失,但低浓度(0.05mg/kg)DA并没有表现出同样的保护作用。在EAE疾病高峰期小鼠的CNS中,药物剂量DA能够有效改善炎症因子水平,但“生理”剂量DA并没有表现出作用。药物和“生理”浓度DA均能在EAE小鼠外周免疫器官中增加抗炎症Treg细胞和减少促炎症Th17细胞(药物浓度还能够减少Th1细胞),并影响IL-10、IFN-γ和IL-17的分泌。“生理”和药物浓度DA能减少EAE小鼠血浆中IL-6的水平,但并对IL-6RA和gp130没有显著作用。小结药物浓度DA显著改善EAE。“生理”浓度DA虽然有改善作用,但相比药物浓度较弱。提示游泳训练对EAE的改善作用部分是通过DA途径产生的。结论高强度游泳训练具有缓解EAE发生发展的神经保护作用,而该作用可能是通过上调机体内的应激激素多巴胺水平所介导的。