超生理剂量雄激素给药对先前未受过训练雄性小鼠海马可塑性相关标志物及行为无额外增益作用——抗阻训练与癸酸诺龙（nandrolone decanoate, ND）干预研究

《Hormones and Behavior》：Supraphysiological androgen administration does not exert any additive benefits on hippocampal plasticity-related markers and behavior in previously untrained male mice

　　

摘要：本研究探讨抗阻训练（resistance training, RT）与超生理剂量癸酸诺龙（nandrolone decanoate, ND；38 mg·kg?1·wk.?1）给药对雄性小鼠海马神经发生、神经营养信号传导及行为的影响。40只3月龄雄性C57BL/6J小鼠被随机分为RT或久坐（sedentary, SED）条件，每组再分为假手术（sham, S）或ND处理组，所有干预持续7周。采用BrdU+/NeuN+免疫荧光标记定量成年海马神经发生，Western blot检测海马脑源性神经营养因子（brain-derived neurotrophic factor, BDNF）、雄激素受体（androgen receptor, AR）、雌激素受体-β（estrogen receptor-β, ER-β）、胰岛素样生长因子-1（insulin-like growth factor-1, IGF-1）及irisin（纤维连接蛋白Ⅲ型结构域包含蛋白5, FNDC5/irisin）的表达。行为学指标未观察到显著的锻炼×处理交互作用。合并两种处理后，RT组开场臂进入次数多于SED组（p＝0.006），平均逃避潜伏期短于SED组（p＝0.002）；ND给药未改变行为学结果。RT（p＝0.001）与ND（p＝0.032）各自独立增加海马BrdU+/NeuN+细胞数，但无叠加效应。SED-S组AR表达显著低于其余各组（p＜0.05），RT-S组IGF-1表达显著高于其余各组（p＜0.05）。主效应显示RT与ND均显著升高AR、ER-β及BDNF表达。综上所述，RT可增强海马可塑性与行为表现，而超生理剂量ND引起特异性分子变化，但未带来额外的行为学或神经可塑性获益。

论文解读：超生理剂量雄激素联合抗阻训练对雄性小鼠海马神经发生与行为的影响

本研究发表于《Hormones and Behavior》。成年海马神经发生（adult hippocampal neurogenesis, AHN）对学习记忆至关重要，体力锻炼是促进AHN及上调脑源性神经营养因子（brain-derived neurotrophic factor, BDNF）等肌源性因子（myokine）的经典刺激。内源性睾酮参与海马神经发生调节，去势会降低齿状回（dentate gyrus, DG）细胞增殖而睾酮替代可逆转。年轻健身人群常使用超生理剂量合成代谢雄激素类固醇（anabolic-androgenic steroids, AAS）如癸酸诺龙（nandrolone decanoate, ND）以增强肌力，但此类超生理剂量AAS对海马可塑性及与抗阻训练（resistance training, RT）联合作用知之甚少；既往个别研究提示ND可能削弱运动诱导的增殖反应但未评估新生神经元存活分化及行为结局。因此研究人员拟明确RT与超生理剂量ND单独及联用对雄性小鼠海马神经发生（存活与分化）、神经营养/性激素受体信号及焦虑样行为与空间记忆的独立及交互影响。

研究人员将40只3月龄雄性C57BL/6J小鼠分为四组（n＝10）：RT＋假注射（RT-S）、RT＋ND（RT-ND）、SED＋假注射（SED-S）、SED＋ND（SED-ND）。ND剂量为38 mg·kg^?1·wk.^?1腹腔注射，持续7周；RT为每周3次梯攀负重训练，共7周。干预第3周起连续10天腹腔注射BrdU标记分裂细胞，处死前完成高架十字迷宫（elevated plus maze, EPM）与Barnes迷宫行为学测试，灌注取脑后左侧海马做Western blot检测BDNF、IGF-1、FNDC5/irisin、AR、ER-β蛋白，右侧海马行BrdU/NeuN免疫荧光并结合体视学（stereology）光学分馏器（optical fractionator）定量DG区BrdU⁺及BrdU⁺/NeuN⁺细胞数。数据采用2×2 ANOVA及Tukey事后检验。

研究结果

Behavioral measures（行为学测定）

EPM测试中开放臂进入次数无显著锻炼×处理交互作用，RT主效应显著——合并处理后RT组开放臂进入次数多于SED组（p＝0.006），ND主效应不显著；开放臂停留时间及焦虑指数无显著差异。Barnes迷宫整体平均逃避潜伏期无显著交互作用，RT主效应显著——RT组较SED组缩短（p＝0.002），ND主效应不显著；学习斜率亦无组间差异。表明RT降低焦虑样行为并改善空间学习表现，ND不影响上述行为指标，也无交互作用。

Western blot analysis（Western印迹分析）

AR表达存在显著锻炼×处理交互（p＝0.008），SED-S组低于RT-S、RT-ND及SED-ND组（p＜0.05）；RT与ND各自主效应均显著升高AR。ER-β与BDNF无交互作用，RT与ND各自主效应均显著上调ER-β与BDNF（p＜0.01）。IGF-1存在显著交互（p＝0.005），RT-S组IGF-1高于其余三组（p＜0.05），ND主效应降低IGF-1。FNDC5/irisin无交互，ND主效应显著降低海马irisin（p＝0.021），RT主效应边缘显著（p＝0.063）。说明RT与ND分别上调AR、ER-β、BDNF但无叠加；RT特异性升高海马IGF-1且被ND抑制；超生理ND下调IGF-1与irisin。

Neurogenesis analysis（神经发生分析）

BrdU⁺/NeuN⁺细胞数无显著交互，RT主效应（p＝0.001）与ND主效应（p＝0.032）各自独立增加DG区BrdU⁺/NeuN⁺及总BrdU⁺细胞数，无叠加效应。提示RT与超生理ND均可促进新生神经元存活与分化，但在未训练小鼠中二者机制不协同。

讨论与结论翻译

本研究表明抗阻训练可降低焦虑样行为并改善空间学习表现，伴随海马神经发生增强及BDNF、IGF-1上调；超生理剂量癸酸诺龙虽可独立提升海马BrdU⁺/NeuN⁺细胞数及BDNF、AR、ER-β表达，但同时抑制IGF-1与FNDC5/irisin，且未产生任何叠加的行为学或神经可塑性益处，亦不损害由运动带来的获益。在先前未受训练的雄性小鼠中，抗阻训练与超生理剂量雄激素给药对海马可塑性和行为具有各自独立而非协同的影响。总之，抗阻训练是海马可塑性与行为的强效调节因素，而超生理剂量合成代谢雄激素在不改善也不削弱未训练啮齿动物神经可塑性与行为的前提下引起了独特的分子改变。