抑郁癥是最常見的精神疾病之一,其典型癥狀包括快感缺乏、悲觀、食欲不振和失眠。可以理解的是,這些癥狀嚴重影響并降低了這些人的生活質量。抑郁癥是一種反復發作的終生疾病,發病機制復雜。目前臨床抗抑郁治療的預后較差,新開發的藥物在臨床試驗中的失敗率很高。因此,鑒定治療抑郁癥的新靶點是一個重要的研究領域。
既往研究結果表明,抑郁癥的病理生理過程與神經遞質變化、下丘腦-垂體-腎上腺(HPA)軸異常和/或炎癥密切相關。在抑郁癥患者中,發現海馬體的體積顯著減少,這種影響通常與抑郁癥的持續時間呈正相關。此外,抑郁癥患者背外側前額葉皮層神經元和神經膠質細胞的大小和密度也降低。由于大多數抗抑郁藥物是通過增加成人大腦中的神經發生起作用,因此鑒定誘導神經發生的新靶點為研究抑郁癥的治療策略提供了新的方向。
外泌體是一種具有雙膜結構的囊泡,可以攜帶多種分子(如特定的microRNAs、DNA、mRNA 和蛋白質)到達受體細胞。外泌體穿越血腦屏障的運輸能力使它們能夠在中樞神經系統的細胞通訊、神經發生和突觸可塑性中發揮關鍵作用。包括小膠質細胞在內的多種細胞可以分泌外泌體。已有研究報道小膠質細胞通過釋放重要的營養因子和抗炎細胞因子參與干細胞增殖和存活。此外,有報道稱,小膠質細胞可以分泌攜帶miRNA的外泌體,這些外泌體能夠對成人神經可塑性產生急性影響。通過這種方式,小膠質細胞被認為是成年神經發生的主動調節因子,這些小膠質細胞似乎至少通過分泌外泌體來實現這一功能,以促進神經元間的通訊。然而,目前還沒有關于外泌體及其裝載物與抑郁癥發展相關的影響的報道。
MicroRNAs(miRNAs)是由18-24個核苷酸組成的非編碼RNAs,通過在轉錄后直接修飾信使RNA(mRNA)來調節基因表達。miRNAs已被證明在大腦中大量表達,而miRNA功能障礙會導致神經系統疾病。例如,帕金森病患者腦中miR-133b的水平降低。此外,與本研究特別相關的是,最近出現的證據表明miRNAs是抑郁癥發病機制的重要參與者。臨床研究結果顯示,重度抑郁癥(MDD)患者的腦脊液、血清和腹側前額葉皮層中存在各種miRNA改變。因此,闡明miRNA在抑郁癥神經發生中的調控機制,可能為抑郁癥患者提供新的治療策略。
近日,Molecular Therapy(IF11.454)期刊在線發表了題為Microglia secrete miR-146a-5p-containingexosomes to regulate neurogenesis in depression的研究論文。報道了小膠質細胞通過分泌外泌體轉移小膠質細胞富集的microRNA miR-146a-5p來抑制抑郁癥中的神經發生,表明miR-146a-5p在抑郁癥病理過程中可作為調節神經發生的關鍵因素。暗示靶向與抑郁癥有關的神經發生可能為開發抑郁癥的新治療策略提供新的途徑。
首先,研究人員通過使用慢性不可預測輕度應激(CUMS)誘導的抑郁大鼠模型,發現CUMS大鼠DG區域新發育的細胞顯著減少。此外,與對照大鼠相比,抑郁大鼠海馬切片的DG神經元中自發興奮性突觸后電流(sEPSC)的幅度和頻率顯著降低。表明神經發生有助于抑郁癥的病理過程。
Fig1. CUMS大鼠DG區神經發生減少
隨后,為了探索了小膠質細胞通過分泌外泌體將miRNA轉移到神經元的能力(這可能是影響抑郁癥病理神經發生的一個因素)。研究人員分離了大鼠血清外泌體,并對外泌體進行了miRNA測序,發現小膠質細胞來源的外泌體中的miR-146a-5p水平在這些大鼠中顯著增加。miR-146a-5富集的外泌體將其miR-146a-5p貨物轉移到海馬齒狀回(DG)神經元,導致DG區域miR-146a-5p的上調。而海馬DG中miR-146a-5p的過表達通過直接靶向KLF4抑制神經發生和興奮性神經元的自發放電,并導致隨后KLF4的下調。miR-146a-5p表達的下調則可以改善DG區域的成年神經發生缺陷和大鼠的抑郁樣行為。
Fig2. 應激觸發的小膠質細胞分泌含有miR-146a-5p的外泌體,通過miR-146a-5p/KLF4信號通路在抑郁癥中調節神經發生
此外,由于circRNAs主要作為miRNA“螯合劑”來抑制miRNA活性。為了確定參與調節miR-146a-5p表達的關鍵circRNA,研究人員通過轉錄組測序發現環狀RNA ANKS1B在CUMS大鼠DG區中降低,可以作為miR-146a-5p的miRNA螯合劑,介導KLF4表達的轉錄后調控,從而影響抑郁癥的神經發生。
Fig3. circANKS1B通過miR-146a-5p/KLF4通路調節DG區域的神經發生
總之,本研究結果表明,小膠質細胞來源的miR-146a-5p可以在抑郁癥神經發生過程中作為一種關鍵的信號傳導介質,并表明了miR-146a-5p作為抑郁癥治療靶點的新作用。暗示靶向與抑郁癥有關的神經發生可能為開發抑郁癥的新治療策略提供新的途徑。
原文鏈接:https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34768001/

