085期抑研報|炎症-線粒體反應在抑鬱症研究中的證據和挑戰

2020-12-06 腦科學君

01,重度抑鬱症中與血清素1A結合相關的負面情緒刺激神經反應的大規模網絡動態研究

譯者:Lenore

關鍵詞 :血清素;中縫;海馬體抑制;負面情緒

血清素功能障礙與重度抑鬱症(MDD)有關,但目前仍不清楚此關係背後的機制。血清素1A(5-HT1A)自受體負責調節全腦的血清素神經元放電,並可對負面情緒產生大規模影響。本實驗研究了中縫5-HT1A結合與負面情緒的全腦網絡動態之間的關係。

在負面圖片觀看期間,MDD患者的杏仁核、基底神經節、丘腦、眶額葉皮層、額下回及背內側前額葉皮層(inferior frontal gyrus, IFG; dorsomedial prefrontal cortex, dmPFC)表現出了顯著的海馬體抑制跡象。MDD相關的連接性與中縫5-HT1A結合無關。然而,杏仁核、丘腦、IFG及dmPFC中更強的海馬體抑制作用與海馬體的5-HT1A結合有關。海馬體5-HT1A結合和海馬體抑制網絡之間的相關性只存在於MDD患者中,健康志願者(healthy volunteers, HV)中則無此現象。MDD組與HV組在中縫及海馬體5-HT1A結合之間的相關性方面也有所不同,此相關在HV中更為明顯。

這些發現表明,MDD中海馬體網絡抑制的增強與海馬體血清素功能障礙有關,而海馬體的血清素功能障礙可能是由中縫與海馬體血清素迴路之間被破壞的連接引起的。

對負面圖片及中性圖片產生反應的團簇可歸納為13個節點

參考文獻Schneck, N., Tu, T., Falcone, H.R. et al. Large-scale network dynamics in neural response to emotionally negative stimuli linked to serotonin 1A binding in major depressive disorder. Mol Psychiatry (2020). doi: https://doi.org/10.1038/s41380-020-0733-5

02,前腦興奮性神經元的SIRT1在內側前額葉皮層的抑鬱相關行為、神經興奮性調控、突觸傳遞方面產生性別二態性效應

譯者:Sheena

關鍵SIRT1、mPFC、性別二態性

Sirtuin 1 (SIRT1)是一種NAD依賴的去乙醯化酶,是細胞代謝的關鍵調控因子。最近的全基因組關聯研究確定了與重度抑鬱症相關的SIRT1基因變異。SIRT1在大腦中廣泛表達,然而,抑鬱行為中調控SIRT1活動的神經底物尚不明確。這裡我們發現,選擇性敲除前腦興奮性神經元中的SIRT1可以引起雄性小鼠的抑鬱樣表型,但是雌性小鼠中不存在此現象。AAV-Cre介導的成年鼠中mPFC的SIRT1敲低引起抑鬱樣行為。全細胞膜片鉗記錄說明SIRT1確實直接減少了邊緣前mPFC V層錐體神經元的興奮性以及自發興奮性突觸傳遞。

與神經元的低興奮性一致,SIRT1敲除降低了邊緣前mPFC中線粒體密度和參與線粒體生物發生和動力學相關基因的表達水平。當SIRT1激活劑(SRT2104)被注射到野生型小鼠的mPFC或側腦室時,它逆轉了慢性不可預測的應激性快感缺乏和行為絕望,顯示出一種類似抗抑鬱的效果。這些結果提示,mPFC興奮性神經元中的SIRT1是正常神經元興奮性和突觸傳遞所必需的,並以性別特異性的方式調節與抑鬱相關的行為。

去乙醯化酶1(SIRT1)的缺失會損傷內側前額葉皮層神經元的線粒體發生

參考文獻Lei Y, Wang J, Wang D, et al. SIRT1 in forebrain excitatory neurons produces sexually dimorphic effects on depression-related behaviors and modulates neuronal excitability and synaptic transmission in the medial prefrontal cortex [published online ahead of print, 2019 Jan 31]. Mol Psychiatry. 2019;10.1038/s41380-019-0352-1. doi:10.1038/s41380-019-0352-1

03,血清FAM19A5水平:重度抑鬱症患者神經炎症和神經退行性疾病的新型生物標誌物

譯者:He

關鍵詞:FAM19A5 星形角質細胞 皮層厚度

慢性低度炎症是重度抑鬱症(MDD)的病理生理機制之一。這項研究旨在通過研究患者血清FAM19A5(一種反映趨化性星形膠質瘤和炎症反應的新型趨化因子樣肽)水平與皮層厚度變化之間的相關性,探討血清FAM19A5水平與MDD的神經退行性變化之間的關係。

我們研究了52無毒品史的MDD患者和60例健康對照組(HCs)。採用酶聯免疫吸附法測定外周血靜脈血中FAM19A5水平。所有參與者都接受了T1加權結構磁共振成像。MDD患者血清FAM19A5水平高於HCs患者。在MDD組中,血清FAM19A5水平與額葉前額葉區域(即左下右和右內側額葉上回),左後扣帶回,右楔骨以及前楔骨之間皮層厚度之間呈顯著負相關,與HC相比,MDD患者的厚度減少了。然而,在HC組中,血清FAM19A5水平與皮質厚度之間沒有相關性。

我們的研究結果表明,血清FAM19A5水平可能反映了趨化性星形膠質細胞病和相關的MDD神經炎症。我們的發現還表明,血清FAM19A5可能是MDD神經退行性改變的潛在生物標誌物。

使用蒙特卡洛排列聚類分析(小組)對MDD組皮質厚度和血清FAM19A5水平之間進行相關分析(ng / ml)。色條代表與相關性分析有關的每個群集中的最大z分數(圖A)。B–E圖顯示了MDD組皮質厚度與血清FAM19A5水平之間的相關性分析的散點圖,與HCs相比,MDD患者皮質厚度明顯變薄 (B-左側下額回[三角肌部];C-左側後扣帶回和楔前葉;D-右內側上額回;E-右楔和楔前葉)

參考文獻K.-M. Han, et al. Serum FAM19A5 levels: A novel biomarker for neuroinammation and neurodegeneration in major depressive disorder. Brain, Behavior, and Immunity, https://doi.org/10.1016/j.bbi.2020.03.021

04,重度抑鬱症中針對炎症-線粒體反應的當前證據和未來挑戰

譯者:Navy

近年來,精神疾病的患病率不斷增加。在現有的精神障礙類疾病中,重度抑鬱症(major depressive disorder,MDD)已成為全球致殘的主要原因之一,並影響到患者的一生。當前,MDD影響了15%的美國成年人。在過去的50年中,藥物療法、心理療法和腦部刺激已被用於治療MDD。

最常見的方法仍然是藥物療法, 但是,研究表明,大約40%的患者對現有治療無效。儘管單胺假說已被廣泛認為可以解釋抑鬱症病因的分子機制,但其與其他生化現象的關係僅部分被研究。

本研究是對MDD與炎症、線粒體功能障礙和氧化應激之間存在聯繫的一個綜述。研究發現,抑鬱症患者通常表現出炎症標記物改變,線粒體膜去極化,線粒體DNA氧化,因此中樞和外周活性氧(reactive oxygen species,ROS)含量高。抗抑鬱藥對這些情況的影響尚不清楚,而ROS對大腦的影響是眾所周知的,包括神經元膜的脂質過氧化,神經元中過氧化產物的積累,蛋白質和DNA損傷,抗氧化物防禦能力降低,細胞凋亡誘導和神經炎症。

抗氧化物,例如抗壞血酸,生育酚和輔酶Q在某些抑鬱症患者中顯示出作用,但對其療效尚無共識。因此,本文綜述了MDD及其與炎症、線粒體功能障礙和氧化應激的關係,旨在徹底討論這些事件之間的可能的聯繫,這將有助於設計和開發針對這些患者的新治療方法。

參考文獻Ana Paula Vargas Visentin, Targeting Inflammatory-Mitochondrial Response in Major Depression: Current Evidence and Further Challenges, Oxidative Medicine and Cellular Longevity, Volume 2020, Article ID 2972968, 20 pages https://doi.org/10.1155/2020/2972968.

05,產婦圍產期抑鬱症狀與其後代18歲時的精神病經歷:一個縱向研究

譯者:UTCS

詞 :圍產期;抑鬱症;子代;縱向研究

背景 :已有證據表明,產婦在圍產期的抑鬱症狀會對其幼兒的一系列生理行為表現產生不利影響,同時還會增加其後代在青春期患上抑鬱症的風險。然而,目前還沒有研究對產婦圍產期抑鬱與其子女的精神病經歷之間的關係進行調查探究。我們進行研究的目的是,調查產婦的產前或產後抑鬱症是否與其子女18歲時的精神病經歷有關。

方法 :本研究使用了來自Avon父母和孩子縱向研究(ALSPAC)中的數據(一個前瞻性的出生隊列研究),研究中招募了14541名孕婦,她們的預計分娩日期在1991年4月1日至1992年12月31日之間。採用愛丁堡產後抑鬱量表(EPDS)對產婦的圍產期抑鬱症進行測量;採用精神病樣症狀訪談法對子女18歲時的精神病經歷進行測量。

研究中主要分析了,具有完整的產婦圍產期抑鬱測量數據、完整的結果(精神病經歷)數據和混淆變量數據的母親的後代的相關數據。在主要分析中,我們使用logistic回歸法分析了產婦抑鬱(產前和產後)與其子女18歲時的精神病經歷之間的關係。我們使用biprobit回歸法建立了產婦產前抑鬱與其子女18歲時的兩個結局(精神病經歷和抑鬱)之間的關聯的聯合模型。

發現 :共有3067名具備其母親圍產期抑鬱症數據,及其18歲時的精神病經歷數據的子女被納入了分析。母親產前抑鬱症狀與其子代18歲時的精神病經歷相關,未經校正的優勢比(OR)為1.38(95%置信區間 1.18-1.61,p=0.0001),校正混淆因素後,OR為1.26(1.06-1.49,p=0.0074)。

母親產前抑鬱症狀與其子代18歲時的精神病經歷(n=2830, EPDS評分增加5分的OR為:1.32[95%置信區間 1.16-1.51],p<0.0001)和子代18歲時的抑鬱(EPDS評分增加5分的OR為:1.18[1.03-1.34],p=0.016)顯著相關。從聯合模型來看,母親產前抑鬱與其子代的精神病經歷之間的關係,在強度上和母親產前抑鬱與其子代抑鬱之間的關係不存在顯著差異(p=0.19)。

解釋 :那些在圍產期經歷抑鬱症的母親的子代在18歲時更有可能報告有精神病經歷。如果兩個變量被發現存在因果關係,那麼它將成為在懷孕期間和懷孕之後對母親抑鬱症進行識別和治療的強有力的理由。

在一個完全暴露、具備結果和混淆變量的樣本中,母親產前抑鬱與其子女18歲時精神病經歷的關係

參考文獻Srinivasan R, Pearson R M, Johnson S, et al. Maternal perinatal depressive symptoms and offspring psychotic experiences at 18 years of age: a longitudinal study[J]. The Lancet Psychiatry, 2020, 7(5): 431-440.

06,慢性溫和不可預知應激抑鬱症模型中神經元以及星形膠質細胞的代謝活動損傷:拉尼西明對行為以及代謝損傷的逆轉

譯者:Kagima

關鍵詞:碳13磁共振波譜;GABA;穀氨醯胺;穀氨酸;神經元-神經膠質相互作用;神經遞質傳遞

重度抑鬱症(Major depressive disorder)是全世界範圍內殘疾以及自殺的一個主要原因。在此,本項研究使用C57BL6小鼠在慢性溫和不可預知應激(chronic unpredictable mild stress, CUMS)環境下三周誘導小鼠抑鬱,並檢測小鼠前額葉皮層(prefrontal cortex, PFC)神經元的代謝活動。此外,本研究還通過檢測CUMS小鼠中行為以及神經代謝,評估低俘獲NMDA受體拮抗劑——拉尼西明(Lanicemine)對於抑鬱症的治療效果。

前額葉皮層的神經元以及星形膠質細胞的代謝活動通過質子觀測碳編輯(Proton Observed Carbon Edited, POCE)磁共振波譜技術,以及分別注射的[1,6-13C2]葡萄糖以及[2-13C]乙酸鹽進行測量。穀氨酸能神經元,GABA能神經元,以及星形膠質細胞的TCA循環速率以及神經遞質傳遞速率通過適配的三室代謝模型(three-compartment metabolic model)檢測胺基酸中碳13的流動而獲得相應數據。

本研究中,CUMS小鼠的蔗糖偏好性出現了顯著性下降(CUMS 58.0±12.5%, n=29; Control 86.3±6.4%, n=30; p<0.0001),在強迫遊泳實驗中不動性也出現了增加(CUMS 146.1±60.8s, n=29; Control 29.9±19.3s, n=30; p<0.0001)。CUMS小鼠中來源於[2-13C]乙酸鹽碳13標記的胺基酸濃度顯著性減少,暗示了CUMS小鼠星形膠質細胞代謝活動的減少。與control小鼠相比,CUMS小鼠穀氨酸能以及GABA能神經元的TCA循環速率出現下降。

另外,CUMS小鼠中GABA-穀氨醯胺以及穀氨酸-穀氨醯胺的神經遞質循環也均出現下降。最有趣的是,短時間拉尼西明的介入使得CUMS小鼠行為(蔗糖偏好性以及不動性)出現恢復,並且穀氨酸能以及GABA能神經元中葡萄糖氧化速率也出現增加。

總結來說,本研究的發現表明抑鬱導致了前額葉皮層興奮性減少並且抑制了神經遞質的傳遞,而穀氨酸能通路可能可以作為慢性抑鬱症的潛在治療靶點。

拉尼西明介入下CUMS小鼠的行為及代謝速率均出現恢復

參考文獻Mishra, P. K., Adusumilli, M., Deolal, P., Mason, G. F., Kumar, A., & Patel, A. B. (2020). Impaired Neuronal and Astroglial Metabolic Activity in Chronic Unpredictable Mild Stress Model of Depression: Reversal of Behavioral and Metabolic deficit with Lanicemine. Neurochemistry International, 104750. https://doi.org/10.1016/j.neuint.2020.104750

排版/校對:小時/Simon(brainnews編輯部)

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