拯救不开心，告别抑郁症！！！ 《客户文章》抗抑郁的潜在新靶标——海马CA3 TGR5蛋白

研究思路与方法

       课题组首先发现，慢性社会挫败应激（CSDS）与慢性束缚应激（CRS）这两种经典抑郁模型在诱发C57BL/6J小鼠抑郁样行为的同时，皆显著降低了海马CA3椎体神经元上TGR5的蛋白与mRNA表达水平，其下降水平与抑郁症的严重程度呈正相关（图1）。这初步表明海马CA3椎体神经元上TGR5蛋白可能参与慢性应激诱发抑郁症的过程。

图1. 慢性应激对中枢TGR5的影响
 

         第二步，课题组使用AAV-CaMKIIα-TGR5-mCherry（TGR5过表达腺相关病毒）来阻止CSDS与CRS模型诱发的海马CA3椎体神经元上TGR5水平的降低。相关行为学测试表明，AAV-TGR5过表达CA3椎体神经元上 的TGR5显著逆转了CSDS与CRS应激导致的小鼠快感缺乏、绝望无助、社交恐惧等抑郁样行为，且不影响自主活动性（图2）；进一步使用AAV-CaMKIIα-GCaMP6s（特异性在椎体神经元上表达钙离子指示剂GCaMP6s；武汉枢密脑科学技术有限公司提供） 对CA3椎体神经元活性进行检测，结果显示AAV-TGR5过表达CA3椎体神经元上TGR5显著逆转CSDS引起的CA3椎体神经元活性降低。这直接证实以CA3 TGR5为干扰靶点可发挥抗抑郁效应。

图2. 过表达CA3椎体神经元上TGR5产生抗抑郁效应
 

图3. 敲除或者沉默干扰CA3 TGR5加速抑郁效应产生
 

        第四步，课题组使用药理学激动剂INT-777（TGR5特异性激动剂）来阻止CSDS与CRS应激诱发的CA3 TGR5水平降低。相关行为学测试表明，过表达CA3 TGR5显著逆转了CSDS与CRS应激导致的小鼠抑郁样行为。联合使用INT-777和硝苯地平（L-型钙离子通道阻断剂）发现TGR5通过活化L-型钙通道增加CA3椎体神经元活性。进一步使用化学遗传药物（AAV-CaMKIIα-hM4Di-mCherry；武汉枢密脑科学技术有限公司提供）降低CA3椎体神经元活性，亦发现INT-777抗抑郁作用消失。这表明CA3 TGR5正是通过增强CA3椎体神经元活性来影响抑郁症。
 

        第五步，课题组使用AAV-hSyn-iGluSnFR(A184s)（谷氨酸离子探针；武汉枢密脑科学技术有限公司提供）对CA3重要的下游脑区DLS谷氨酸浓度进行检测，结果显示使用AAV-TGR5或者INT-777上调 CA3椎体神经元上TGR5能显著逆转CSDS应激引起的DLS谷氨酸浓度降低。进一步使用光遗传学和化学遗传学技术发现抑制或者激活CA3→DLS环路双向调控小鼠抑郁样行为，然而激活CA3到其他脑区的投射不改变抑郁样行为（图4）。这表明CA3→DLS环路可能参与了TGR5的抗抑郁作用，且是其下游机制。

图4. 上调TGR5增强CA3→DLS的神经传输且导致抗抑郁效应产生
 

         第六步，因为DLS中主要由抑制性的GABA能神经元组成，所以DLS中的GABA能神经元很可能介导了CA3→DLS环路的抗抑郁效应。因此AAV-CaMKIIα-ChR2-mCherry被注射进入CSDS与CRS应激小鼠的CA3中，AAV-GAD67-Cre和AAV-EF1α-DIO-hM4Di-mCherry被混合注射进入同一只小鼠的DLS中，分别用来激活CA3→DLS的环路和抑制DLS中GABA能神经元活性。行为学检测发现化学遗传学技术抑制DLSGABA能神经元可阻断由光刺激CA3→DLS环路产生的抗抑郁效应，提示了DLS中GABA神经元参与介导CA3椎体神经元抗抑郁效应。由于GABA能神经元亚型的多样性，课题组进一步探究了DLS中SST（生长素抑制素）和PV（小清白蛋白）阳性GABA能神经元（GABA能神经元两种主要亚型）参与抗抑郁作用的不同机制。借助AAV-SST-Cre或AAV-PV-Cre病毒和AAV-EF1α-DIO-hM3Dq-mCherry化学遗传药物发现激活DLS中SST而不是PV阳性神经元具有抗抑郁效应。
 

         最后，AAV-PV-Cre或AAV-SST-Cre分别与AAV-EF1a-DIO-hM4Di-mCherry被混合注射CSDS与CRS应激小鼠的DLS中，INT-777被注射进入同一只小鼠的CA3中，分别用来抑制DLS中SST或PV阳性神经元和激活CA3椎体神经元上TGR5。行为学检测发现化学遗传学技术抑制DLS的SST阳性神经元废除了INT-777的抗抑郁效应。这些结果提示了DLS的SST阳性神经元介导了CA3→DLS环路的抗抑郁效应，激活DLS中SST神经元是TGR5抗抑郁作用的必要条件。

图5. DLS的SST神经元介导CA3 TGR5及CA3→DLS的抗抑郁效应

研究结论

        海马CA3 TGR5信号参与抑郁症过程，并证明了CA3 TGR5是一个十分有效的新型抗抑郁靶点，TGR5激动剂可能具有抗抑郁作用。此研究具有显著临床价值与意义，同时拓展了对抑郁症病理机制的研究认识，并首次提供了CA3→DLS环路参与抑郁症病理过程的证据。
 

参考文献：

Wang H, Tan YZ, Mu RH, Tang SS, Liu X, Xing SY, Long Y, Yuan DH, Hong H, (2020). Takeda G-Protein-Coupled Receptor 5 Modulates Depression-Like Behaviors Via Hippocampal CA3 Pyramidal Neurons Afferent to Dorsolateral Septum. Biological Psychiatry.

图片来源：Biological Psychiatry

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.biopsych.2020.11.018

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