Slit3作为抑郁生物标志物的鉴定及其对下丘脑室旁核中 dynorphinergic 神经元调控作用的验证

《Neuropharmacology》：Identification and validation of Slit3 as a depression biomarker modulating dynorphinergic neurons in the hypothalamic paraventricular nucleus

抑郁症机制研究：通过慢性社交挫折应激小鼠模型，利用RNA测序和WGCNA分析发现Slit3是关键基因，其调控 dynorphinergic神经元活性改善抑郁样行为，为抑郁症诊断治疗提供新靶点。

　　本研究由浙江中医药大学药学院的江云浩、翟彩玉、应佳娜、吴朔、刘敬根和许奇共同完成。研究聚焦于抑郁症这一精神疾病，其核心特征为情绪愉悦感的丧失，然而其发病机制尚未完全阐明。研究团队采用慢性社会挫败应激（CSDS）模型对雄性C57BL/6J小鼠进行实验，观察到下丘脑室旁核（PVN）中NeuN与c-Fos的共定位现象显著增加。随后，对PVN组织进行RNA测序，筛选出差异表达基因（DEGs）。通过基因本体（GO）和京都基因与基因组百科全书（KEGG）通路的富集分析，进一步探讨这些基因的功能和生物学意义。研究团队还采用加权基因共表达网络分析（WGCNA）对相关基因模块进行分析，以识别潜在的枢纽基因。最终，通过最小绝对收缩和选择算子（LASSO）算法和随机森林算法，筛选出两个枢纽基因：Nek5和Slit3。为进一步验证这些枢纽基因的作用，研究团队进行了基因集富集分析（GSEA），探索其相关的信号通路。定量逆转录聚合酶链反应（qRT-PCR）和Western blot实验显示，只有Slit3在CSDS或慢性束缚应激（CRS）暴露后，其在PVN中的基因和蛋白表达水平均表现出一致的变化。此外，CSDS和CRS组中，dynorphinergic神经元与c-Fos以及Slit3的共定位也显著增加。值得注意的是，通过病毒介导的Slit3敲减实验发现，Slit3的减少能够显著改善CSDS和CRS引起的抑郁样行为。这些研究结果表明，Slit3可能成为抑郁症的潜在生物标志物，并在抑郁症风险预测方面具有重要的应用价值。

抑郁症是一种以持续低落情绪和愉悦感缺失为主要特征的心理疾病，其发病机制复杂，受到生理、心理和外部社会因素的共同影响。该疾病严重威胁人类的身体和心理健康，已成为全球范围内的重大公共卫生问题。据2020年全球疾病负担数据，由于新冠疫情及其相关的封锁措施，当年抑郁症病例增加了27.6%。预计到2030年，抑郁症将成为全球疾病负担的主要来源之一。抑郁症患者常表现出认知功能障碍、睡眠紊乱、食欲减退、体重下降等症状，严重时甚至出现自杀念头或行为。随着现代社会竞争的加剧和生活压力的上升，抑郁症的患病人数逐年增长。然而，该疾病在不同个体之间表现出显著的差异性，其病程难以预测，给诊断和治疗带来了巨大挑战。因此，深入研究抑郁症的发病机制，并探索新的治疗策略，对于改善抑郁症的临床管理具有重要意义。

近年来，关于抑郁症的分子机制已有大量研究，提出了多种假说，如单胺假说、神经炎症假说和神经可塑性假说等。这些假说在一定程度上解释了抑郁症的病理生理机制，但在临床实践中仍存在局限。由于抑郁症的病理机制尚未完全明确，治疗效果参差不齐，抗抑郁药物起效较慢，且复发率较高。因此，进一步研究抑郁症的发病机制，发现新的生物标志物，并开发更有效的干预措施，对于提升抑郁症的临床管理水平具有重要意义。

大量研究表明，心理压力与精神疾病之间存在密切联系，压力是抑郁症的重要诱因之一。抑郁症的发病往往伴随着多种激素分泌的紊乱。例如，抑郁症已知会干扰下丘脑-垂体-肾上腺（HPA）轴的功能，影响促肾上腺皮质激素释放激素（CRH）的分泌。此外，鼻内给予催产素已被用于临床治疗和调节自闭症。PVN作为中枢神经系统中的关键神经核，对维持身体稳态具有重要作用，其参与处理负面情绪和压力，通过分泌催产素、血管加压素、CRH和dynorphin等激素和调节因子，调控身体的生理状态。这些研究结果突显了PVN在情绪调节和压力反应中的核心作用。

本研究采用CSDS模型，对PVN的转录组基因表达谱进行了系统分析，以识别与抑郁症相关的差异表达基因。通过整合多种生物信息学方法，包括WGCNA、LASSO算法和随机森林算法，研究团队识别出两个枢纽基因：Nek5和Slit3。为进一步验证这些基因的功能，研究团队利用分子生物学技术和病毒介导的基因敲减实验，确认Slit3在抑郁症中的关键作用。研究结果表明，Slit3在抑郁症的发生中发挥重要作用，有助于深入理解该疾病的神经分子机制。

在实验设计方面，研究团队选用雄性C57BL/6J小鼠，体重在20-25克之间，年龄为7-9周。这些小鼠由上海斯莱克实验动物有限公司提供，并在恒温房间（25±2℃）中饲养，遵循12小时光照/12小时黑暗的昼夜节律，提供自由获取的食物和饮水。为了模拟抑郁症的发病过程，研究团队采用CSDS和SSDS模型，这些模型的实施方式参考了之前的研究（Wang et al., 2023a）。简而言之，CD-1小鼠需满足严格的筛选标准，即必须在至少连续五次实验中攻击C57BL/6J小鼠，并且对初始攻击的延迟时间需达到一定标准。通过这些模型，研究团队能够系统地评估抑郁症相关的神经变化。

在实验过程中，研究团队观察到，通过CSDS诱导的抑郁样行为，PVN中的神经元被激活。为了建立抑郁样行为，研究团队采用CSDS模型。在进行10天的CSDS应激刺激后，小鼠被用于抑郁样行为的评估。接受CSDS的小鼠表现出明显的社交回避、绝望和愉悦感缺失，如在社交互动测试（SIT）中社交互动比率下降（图1B和C），在尾悬挂测试（TST）中不动时间延长（图1D），以及在蔗糖偏好测试中对蔗糖的偏好度降低。这些行为指标的改变进一步验证了CSDS模型在模拟抑郁症方面的有效性。

在讨论部分，研究团队对PVN组织在CSDS模型下的RNA测序结果进行了深入分析，探讨了差异表达基因在分子功能、细胞组成和生物学过程方面的变化。通过生物信息学分析，研究团队识别出两个枢纽基因：Nek5和Slit3。为了进一步验证这些基因的表达情况，研究团队采用qRT-PCR和Western blot技术检测Nek5和Slit3在基因和蛋白水平的表达。研究结果表明，Slit3在抑郁症的发病过程中可能发挥关键作用，这为抑郁症的分子机制研究提供了新的思路。

在结论部分，研究团队指出，通过整合生物信息学方法和实验研究，Slit3基因被确认与抑郁症密切相关。Slit3在抑郁症的治疗中具有重要潜力，可能成为一种分子诊断标志物，为该疾病的临床研究提供有价值的参考。研究团队的成果不仅有助于揭示抑郁症的神经分子机制，也为开发新的治疗策略和生物标志物提供了理论依据和实验支持。

研究团队还强调了本研究的资助来源，包括浙江省医药卫生计划、浙江中医药大学以及国家自然科学基金。这些资金支持为研究的顺利开展提供了重要保障。同时，研究团队声明本研究不存在利益冲突，并对浙江中医药大学医学研究中心公共平台的技术支持表示感谢。这些信息进一步突显了研究的严谨性和学术价值。

综上所述，本研究通过系统分析抑郁症模型中的神经变化，揭示了Slit3在抑郁症发病机制中的重要作用。研究结果不仅为抑郁症的分子机制提供了新的理解，也为未来的诊断和治疗策略提供了潜在的方向。随着对抑郁症研究的不断深入，相信将会有更多关键基因和机制被发现，从而推动该疾病的临床管理迈向新的阶段。