酸鞘磷脂酶通过Toll样受体信号通路调控焦虑样行为的作用机制研究

本期推荐：酸鞘磷脂酶(Asm)缺失通过激活Toll样受体(TLR1/2)信号通路引发神经炎症，导致小鼠焦虑样行为增强。北京天坛医院药学部团队采用基因敲除小鼠模型结合RNA测序技术，发现Asm KO小鼠前额叶皮层中TLR1/2、CCL3/4/5等炎症因子表达上调，小胶质细胞(iba-1+)和星形胶质细胞(GFAP+)激活。该研究为焦虑障碍治疗提供了新靶点，发表于《Molecular Brain》。

　　

在现代社会，焦虑障碍已成为影响全球26亿人的重大公共卫生问题，其复杂的发病机制至今尚未完全阐明。传统理论聚焦于神经递质紊乱或神经内分泌失调，但近年来，神经脂质代谢异常逐渐成为研究新热点。其中，酸鞘磷脂酶(acid sphingomyelinase, ASM/Asm)作为鞘磷脂代谢的关键酶，在抑郁症和精神分裂症中已被证实发挥重要作用，但其在焦虑障碍中的角色仍是一片未知的领域。

北京天坛医院药学部曹丽和赵志刚团队针对这一科学空白，利用Asm基因敲除(Asm KO)小鼠模型，系统研究了该酶在焦虑样行为调控中的作用及其分子机制。研究发现，Asm缺失会导致小鼠出现显著的焦虑样行为改变，并通过激活Toll样受体(TLR)信号通路引发神经炎症反应。这项突破性成果发表于《Molecular Brain》杂志，为焦虑障碍的精准治疗提供了新的理论依据和治疗靶点。

研究团队采用多学科交叉的研究策略，主要运用了以下关键技术：1) 基因敲除小鼠的繁育与鉴定；2) 开放旷场(OFT)、新奇抑制摄食(NSFT)和高架十字迷宫(EPM)等标准化行为学测试；3) 激光散斑血流成像技术监测脑血流(CBF)变化；4) RNA测序(RNA-seq)结合生物信息学分析；5) 实时定量PCR(q-PCR)验证关键基因表达；6) 免疫组化检测小胶质细胞(iba-1)和星形胶质细胞(GFAP)活化状态。

在行为学结果方面，研究发现：1) 在开放旷场测试中，Asm KO小鼠表现出总运动距离减少、中央区域停留时间缩短等典型焦虑样行为，且这种表型随年龄增长而加剧；2) 新奇抑制摄食测试显示KO小鼠摄食潜伏期显著延长；3) 脑血流检测发现KO小鼠脑灌注量明显降低，提示脑循环障碍可能与焦虑样行为相关。

分子机制研究揭示了以下重要发现：1) RNA测序分析发现Asm KO小鼠前额叶皮层存在240个差异表达基因(DEGs)，其中194个上调，46个下调；2) GO和KEGG富集分析显示这些基因显著富集于免疫系统相关通路，特别是Toll样受体信号通路；3) PPI蛋白互作网络分析确定TLR1/2、CCL3/4/5、CD86等为核心枢纽基因；4) q-PCR验证了TLR1/2、CCL3/4/5等炎症相关基因的显著上调；5) 免疫组化证实KO小鼠小胶质细胞(iba-1⁺)呈现胞体增大、突起减少的活化形态，星形胶质细胞(GFAP⁺)数量也明显增加。

在抑郁样行为方面，研究观察到有趣的双向效应：虽然Asm KO表现出焦虑样行为增强，但在强迫游泳(FST)和悬尾测试(TST)中却显示抑郁样行为减轻。这一现象提示ASM可能在不同情绪障碍中发挥差异化调控作用。

讨论部分深入阐释了研究的理论意义：1) 首次建立了Asm-TLR1/2-神经炎症-焦虑行为的完整调控轴，为焦虑障碍的"神经免疫假说"提供了直接证据；2) 发现脑血流减少与焦虑行为的潜在关联，为理解焦虑障碍的血管机制开辟了新视角；3) 揭示了鞘磷脂代谢异常通过TLR信号通路影响情绪行为的具体分子路径；4) 为开发靶向ASM-TLR信号通路的抗焦虑药物提供了理论支持。

该研究的创新性主要体现在：1) 首次系统阐明Asm在焦虑样行为中的调控作用；2) 采用多组学联用策略，从行为表型到分子机制进行全面解析；3) 发现ASM缺失导致的神经炎症与焦虑行为而非抑郁行为的特异性关联。这些发现不仅丰富了我们对情绪障碍发病机制的认识，也为临床开发新型抗焦虑药物提供了潜在靶点。未来研究可进一步探索不同脑区特异性Asm敲除的效果，以及靶向干预TLR信号通路对焦虑样行为的改善作用。