综述:拓展对精神疾病中(适应不良)应激生理学的理解:实现类固醇和神经肽的单细胞表征

【字体: 时间:2025年06月16日 来源:Neurobiology of Stress 4.3

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  这篇综述深入探讨了神经活性类固醇(neuroactive steroids)和神经肽(neuropeptides)在应激调控和精神疾病中的关键作用,强调通过单细胞和空间组学技术揭示其细胞特异性机制,为开发靶向治疗提供新思路。文章系统梳理了HPA轴(下丘脑-垂体-肾上腺轴)、GABAA R(γ-氨基丁酸A型受体)和NPY(神经肽Y)等靶点的调控网络,并指出慢性应激导致的E/I(兴奋/抑制)平衡失调与抑郁症、精神分裂症等疾病的关联。

  

引言

神经活性类固醇(包括类固醇激素和神经类固醇)与神经肽是中枢神经系统的核心调节分子,通过细胞特异性方式整合环境信号,调控基因和蛋白表达。它们通过HPA轴影响大脑兴奋/抑制(E/I)平衡,进而调节情绪、认知和记忆功能。尽管其作用关键,这些信号系统在精神疾病研究中长期被忽视,而单细胞和空间技术的出现为解析其机制提供了新工具。

神经活性类固醇的机制

神经活性类固醇主要通过HPA轴发挥作用。当应激刺激激活下丘脑室旁核(PVN)时,促肾上腺皮质激素释放激素(CRH)触发垂体释放促肾上腺皮质激素(ACTH),最终促使肾上腺分泌皮质醇。皮质醇通过糖皮质激素受体(GR)和盐皮质激素受体(MR)调控基因表达,但其效应具有细胞类型特异性,可能与染色质结构和辅因子招募有关。

急性应激会升高神经活性类固醇水平(如别孕烯醇酮allopregnanolone),而慢性应激则导致其合成酶表达下降,破坏E/I平衡。这种失衡与抑郁症、精神分裂症和自闭症等多种精神疾病相关,但具体机制仍需高分辨率技术解析。

神经肽调控神经类固醇合成

神经肽作为上游调控因子,通过影响类固醇合成酶(如5α-R1和3α-HSD)的表达,间接调节神经类固醇的生成。例如,神经肽Y(NPY)在应激反应中表现出显著的表达变化:其在抑郁症患者前额叶皮层中表达降低,而受体NPY1R和NPY2R表达升高。单细胞转录组数据显示,NPY主要富集于GABA能中间神经元,提示其在抑制性神经环路中的关键作用。

技术挑战与前沿方法

传统方法(如色谱分析和免疫组化)难以捕捉神经活性分子在细胞层面的动态变化。空间转录组和质谱成像(MALDI-MSI)等新技术可同时定位RNA、蛋白质和代谢物,揭示应激相关分子网络的时空特征。例如,整合多组学数据发现,小鼠HPA轴相关脑区中特定细胞亚群对慢性应激的转录响应具有高度异质性。

未来方向

结合单细胞多组学和空间技术,未来研究需重点关注:

  1. 神经活性类固醇和神经肽的细胞特异性互作;
  2. 性别差异对HPA轴调控的影响;
  3. 开发靶向神经肽-GABAA
    R通路的精准疗法。

通过跨尺度、多模态分析,有望揭示应激相关精神疾病的分子基础,推动新型抗抑郁药(如靶向allopregnanolone的药物brexanolone)的研发。

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