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靶向补体-mTOR-自噬轴:载脂蛋白E(ApoE)在抑郁症调控中的关键作用
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月30日 来源:BMC Biology 4.4
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本研究针对抑郁症治疗靶点匮乏的临床困境,创新性揭示了载脂蛋白E(ApoE)通过调控补体C3-mTOR-自噬轴改善抑郁行为的分子机制。研究人员通过CSDS和LPS抑郁模型,结合ApoE基因敲除与过表达实验,发现ApoE缺失会激活补体系统并持续激活mTOR通路,导致自噬受损和神经炎症加剧;而mTOR抑制剂雷帕霉素可逆转上述病理过程。该研究为抑郁症治疗提供了ApoE-C3-mTOR-自噬轴这一全新干预靶点,发表于《BMC Biology》。
抑郁症作为全球高发的精神疾病,现有治疗手段存在疗效不足、易复发等瓶颈问题。近年研究发现,阿尔茨海默病风险基因载脂蛋白E(ApoE)的ε4等位基因与抑郁症易感性相关,但其具体机制尚未阐明。同时,补体系统异常激活和自噬功能障碍也被认为参与抑郁症发生,但三者间的调控网络仍是一片空白。
安徽医科大学的研究团队在《BMC Biology》发表的研究,首次系统揭示了ApoE通过补体-mTOR-自噬轴调控抑郁行为的完整机制。研究人员采用慢性社交挫败应激(CSDS)和脂多糖(LPS)诱导两种抑郁小鼠模型,结合ApoE基因敲除(ApoE-/-)和海马区特异性过表达技术,通过行为学测试、RNA测序和分子生物学实验,发现:1)抑郁模型海马区ApoE表达显著降低;2)ApoE缺失会激活小胶质细胞并升高补体C3水平,进而持续激活mTOR通路抑制自噬;3)过表达ApoE或使用mTOR抑制剂雷帕霉素均可恢复自噬功能、减轻神经炎症并改善抑郁行为。
关键技术包括:1)建立CSDS和LPS抑郁动物模型;2)采用AAV9病毒载体实现海马区ApoE特异性过表达;3)通过RNA测序分析差异表达基因;4)运用Western blot检测补体C3、mTOR通路蛋白及自噬标志物(Atg7/p62等);5)ELISA检测血清和海马区炎症因子(TNF-α/IL-1β等)。
研究结果
海马区ApoE表达降低是抑郁模型的共同特征
在CSDS和LPS诱导的抑郁模型中,免疫荧光显示ApoE主要与星形胶质细胞标志物GFAP共定位。Western blot证实两种模型海马区ApoE和GFAP水平均显著降低,而神经元标志物S-100β无变化,提示星形胶质细胞功能受损可能是抑郁症的病理基础。
ApoE缺失加剧应激诱导的抑郁行为
ApoE-/-小鼠在CSDS应激后表现出更严重的社交回避行为,在强迫游泳试验(FST)和悬尾试验(TST)中不动时间延长50%以上,蔗糖偏好率降低35%。值得注意的是,非应激状态下ApoE-/-小鼠无抑郁表现,说明ApoE缺失主要影响应激反应过程。
补体C3-mTOR轴介导自噬障碍
RNA测序发现ApoE敲除小鼠海马区补体系统基因(Trem2/C1qa等)显著上调。机制上,ApoE缺失导致补体C3水平升高3倍,进而激活mTOR通路(p-mTOR/mTOR比值增加2.5倍),抑制自噬关键蛋白Atg7/Beclin1表达。体外实验证实,外源性C3可直接激活BV-2小胶质细胞的mTOR通路。
靶向干预实现行为改善
海马区过表达ApoE使补体C3水平降低40%,同时恢复自噬功能并减少炎症因子释放。更关键的是,雷帕霉素治疗可完全逆转ApoE-/-小鼠的抑郁行为,使FST不动时间从180秒降至80秒,证实mTOR是该通路的核心靶点。
这项研究不仅阐明了ApoE在抑郁症中的保护作用机制,更创新性地提出了"补体C3-mTOR-自噬轴"这一可干预靶点。临床意义在于:1)为ApoEε4携带者的抑郁风险提供解释;2)发现雷帕霉素等现有药物在抑郁症治疗中的潜在价值;3)提示监测补体C3水平可能成为抑郁症生物标志物。该研究为开发针对特定病理环节的精准抗抑郁策略奠定了理论基础。
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