NDUFB9通过促进线粒体自噬改善CUMS诱导的抑郁样行为：从分子机制到治疗新靶点

本研究针对抑郁症（MDD）的线粒体功能障碍机制展开探索，通过转录组学分析鉴定出NDUFB9等关键基因，并利用CUMS小鼠模型证实NDUFB9过表达可通过稳定PINK1激活PINK1/Parkin通路，增强线粒体自噬（mitophagy），从而改善线粒体功能并缓解抑郁样行为。该发现为抑郁症治疗提供了新的分子靶点和理论依据。

　　

抑郁症（Major Depressive Disorder, MDD）作为全球致残率最高的精神疾病之一，其发病机制至今仍是未解之谜。传统抗抑郁药物靶向单胺类神经递质系统，但约30%患者对现有治疗无反应，这促使科学家们将目光投向更基础的细胞生物学机制。近年来，越来越多的证据表明，被称为"细胞能量工厂"的线粒体功能异常与抑郁症密切相关——线粒体电子传递链功能障碍、活性氧（ROS）积累、ATP生成不足等现象在抑郁症患者脑部频繁出现。然而，这些异常究竟是抑郁症的因还是果？是否存在关键分子可调控这一过程？这些问题成为领域内亟待解决的科学难题。

为破解这一谜题，研究人员开展了一项融合多组学分析与神经生物学验证的系统研究。通过生物信息学挖掘抑郁症患者外周血转录组数据（GSE52790和GSE38206数据集），结合线粒体功能相关基因（MF-RGs）和睡眠障碍相关基因（SD-RGs）数据库，筛选出TFAM、SURF1和NDUFB9三个关键候选基因。单细胞转录组分析（GSE144136数据集）进一步揭示这些基因在前额叶皮层（Prefrontal Cortex, PFC）抑制性神经元中特异性高表达，其中NDUFB9的表达差异最为显著。为验证这些发现，研究团队建立了慢性不可预知温和应激（Chronic Unpredictable Mild Stress, CUMS）小鼠模型，通过行为学测试、分子生物学实验和细胞功能分析，系统阐明了NDUFB9通过稳定PINK1蛋白激活线粒体自噬通路的新型分子机制。

研究采用了多项关键技术方法：通过LASSO、SVM和Boruta算法进行机器学习特征选择；利用Seurat包处理单细胞转录组数据；建立CUMS小鼠模型进行行为学评估（蔗糖偏好测试SPT、强迫游泳测试FST和旷场测试OFT）；采用Western blot、Co-IP和流式细胞术分析线粒体功能；使用3-MA和Mdivi-1抑制剂进行功能回复实验。

研究结果部分呈现了多层次证据链：

1. 1.

   "NDUFB9过表达缓解CUMS小鼠抑郁样行为"显示，CUMS导致小鼠出现典型抑郁行为（蔗糖偏好降低47%，强迫游泳不动时间增加2.1倍），而NDUFB9过表达使这些指标恢复近正常水平（p<0.01）。TUNEL染色证实NDUFB9可减少抑制性神经元凋亡（下降62%）。

2. 2.

   "NDUFB9恢复PFC线粒体功能"部分发现，CUMS使线粒体复合体I-V蛋白表达降低35-50%，ATP产量减少58%，膜电位下降41%，ROS升高2.3倍（p<0.01），NDUFB9过表达可显著逆转这些异常。

3. 3.

   "NDUFB9促进线粒体生物发生和自噬"揭示，NDUFB9上调PGC-1α/NRF1/TFAM通路（p<0.01），同时增强LC3-II/LC3-I比值（提高1.8倍）并降低p62水平（下降45%）。免疫荧光显示NDUFB9使LC3与线粒体标记物TOMM20共定位增加2.1倍。

   
4. 4.

   机制研究发现NDUFB9与PINK1结合能（-321.98 kcal/mol），Co-IP证实两者直接互作。CHX追踪实验显示NDUFB9使PINK1半衰期延长2.4倍（p<0.01）。使用3-MA和Mdivi-1抑制剂可完全阻断NDUFB9的抗抑郁效应。

讨论部分强调，该研究首次揭示NDUFB9-PINK1轴在抑郁症中的关键作用：NDUFB9作为线粒体复合体I亚基（NADH:ubiquinone oxidoreductase subunit B9），通过稳定PINK1蛋白（PTEN induced putative kinase 1）促进受损线粒体清除，从而维持神经元能量稳态。这一发现不仅为理解抑郁症的"线粒体假说"提供了直接分子证据，更重要的是，NDUFB9作为可靶向调控的蛋白，为开发新型抗抑郁药物指明了方向。研究同时创新性地整合外周生物标志物筛选与中枢机制验证策略，证实外周血NDUFB9表达变化能反映脑内病理改变，这对抑郁症的客观诊断具有重要启示。论文发表于《Translational Psychiatry》这一精神病学转化研究领域的权威期刊，为抑郁症的精准诊疗提供了从基础到临床的全新视角。