TRPV1通过抑制小胶质细胞炎症激活改善母体分离大鼠精神分裂症相关行为

为解决精神分裂症认知缺陷和神经炎症机制不明的难题，研究人员开展TRPV1调控小胶质细胞CaMKII/NRF2/SIRT3通路的主题研究，发现TRPV1激活可逆转突触可塑性损伤并改善行为异常，为靶向神经免疫调控提供新策略。

　　

精神分裂症是一种严重影响全球约1%人口的神经精神障碍，其典型特征包括阳性症状（如幻觉和妄想）、阴性症状（如情感淡漠和社会退缩）以及认知功能障碍。尽管现有抗精神病药物对阳性症状有一定疗效，但对认知和阴性症状的改善效果有限，而认知缺陷恰恰是导致患者功能预后差的核心因素。近年来，神经炎症假说逐渐成为精神分裂症研究的热点，其中小胶质细胞（中枢神经系统的固有免疫细胞）的异常激活被认为是推动疾病进展的关键环节。此外，海马体作为学习记忆的关键脑区，在精神分裂症患者中常出现体积缩小、突触密度降低和神经元结构损伤等异常，这些变化与认知缺陷密切相关。

值得注意的是，早期生命应激（early-life stress, ELS）被确认为精神分裂症的重要环境风险因素。母体分离（maternal separation, MS）动物模型能很好地模拟精神分裂症的行为和神经病理表型，包括运动过度、认知障碍、感觉门控缺陷以及海马突触可塑性受损。先前临床研究发现，首发和复发精神分裂症患者的外周和中枢组织中TRPV1（transient receptor potential vanilloid 1）表达显著降低，且其表达水平与症状严重程度呈负相关。TRPV1是一种钙离子通透性非选择性阳离子通道，可被辣椒素（capsaicin, CAP）、热刺激（>43°C）和炎症介质等激活。尽管TRPV1在感觉神经元中的功能已被广泛研究，但其在小胶质细胞中的作用及其在精神分裂症中的具体机制尚不明确。

为了解决上述问题，武汉大学人民医院精神病学科的研究团队在《Schizophrenia Bulletin》上发表了一项研究，通过整合在体动物模型、细胞共培养系统、病毒介导的基因操作以及多维度行为学评估，深入探讨了小胶质细胞TRPV1在精神分裂症相关行为和海马功能障碍中的调控作用及分子机制。

研究主要采用了以下关键技术方法：

1. 1.

   建立 postnatal day 9 大鼠的24小时急性母体分离模型模拟早期应激；

2. 2.

   通过腺相关病毒（AAV）载体实现海马CA1区小胶质细胞特异性TRPV1过表达（OE）或敲低（KD）；

3. 3.

   利用TRPV1激动剂辣椒素（CAP）进行腹腔注射干预；

4. 4.

   采用TRPV1基因敲除（TRPV1^-/-）小鼠的原代小胶质细胞与野生型神经元共培养体系；

5. 5.

   通过Western blot、免疫荧光、qRT-PCR和ELISA等技术检测蛋白表达、炎症因子水平和细胞凋亡；

6. 6.

   运用高尔基染色和电生理记录评估树突棘密度和长时程增强（LTP）；

7. 7.

   通过新物体识别（NOR）、Barnes迷宫、Y迷宫、开场试验（OFT）和前脉冲抑制（PPI）等行为学测试全面评估认知和运动行为。

MS-Induced Schizophrenia-Associated Behavior, Hippocampal Neuronal Dysfunction, Microglial Inflammatory Activation, and Microglial TRPV1 Deficiency in Rats

研究发现，MS大鼠表现出显著的精神分裂症样行为异常，包括新物体识别记忆受损、空间学习和工作记忆障碍、运动过度以及感觉门控缺陷。海马组织分析显示，MS导致神经元凋亡增加（Bcl-2下调，BAX和Cleaved-caspase3上调）、突触蛋白（PSD95和SYN）表达降低、树突棘密度减少以及LTP受损。同时，MS大鼠海马小胶质细胞激活标志物Iba1和CD86表达升高，促炎细胞因子（TNF-α、IL-1β、IL-6）释放增多，而小胶质细胞TRPV1表达显著下调。

Microglia-Specific TRPV1 Overexpression in the Hippocampal CA1 of MS Rats Ameliorated MS-Induced Microglial Inflammatory Activation, Neuronal Synaptic Dysfunction, and Schizophrenia-Associated Behavioral Impairments

通过AAV介导的小胶质细胞特异性TRPV1过表达，研究成功逆转了MS引起的海马TRPV1下调。TRPV1过表达显著抑制了小胶质细胞激活（Iba1和CD86降低）和炎症因子释放，减少了神经元凋亡，恢复了突触蛋白表达、树突棘密度和LTP，并改善了所有行为学缺陷。这表明增强小胶质细胞TRPV1表达足以抵抗MS的神经病理和行为影响。

Microglia-Specific TRPV1 Knockdown in the Hippocampal CA1 of MS Rats Exacerbated MS-Induced Microglial Inflammatory Activation, Neuronal Synaptic Dysfunction, and Schizophrenia-Associated Behavioral impairments

相反，小胶质细胞特异性TRPV1敲低进一步加剧了MS引起的炎症反应、神经元凋亡、突触损伤和行为异常。TRPV1敲低导致促炎细胞因子水平更高、CD86表达上升、LTP和树突棘密度进一步下降，以及认知和感觉门控缺陷更加严重，证明TRPV1缺失会放大MS的负面影响。

Knockout of Microglial TRPV1 Promoted Microglial Inflammatory Activation and Induced Co-Cultured Neuronal Injury

在原代细胞共培养实验中，TRPV1^-/-小胶质细胞表现出CaMKII/NRF2/SIRT3信号通路下调（p-CaMKII、P-NRF2和SIRT3蛋白减少），并释放更多促炎因子。当与野生型神经元共培养时，TRPV1^-/-小胶质细胞诱导了显著的神经元凋亡（Bcl-2下降，BAX和Cleaved-caspase3上升）。然而，TRPV1^-/-神经元与野生型小胶质细胞共培养时，并未直接引发小胶质细胞激活，表明小胶质细胞TRPV1缺失是驱动神经炎症和神经元损伤的主要因素。

CAP Administration Inhibited Microglial Inflammatory Activation, Improved Neuronal Synaptic Plasticity, and Schizophrenia-Associated Behaviors in MS Rats

腹腔注射TRPV1激动剂CAP显著抑制了MS引起的小胶质细胞激活，恢复了海马LTP和树突棘密度，并改善了行为学表现。CAP处理未改变TRPV1表达水平，但通过激活TRPV1发挥了保护作用，提示药理激活TRPV1具有治疗潜力。

Discussion

研究结论表明，小胶质细胞TRPV1是精神分裂症病理中的关键调节分子。MS通过下调TRPV1表达，破坏Ca²⁺/CaMKII/NRF2/SIRT3信号轴，导致小胶质细胞向促炎表型转化，进而引发突触损伤和行为异常。TRPV1激活或过表达可通过该通路抑制神经炎症、恢复突触可塑性，并改善认知和行为缺陷。该研究首次将TRPV1与CaMKII/NRF2/SIRT3轴联系起来，为精神分裂症提供了新的神经免疫机制解释，并提示靶向小胶质细胞TRPV1可能成为治疗认知和阴性症状的创新策略。然而，研究仅聚焦雄性动物，且未考察TRPV1调控的长期效应与传统抗精神病药物的联合应用，这些将是未来研究的重要方向。