《Frontiers in Psychiatry》：Disruption of a GalR2–mitochondrial axis in the ventral hippocampus contributes to depression-like phenotypes after prenatal stress
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背景：产前应激（Prenatal stress, PS）是后期生活中抑郁的主要风险因素，然而连接早期逆境与长期情感脆弱性的细胞机制仍不完全清楚。神经肽受体已成为应激相关精神病理的重要调节因子，但它们在边缘回路中线粒体调节中的作用在很大程度上尚未被探索。方法：研
背景：产前应激（Prenatal stress, PS）是后期生活中抑郁的主要风险因素，然而连接早期逆境与长期情感脆弱性的细胞机制仍不完全清楚。神经肽受体已成为应激相关精神病理的重要调节因子，但它们在边缘回路中线粒体调节中的作用在很大程度上尚未被探索。方法：研究人员建立了一个大鼠PS模型，以评估成年后的抑郁样行为。在腹侧海马（ventral hippocampus, vHPC）中检查了线粒体超微结构、三磷酸腺苷（ATP）生成以及甘丙肽受体2（GalR2）和PINK1/Parkin线粒体质量控制机制关键组分的表达。研究人员在体内评估了鼻内给药GalR2激动剂AR-M1896对行为和线粒体改变的影响。为了直接测试vHPC是否介导这些效应，研究人员进行了单侧vHPC内注射AR-M1896。在体外，研究人员使用糖皮质激素暴露和GalR2的药理学操作来评估它们对线粒体功能和PINK1/Parkin信号的影响。结果：PS在成年后代中诱导了持续的奖赏缺失样行为和绝望样行为表型，伴有vHPC中显著的线粒体结构异常、ATP生成减少以及GalR2和PINK1/Parkin相关线粒体质量控制信号的下调。鼻内AR-M1896部分正常化了奖赏相关行为缺陷并改善了线粒体功能障碍。重要的是，直接vHPC内注射AR-M1896提高了同侧vHPC中的ATP、PINK1和Parkin水平，提供了vHPC是GalR2介导的PINK1/Parkin相关线粒体自噬恢复效应的关键部位的因果证据。在细胞实验中，糖皮质激素暴露抑制了线粒体膜电位和PINK1/Parkin相关信号，而GalR2激活则增强了它们。结论：这些发现确定了腹侧海马中的一个GalR2-线粒体轴，该轴被PS破坏并与抑郁样表型的易感性相关。互补的vHPC内注射实验确立了vHPC GalR2信号在挽救线粒体缺陷中的因果作用，直接证明了鼻内AR-M1896至少部分通过vHPC起作用。这种受体-细胞器通路可能代表了连接早期逆境与长期情感功能障碍的神经生物学机制。
研究背景与问题：产前应激（PS）是抑郁症等应激相关精神障碍的重要风险因素，但早期逆境如何通过细胞机制导致长期情感脆弱性尚未完全阐明。神经肽受体如甘丙肽受体2（GalR2）在情绪调节中具有神经保护作用，但其在边缘回路（尤其是腹侧海马vHPC）中线粒体调控中的作用仍不明确。现有研究表明，PS可导致下丘脑-垂体-肾上腺（HPA）轴功能亢进及海马线粒体损伤，但PINK1/Parkin依赖性线粒体自噬通路是否参与其中，以及GalR2能否通过调控该通路缓解抑郁样行为，尚待探索。研究人员基于此开展了本研究，旨在阐明PS破坏vHPC中GalR2-线粒体轴的机制，并验证GalR2激活对线粒体功能障碍和行为缺陷的挽救作用。该论文发表在《Frontiers in Psychiatry》。
主要技术方法：研究人员采用Sprague-Dawley大鼠建立产前束缚应激模型（从妊娠第14天至第21天），仅使用雄性后代以避免发情周期干扰。通过蔗糖偏好实验和强迫游泳实验评估抑郁样行为；酶联免疫吸附测定（ELISA）检测血浆皮质酮水平；透射电子显微镜观察线粒体超微结构；生物发光法测定vHPC组织ATP含量；免疫印迹（Western blot）和实时定量聚合酶链反应（qPCR）检测GR、MR、Fkbp5、GalR2、PINK1和Parkin的表达。药物干预采用鼻内给药或单侧vHPC内注射GalR2选择性激动剂AR-M1896。体外实验使用稳定表达GalR2的HEK293细胞系，通过JC-1染色评估线粒体膜电位，MitoTracker染色分析线粒体形态。
研究结果：
3.1 PS induces depressive-like behaviors and HPA axis hyperactivity, which are rescued by GalR2 activation via intranasal and intra-vHPC routes：行为学和内分泌检测显示，PS后代成年后蔗糖偏好显著降低、强迫游泳不动时间延长、血浆皮质酮水平升高，表明出现快感缺失和绝望样行为及HPA轴过度活跃。鼻内给予AR-M1896可部分恢复蔗糖偏好，但对不动时间仅呈现非显著改善趋势；而直接vHPC内注射AR-M1896同样改善了快感缺失行为。
3.2 PS disrupts glucocorticoid signaling and downregulates GalR2 expression in the ventral hippocampus：Western blot和qPCR分析发现，PS后代vHPC中糖皮质激素受体（GR）蛋白水平降低，而盐皮质激素受体（MR）和FK506结合蛋白5（Fkbp5）mRNA升高，同时GalR2蛋白表达显著下降，表明糖皮质激素负反馈受损及GalR2信号减弱。
3.3 PS impairs mitochondrial bioenergetics and PINK1/Parkin signaling in the ventral hippocampus, and AR-M1896 treatment rescues these deficits：透射电镜显示PS后代vHPC线粒体肿胀、碎裂、嵴紊乱；ATP含量和PINK1/Parkin蛋白表达均降低。鼻内AR-M1896可恢复ATP及PINK1/Parkin水平。进一步通过单侧vHPC内注射AR-M1896，同侧vHPC中ATP、PINK1和Parkin表达显著高于对侧溶剂对照组，证实vHPC是AR-M1896发挥线粒体保护作用的关键脑区。
3.4 GalR2 activation protects HEK293-GalR2 cells from corticosterone-induced mitochondrial dysfunction and fragmentation：体外实验中，高浓度皮质酮（CORT）以剂量依赖性方式降低HEK293-GalR2细胞活力，并下调PINK1/Parkin蛋白、降低线粒体膜电位和ATP含量，同时导致线粒体碎裂。共处理AR-M1896可挽救这些缺陷，而加入GalR2拮抗剂M871则取消保护作用，表明GalR2激活通过维持PINK1/Parkin通路和线粒体完整性来抵抗糖皮质激素毒性。
总结讨论：研究人员验证了PS通过过度糖皮质激素暴露导致vHPC中GR下调、MR/Fkbp5上调及GalR2表达降低，进而削弱PINK1/Parkin依赖的线粒体自噬，引发线粒体功能障碍（结构损伤、ATP减少）和抑郁样行为。鼻内或局部vHPC内给予AR-M1896可逆转这些改变，确立了vHPC GalR2信号在挽救线粒体缺陷中的因果作用。研究结论翻译如下：这些发现确定了腹侧海马中的一个GalR2-线粒体轴，该轴被PS破坏并与抑郁样表型的易感性相关。互补的腹侧海马内注射实验确立了腹侧海马GalR2信号在挽救线粒体缺陷中的因果作用，直接证明了鼻内AR-M1896至少部分通过腹侧海马起作用。这种受体-细胞器通路可能代表了连接早期逆境与长期情感功能障碍的神经生物学机制。
