《Neurobiology of Disease》：Loss of immunological control at CD28 superfamily checkpoints links brain and peripheral immunity to depressive-like behaviors in animal models
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神经系统与免疫系统之间的相互作用在抑郁症中发挥核心作用，但整合神经免疫信号的机制仍不清楚。本研究在三种机制不同的抑郁样行为模型中，探讨了免疫检查点的调控作用，这三种模型分别为治疗抵抗性Wistar Kyoto大鼠、暴露于慢性束缚应激的Wistar大鼠，以及具核
神经系统与免疫系统之间的相互作用在抑郁症中发挥核心作用，但整合神经免疫信号的机制仍不清楚。本研究在三种机制不同的抑郁样行为模型中，探讨了免疫检查点的调控作用，这三种模型分别为治疗抵抗性Wistar Kyoto大鼠、暴露于慢性束缚应激的Wistar大鼠，以及具核梭杆菌感染的C57BL/6小鼠。
研究人员采用整合分子分析方法，结合靶向基因和蛋白质检测与转录谱分析，发现所选模型中与抑郁样表型严重程度相关的CD28超家族免疫检查点信号改变。所有模型中，免疫信号均显示共刺激激活（CD28、ICOS）伴随PD-1/PD-L1轴的改变，包括外周血PD-1水平升高和脑内PD-L1表达变化。CD28超家族调节因子及相关免疫调节因子的转录改变进一步表明，免疫激活与部分耗竭特征共存，符合慢性免疫失调而非统一炎症反应。在所研究的免疫检查点中，WKY模型中PD-L1表达降低是靶向分析和转录组学分析中最一致的发现。
尽管模型间存在转录差异，但所选免疫检查点相关基因的表达水平与新物体识别测试的表现相关。这些发现表明，CD28免疫检查点（PD-1/PD-L1、CD28/CD80、ICOS/ICOSL）网络的改变伴随抑郁样表型，提示免疫检查点控制受损可能促成抑郁障碍中的认知功能障碍。因此，靶向免疫检查点通路可能是未来治疗抵抗性抑郁症的有前景方向。
论文解读
研究背景与意义
重度抑郁症（MDD）是一种以持续情绪低落、快感缺失及认知功能损害为核心特征的复杂精神障碍，其发病机制涉及遗传、神经内分泌及社会心理等多维度因素，全球患病率逐年攀升已成为重大公共卫生问题。既往研究表明，急性和慢性应激可通过调控炎症、代谢及促血栓通路增加MDD发病风险，提示免疫细胞与神经细胞的交互异常可能参与疾病发生。免疫检查点作为调控T细胞活化的关键分子，其家族成员（如CD28超家族）通过双向信号调节免疫应答的平衡，但其在抑郁症中的作用尚未明确。尤其是PD-1/PD-L1轴在中枢神经系统的表达模式及其与神经行为的关联，仍需系统探索。本研究由波兰科学院药理学研究所神经内分泌学实验室团队完成，发表于《Neurobiology of Disease》，旨在通过多模型验证免疫检查点失调与抑郁样行为的关联，为抑郁症的免疫机制提供新视角。
关键技术方法
研究采用三种互补的动物模型：①治疗抵抗性抑郁模型（Wistar Kyoto大鼠，WKY）；②慢性应激诱导模型（Wistar大鼠接受21天每日2小时束缚应激，CRS）；③感染诱导模型（C57BL/6小鼠经口灌胃具核梭杆菌，建立慢性牙周炎）。通过新物体识别（NOR）、新物体定位（NOL）、高架十字迷宫（EPM）、强迫游泳（FST）及悬尾测试（TST）评估行为与认知功能；采用qRT-PCR、RNA测序（RNA-seq）、酶联免疫吸附实验（ELISA）检测中枢（海马、前额叶皮层）及外周（脾脏、外周血单个核细胞PBMC、T细胞）组织中免疫检查点分子（PD-1、PD-L1、CD28、ICOS等）的基因与蛋白表达；通过Pearson相关性分析探讨免疫分子与行为表型的关联。
研究结果
1. 记忆损伤在WKY大鼠、CRS暴露Wistar大鼠及具核梭杆菌感染小鼠中的表现
NOR测试显示，WKY大鼠（t=2.202，p=0.042）、CRS大鼠（t=3.044，p=0.007）及具核梭杆菌感染小鼠（t=3.820，p=0.001）的辨别指数显著降低，提示物体识别记忆受损；NOL测试中仅WKY大鼠表现出空间感知能力下降（t=4.824，p<0.001）。
2. 高架十字迷宫评估WKY大鼠焦虑样行为增加
WKY大鼠在开放臂停留时间（t=2.709，p=0.015）及进入次数（t=2.602，p=0.019）显著减少，提示焦虑样行为增强；CRS大鼠无显著差异。
3. 强迫游泳与悬尾测试评估抑郁样行为
WKY大鼠（t=10.463，p=0.001）与CRS大鼠（t=2.355，p=0.031）在FST中不动时间显著增加；具核梭杆菌感染小鼠在TST中攀爬时间减少（t=2.474，p=0.023），提示应对风格消极。
4. 体重变化的模型特异性效应
WKY大鼠全程体重减轻，CRS大鼠早期体重下降，具核梭杆菌感染小鼠体重无显著变化，提示抑郁样表型严重程度与体重损失相关。
5. 三个抑郁模型的海马与前额叶皮层免疫相关转录改变
RNA-seq分析显示，WKY大鼠海马中干扰素刺激基因（如Ncr3、Oasl）及NK细胞/巨噬细胞相关受体表达上调，前额叶皮层中Cd274（PD-L1）、Il15等下调；CRS大鼠海马中Trp53inp1上调，前额叶皮层中Cxcl14、B2m等轻微上调；具核梭杆菌感染小鼠海马中Cebpa、Spred2等表达改变，前额叶皮层中Il33、Jak2等异常，提示各模型免疫激活模式存在差异。
6. PD-1/PD-L1通路的组织特异性表达调控
海马中WKY与CRS大鼠Pd-l1 mRNA降低（p<0.01），具核梭杆菌感染小鼠无变化；前额叶皮层中WKY大鼠Pd-l1降低（p=0.003），CRS大鼠与感染小鼠升高（p<0.05）。外周血中，所有模型PBMC的Pd1 mRNA均显著上调（p<0.05），WKY大鼠T细胞中Pd1升高且Pd-l1降低（p<0.05）。
7. CD28超家族其他成员的广泛表达改变
CRS大鼠前额叶皮层Cd28 mRNA升高（p=0.010），具核梭杆菌感染小鼠亦升高（p=0.027）；WKY大鼠脾脏中Cd28降低（p<0.01）、Cd80升高（p<0.05），PBMC中Icos升高（p<0.05）；CRS大鼠脾脏Icos降低（p<0.05）；具核梭杆菌感染小鼠PBMC中Ctla4升高（p<0.05）。
8. 中枢与外周免疫检查点蛋白水平的模型特异性变化
WKY大鼠脾脏中PD-1（p=0.025）与PD-L1（p=0.007）蛋白升高，具核梭杆菌感染小鼠脾脏PD-L1降低（p=0.021）；WKY大鼠海马ICOS（p=0.019）与CD28（p=0.021）蛋白升高，CRS大鼠脾脏IL-17（p=0.001）与ICAM-1（p=0.001）升高；具核梭杆菌感染小鼠海马IL-17（p=0.032）与ICAM-1（p=0.003）降低。
9. 免疫检查点mRNA水平与NOR表现的关联
WKY大鼠海马Pd-l1表达与NOR辨别指数正相关（r=0.37，p=0.048），CRS大鼠海马Pd-l1亦呈正相关（r=0.38，p=0.043）；具核梭杆菌感染小鼠前额叶皮层Pd-l1与辨别指数负相关（r=-0.39，p=0.010）。此外，Cd28、Icos等分子的mRNA水平与NOR表现存在模型特异性关联。
10. 外周Icos表达与中枢ICOS蛋白及认知功能的关联
跨模型分析显示，海马ICOS蛋白水平与外周PBMC中Icos mRNA表达的相关性（r=0.62，p<0.001）强于与本地海马mRNA的相关性（r=0.31，p=0.04），且两者均与NOR表现相关（p<0.05），提示外周免疫调节可能通过影响中枢ICOS信号参与认知功能障碍。
讨论与结论
研究证实，无论模型类型如何，抑郁样表型均与中枢及外周免疫检查点表达的显著关联相关。慢性应激与具核梭杆菌感染均可导致认知功能损伤，其中WKY大鼠表现为最严重的焦虑、绝望及记忆缺陷，符合其作为治疗抵抗性抑郁模型的特性。转录组分析揭示，各模型呈现免疫激活、抑制及部分耗竭共存的失调状态，而非单一炎症反应。PD-1/PD-L1轴的组织特异性改变（如WKY大鼠脑内Pd-l1降低）可能是调控中枢炎症与记忆功能的关键节点。此外，外周免疫激活（如PBMC中Pd1上调）可通过影响中枢ICOS信号参与神经行为异常。
结论指出，靶向CD28超家族检查点的抑郁模型均表现出促炎激活与免疫耗竭并存的特征，脑与外周免疫特征高度相似。免疫检查点相关基因的表达水平与行为缺陷直接相关，提示共刺激与抑制性免疫通路的交叉调控可能参与抑郁样表型的发生。本研究为抑郁症的免疫机制提供了新证据，并为开发靶向免疫检查点的治疗策略奠定基础。
