电针通过调控星形胶质细胞USP4/CB1R轴靶向D-丝氨酸相关突触缺陷干预CUMS大鼠

《Brain Research Bulletin》：Electroacupuncture targets D-serine-related synaptic deficits in CUMS rats through modulating the astrocytic USP4/CB1R axis

　　

蛋白质组学筛选鉴定出CUMS大鼠海马CA1区USP4与CB1R呈相反表达模式，该模式被电针（EA）逆转。免疫共沉淀首次在抑郁模型中揭示USP4与CB1R存在直接物理相互作用，该作用在CUMS下被破坏、被EA恢复。EA抑制CB1R的K48连接泛素化，恢复USP4-CB1R相互作用，并激活星形胶质细胞PLC/IP3/D-丝氨酸通路，表明EA改善星形胶质细胞功能从而逆转CUMS诱导的突触超微结构损伤。本研究将蛋白质去泛素化与EA抗抑郁机制相联系，为星形胶质细胞-神经元通讯提供新视角。

研究背景方面，抑郁症以持续情绪低落和兴趣减退为特征，是全球重大公共卫生挑战，约4%人群患病且治疗覆盖率不足10%。一线药物如选择性5-羟色胺再摄取抑制剂存在起效延迟、副作用明显及中低收入国家可及性低等局限。电针作为非药物干预，疗效与抗抑郁药相当且安全性更优，但其调控海马突触可塑性的分子机制未明。海马CA1区在抑郁中呈现体积缩小、神经发生受损及长时程增强（LTP）减弱/长时程抑制（LTD）增强等异常。传统"神经元中心"范式已转向"三方突触"框架，即星形胶质细胞通过释放D-丝氨酸作为N-甲基-D-天冬氨酸受体（NMDAR）必需共激动剂调控突触可塑性；星形胶质细胞本身表达大麻素受体1型（CB1R），其激活可经PLC/IP₃钙信号促进D-丝氨酸释放。已有证据表明电针可调节星形胶质细胞活性，但是否经CA1三方突触中CB1R通路发挥抗抑郁作用未知。研究人员据此假设：EA可能通过USP4介导的去泛素化稳定星形胶质细胞CB1R，进而影响D-丝氨酸释放与NMDAR功能。该研究发表于《Brain Research Bulletin》。

主要关键技术方法包括：以76只SPF级雄性SD大鼠构建21天CUMS模型，成模后分正常对照（NC）、CUMS模型、帕罗西汀（Par）及EA组（各n=16），EA取GV20与GV29穴予2 Hz、1 mA连续波30分钟共14天；行为学采用糖水偏好试验（SPT）与开场试验（OFT）；海马CA1组织依次进行iTRAQ蛋白质组学筛选、qRT-PCR与Western blot验证USP4/CB1R表达、免疫荧光（TSA法）观察GFAP与CB1R定位、尼氏染色与透射电镜（TEM）评估神经元及突触超微结构、Co-IP检测USP4-CB1R相互作用、FK2/P4D1抗体检测CB1R总及K48连接泛素化、Western blot检测PLCβ₃/IP₃R/Serine Racemase（丝氨酸消旋酶）/NMDAR1蛋白水平。

研究结果如下。3.1 EA缓解CUMS大鼠抑郁样行为：体重、SPT及OFT显示CUMS组摄食兴趣降低、中央区探索减少，EA与Par组均逆转上述指标且与Par无统计学差异。3.2 EA改善CA1突触结构可塑性下降：尼氏染色示CUMS神经元皱缩、尼氏体减少，EA回升存活神经元数；TEM示CUMS突触前囊泡减少、突触后致密物（PSD）变窄密度降低，EA恢复清晰突触轮廓与PSD宽度；NMDAR1蛋白在CUMS下调、EA上调。3.3 蛋白质组学提示EA效应与USP4/CB1R介导变化相关：iTRAQ鉴定NC vs CUMS有101个差异蛋白、CUMS vs EA有163个，重叠44个；USP4与CB1R呈反向趋势（CB1R在CUMS降、EA升；USP4反之）。3.4 EA逆转CUMS后CA1中CB1R与USP4异常表达：qRT-PCR、Western blot及CB1R免疫荧光一致显示CB1R在CUMS下调、EA回升；USP4 mRNA与蛋白在CU1上调、EA回落。3.5 EA增强USP4-CB1R相互作用并抑制CUMS诱导的CB1R泛素化：Co-IP示CUMS破坏二者结合、EA恢复甚至超对照；FK2总泛素化与P4D1标记的K48连接泛素化在CUMS升高、EA降至对照以下。3.6 EA经USP4-CB1R轴调控星形胶质细胞PLC/IP₃/D-丝氨酸通路：GFAP免疫荧光示CUMS星形胶质细胞萎缩、网络稀疏，EA恢复分支与覆盖面积；Western blot示PLCβ₃、IP₃R、Serine Racemase及D-丝氨酸水平在CUMS降低、EA显著回升。

讨论部分总结：研究人员指出CUMS致CA1中CB1R与GFAP下调、USP4上调，EA双向调回生理水平并非单一靶点拮抗，而可能介入泛素化-去泛素化平衡这一上游节点。Co-IP与泛素化数据支持USP4因CUMS下解离而无法保护CB1R，致其经K48泛素化-蛋白酶体降解；EA恢复相互作用并抑制泛素化，稳定CB1R。结合GFAP形态、D-丝氨酸及PLC/IP₃恢复，研究人员推断CB1R下调位于星形胶质细胞，EA经CB1R→PLC/IP₃→内质网钙释放→D-丝氨酸释放→NMDAR共激动增强突触可塑性。该"星形胶质细胞USP4/CB1R轴"为抑郁病理枢纽与EA介入靶点。局限在于未用细胞特异性敲除确证星形胶质细胞CB1R必要性、USP4上游诱因未明、仅聚焦CA1。

研究结论翻译：本研究显示EA通过USP4介导的去泛素化稳定星形胶质细胞CB1R，并重激活下游CB1R介导的PLC/IP₃/D-丝氨酸信号通路，从而恢复突触功能，发挥抗抑郁效应。星形胶质细胞USP4/CB1R调控节点由此成为抑郁海马CA1区潜在病理枢纽与EA关键靶标；星形胶质细胞CB1R功能完整性及上游泛素化-去泛素化平衡，构成包括EA在内的抗抑郁策略之新型候选靶点。