目前，有多种理论试图解释抑郁症的发病机制，其中单胺假说仍是被广泛接受的理论之一。根据这一假说，抑郁症与血清素、去甲肾上腺素和多巴胺等关键神经递质的功能缺陷有关[1]、[2]。在这些神经递质中，由于其在调节情绪、认知和应激反应方面的关键作用，血清素（5-HT）一直是研究情绪障碍的重点。5-HT的多种效应是通过多种受体亚型来实现的[3]，其中5-HT1A受体更是被广泛研究过[4]、[5]、[6]。这种受体既能抑制整体血清素的释放[7]、[8]、[9]、[10]，又能介导大脑对释放出的血清素的特异性反应[11]、[12]、[13]。它在情绪调节、恐惧、焦虑、应激反应以及认知过程中起着重要作用，因此成为研究情绪和焦虑障碍神经生物学的重要靶点。
编码5-HT1A受体的Htr1a基因没有内含子，位于人类第5号染色体和小鼠第13号染色体上[14]、[15]。它的表达受到血清素能细胞和突触后细胞中启动子活性的调控[16]，同时还涉及多个增强子元素，包括Sp1/MAZ[17]、[18]、[19]以及NF-κB[20]反应元件，这说明它的表达既受到普遍存在的转录程序的调控，也受到与免疫相关的转录程序的调控。控制Htr1a表达的关键转录因子包括PET-1，它对于背侧缝核中血清素能神经元的特异性表达至关重要[21]；DEAF1，它在不同细胞环境中可能起到抑制剂或激活剂的作用[22]、[23]，并且与情绪障碍有关[16]、[24]、[25]、[26]；还有HES5，它参与神经元的分化以及活动依赖性的调控[27]、[28]、[29]。这些因子共同确保了5-HT1A受体在精确的时空范围内表达，这对于在生理和病理条件下精细调节血清素信号传导极为重要。
在研究Htr1a的转录抑制剂时，Freud-1是最常被研究的之一（根据基因名称，它也被称作Cc2d1a/Freud-1），这是一种受钙和钙调蛋白调控的蛋白质，能够与Htr1a启动子中的特定14碱基对抑制元件结合[30]。Freud-1主要在大脑中表达，已被证明能够在血清素能神经元和非血清素能神经元中抑制Htr1a的转录。有研究表明，在成年血清素能神经元中敲低Freud-1会提高5-HT1A自受体的水平，降低缝核中的血清素含量，还会使小鼠对选择性血清素再摄取抑制剂的治疗效果产生抵抗性[31]。
越来越多的证据表明，大脑多巴胺（DA）神经传递的异常也可能是一些精神障碍的发病基础，其中包括抑郁症[32]、[33]、[34]、[35]。抑郁症患者出现的快感缺失和动力不足等症状与DA系统的功能障碍有关[36]、[37]。大多数关于多巴胺系统在抑郁症中作用的研究都表明其表达水平下降，不过其背后的具体机制尚不清楚[38]。众所周知，多巴胺的作用是通过其与G蛋白相关的特定受体来实现的[39]、[40]。多巴胺D2受体是多巴胺能信号传导的关键组成部分，也是典型和非典型抗精神病药物的主要药理靶点[41]、[42]、[43]、[44]。它被认为与探索行为、突触可塑性和记忆形成有关[45]、[46]。重要的是，Freud-1能够抑制Drd2基因的转录[47]，而D2受体表达水平的下降也与抑郁表型有关。
通过同时调控Htr1a和Drd2，Freud-1成为了大脑中血清素能和多巴胺能信号传导途径的核心整合因子，对情绪障碍的发病机制和治疗具有重要的意义。此前试图完全敲除Cc2d1a/Freud-1基因的尝试会导致这类基因敲除小鼠在出生后不久死亡[48]、[49]、[50]。也有研究探讨了Cc2d1a/Freud-1基因过表达对大脑血清素系统的影响，结果表明该基因在焦虑症和重度抑郁症等疾病中能够调控5-HT1A受体[35]。
我们之前的研究已经表明，使用基于腺相关病毒的载体在C57BL/6雄性小鼠的海马区敲低Cc2d1a/Freud-1基因，会对抑郁样行为、血清素能信号传导以及神经可塑性产生显著影响[51]。具体来说，注射一种编码针对Cc2d1a/Freud-1 mRNA的短发夹RNA的AAV载体（AAV_H1-2_shRNA-Freud-1_Syn_EGFP）后，五周左右Cc2d1a/Freud-1的mRNA和蛋白水平都会下降，同时小鼠在强迫游泳测试中表现出类似抗抑郁的效果。与此同时，小鼠的空间记忆和时间记忆能力也会下降，这从它们在莫里斯水迷宫中的表现不佳中可以看出来。从生化角度来看，Cc2d1a/Freud-1敲低会导致血清素（5-HT）及其代谢物5-羟基吲哚乙酸（5-HIAA）的浓度上升，不过5-HIAA与5-HT的比值并未发生变化。有趣的是，尽管Htr1a基因的mRNA和蛋白水平没有变化，但5-HT1A自受体的功能反应却出现了减弱。
综合这些研究结果可以看出，Freud-1作为转录抑制剂，在调控5-HT系统和DA系统中的关键基因方面发挥着核心作用。它参与调控Htr1a和Drd2的表达，其表达会受到神经元活动的调节，而且在不同脑区和病理状态下表达水平也有所不同，这些都凸显了它在情绪障碍和发育障碍研究中的重要性。未来针对Freud-1及其信号传导途径的研究，或许能为治疗抑郁症，尤其是那些对传统药物治疗有抵抗性的抑郁症，提供新的方法。
然而，尽管已有大量证据表明Freud-1具有调控作用，但其抑制作用在特定脑区中是如何影响行为和分子变化的，这一机制目前仍不完全清楚。尤其是海马区——这一在情绪调节和神经可塑性中起关键作用的结构——在这一方面的研究还十分有限[52]、[53]、[54]。在本研究中，我们使用了AAV_H1-2_shRNA-Freud-1_Syn_EGFP载体，研究了在海马区部分敲低Cc2d1a/Freud-1对那些遗传上易出现抑郁样行为的ASC雄性小鼠的行为，以及血清素能和多巴胺能系统的影响。
为探究Freud-1在行为调节中的作用，我们采用了多学科的研究方法。具体而言，我们通过一系列行为测试，包括开放场地试验、强迫游泳试验、居民-入侵者试验、明暗箱试验、莫里斯水迷宫试验、蔗糖偏好试验以及惊厥试验，评估了海马区Cc2d1a/Freud-1敲低对抑郁和焦虑相关行为、社交互动以及认知功能的影响。我们还使用了选择性药理学激动剂，检测了5-HT1A和5-HT2A这两种关键血清素能受体的功能活性。在生化层面，我们分别通过定量聚合酶链反应和西方印迹技术分析了mRNA和蛋白的表达情况，同时使用高效液相色谱法检测了单胺及其代谢物的水平。
