《Behavioural Brain Research》：p53 deficiency increases vulnerability to chronic stress-induced anxiety- and depression-like behaviors: Role of calcium dysregulation and BDNF signaling
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摘要肿瘤抑制蛋白p53是已知的神经退行性疾病发病机制的调节因子。尽管阿尔茨海默病、帕金森病和缺血性中风患者的脑组织中p53表达水平升高，但其在焦虑症和抑郁症等情绪障碍中的作用仍不明确。为探究p53在慢性压力行为反应中的作用，我们研究了p53基因敲除小鼠与野生型小鼠的行为及分子变化
摘要
肿瘤抑制蛋白p53是已知的神经退行性疾病发病机制的调节因子。尽管阿尔茨海默病、帕金森病和缺血性中风患者的脑组织中p53表达水平升高，但其在焦虑症和抑郁症等情绪障碍中的作用仍不明确。为探究p53在慢性压力行为反应中的作用，我们研究了p53基因敲除小鼠与野生型小鼠的行为及分子变化。在p53-/-小鼠中，暴露于慢性不可预测轻微压力后，会出现更明显的焦虑和抑郁样行为。与这些行为变化同步的是，p53-/-小鼠前额叶皮层中的BDNF表达降低，而谷氨酸水平升高。此外，还观察到了钙相关染色及NMDAR2B表达增加，同时神经元损伤和细胞死亡相关标志物也有所上升。在从p53-/-小鼠衍生的原代皮层神经元中，与野生型对照组相比，皮质酮处理会进一步升高谷氨酸水平和NMDAR2B表达。在p53-/-小鼠及其经皮质酮处理的原代神经元中，细胞死亡标志物（裂解型caspase-3、p-p38、p-JNK）表达升高，而具有神经保护作用的信号（BDNF、p-Akt、p-ERK、p-CREB）则被抑制。这些发现表明，p53缺失会增加机体对慢性不可预测轻微压力诱导的焦虑和抑郁样行为的易感性，同时还会导致钙代谢、谷氨酸平衡、神经元损伤相关标志物以及BDNF介导的神经保护信号通路发生改变。
引言
p53基因在进化过程中一直高度保守，它能在DNA受损时促使DNA修复并引发细胞凋亡，从而通过这两种机制发挥肿瘤抑制作用[1]、[2]、[3]，但其在中枢神经系统相关神经退行性疾病发病中的作用尚未明确[4]、[5]。大量流行病学研究显示，某些癌症患者患阿尔茨海默病、帕金森病、精神分裂症等神经退行性疾病的风险较低，反之亦然[4]、[6]、[7]。这种反向共病现象可能与多种不同的分子机制有关。针对三种神经退行性疾病与肺癌、前列腺癌、结直肠癌三种癌症的转录组荟萃分析也证实了这种反向共病关系，且有许多基因在神经退行性疾病中表达上调，而在癌症中则表达下调[7]、[8]、[9]、[10]。其中p53基因就可能参与调控这两种疾病的发病过程[11]、[12]、[13]。
另有研究认为，p53过度激活可能会通过增加神经元凋亡来增强对肿瘤的监视功能，但这可能损害与精神疾病相关的神经元功能和认知能力。最近有研究表明，p53能够上调parkin基因的表达，而parkin基因正是帕金森病的致病因子之一[14]。parkin基因表达的上调又可能进一步促进p53在转录层面的激活，进而增加脑癌细胞的凋亡率[15]。还有研究指出，咪达唑仑、阿米替林等抗焦虑和抗抑郁药物可通过p53依赖性的细胞周期阻滞机制诱导细胞凋亡，从而发挥抗癌作用[16]。
已有研究在阿尔茨海默病、帕金森病、缺血性中风等神经退行性疾病患者的脑组织中检测到p53表达水平升高[17]。一些动物实验表明，p53缺失可缓解阿尔茨海默病、帕金森病和缺血性中风的症状[18]、[19]、[20]。另有研究显示，抑制p53功能可能对治疗神经性症状具有重要作用[21]、[22]。此外，患有李-弗劳梅尼综合征（一种p53缺陷的遗传性疾病）的患者也更容易出现焦虑和抑郁症状[23]。
然而，p53在焦虑症和抑郁症发病机制中的具体作用至今仍未明确。因此，我们研究了p53缺失对慢性压力行为反应的影响，并通过暴露于慢性不可预测轻微压力的p53基因敲除小鼠，分析了相应的分子变化。
章节节选
实验动物
所有实验均使用8–10周龄的雄性小鼠进行。p53-/- Tg小鼠（C57BL/6J-Trp53em1hwl/Korl；通过TALEN介导的NHEJ技术构建的基因敲除小鼠）由韩国食品药品安全评价院提供。实验中使用的非转基因小鼠和p53-/- Tg小鼠均为C57BL/6品系。这些小鼠均在韩国忠北国立大学实验动物研究中心的特定无病原体环境下饲养繁殖。所有实验操作均遵循
慢性不可预测轻微压力处理后p53-/-小鼠焦虑相关探索行为及应激应对行为的改变
我们根据图1A所示的实验方案，通过开放场试验、高架零迷宫试验、悬尾试验和强迫游泳试验，评估了WT小鼠和p53-/-小鼠在慢性不可预测轻微压力处理后的行为反应。暴露于慢性不可预测轻微压力后，p53-/-小鼠在开放场试验中的中心区域停留时间更短，进入中心区域的次数更少，中心区域移动距离也更短，这些差异均显著高于WT小鼠（见图1B）。其中，中心区域停留时间的基因型效应量（部分η2）为0.56，中心区域进入次数的效应量为0.59
讨论
尽管p53作为重要的肿瘤抑制基因早已被广泛认识，但多项研究显示，其肿瘤抑制功能与阿尔茨海默病、帕金森病、缺血性中风等神经退行性疾病的易感性之间存在负相关关系[4]。不过，p53在癌症与焦虑症、抑郁症等情绪障碍之间的关联机制目前尚未完全明确[15]。值得注意的是，已有研究指出p53缺失会激活
研究的局限性及未来方向
本研究存在若干局限性。首先，我们使用的是全基因组p53基因敲除小鼠，这类小鼠除了会表现出中枢神经系统特异性的变化外，还可能存在发育、代谢和免疫方面的异常。因此，未来需要采用神经元或胶质细胞特异性条件性基因敲除模型，才能更清晰地阐明p53在中枢神经系统中的具体作用。基于此，当前的研究结果不应被理解为所观察到的行为表型完全是由神经元或前额叶皮层功能决定的
伦理声明
本研究严格遵循ARRIVE（动物研究：体内实验报告）指南开展，并已获得忠北国立大学的批准。
资金支持
本研究得到了以下机构的资助：
• 韩国政府资助的韩国国家研究基金会（NRF）项目：RS-2024-00336900和RS-2026-25498085
• 韩国科学、信息通信技术及未来规划部项目：MRC2017R1A5A2015541
• 大邱RISE中心推出的RISE Glocal 30计划项目：2025-RISE-03-001
• 韩国国家研究基金会旗下的BK21 FOUR计划项目：编号2120240615414
上述资助机构并未对本研究的设计、数据收集与分析、论文发表决策以及手稿撰写过程施加任何影响。
利益冲突声明
作者声明不存在任何可能影响本研究结果的利益冲突或个人关系。
CRediT作者贡献说明
董朱善：资源准备、实验方法设计。 俞承植：实验实施、数据统计分析。 余俊祥：实验实施、数据统计分析。 金敏智：实验方法设计、实验实施。 洪镇泰：论文撰写与修改、研究指导、资源协调、项目管理工作、实验方法设计、资金筹集、研究概念构思。 林成实：论文撰写与修改、研究指导、实验方法设计、资金筹集、研究概念构思。 叶仁俊：论文撰写与修改、资源准备、实验方法设计、资金筹集
利益冲突声明
作者声明不存在任何已知的、可能影响本研究结果的财务利益冲突或个人关系。
崔贤顺|全圣熙|刘汉阳|金敏智|余俊祥|俞承植|董朱善|韩相培|叶仁俊|林成实|洪镇泰
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