死后精神分裂症中脑多巴胺神经元中CB1受体的亚区减少

《Schizophrenia Research》：Subregional reduction in CB1 receptor in dopamine neurons in postmortem schizophrenia midbrain

　　

精神分裂症是一种慢性精神疾病，影响1%的人口。常见的治疗策略包括阻断或调节多巴胺受体的抗精神病药物。然而，约34%的患者对目前针对多巴胺能受体的抗精神病药物表现出耐药性，而多巴胺能受体是精神病病理生理学的核心。因此，研究聚焦于多巴胺信号传导的替代调节因子。大麻素受体1 (CB1)具有神经调节神经元的潜力。在精神分裂症中，多巴胺神经元和反应性GFAP⁺星形胶质细胞中的CB1表达发生改变。在此，研究人员使用免疫荧光染色，在来自精神分裂症患者（n=9）和匹配对照（n=10）的死后人类中脑组织中，检测了多巴胺神经元和反应性GFAP⁺星形胶质细胞中的CB1表达。正如先前所确定的，在黑质中，研究人员报告多巴胺神经元无变化，而星形胶质细胞数量增加。在腹侧被盖区（VTA）未发现变化。在对黑质进行亚区分析时，黑质内侧和腹侧亚区的多巴胺神经元上CB1表达减少。值得注意的是，星形胶质细胞密度在背侧亚区特异性增加，而星形胶质细胞CB1无变化。这些发现表明中脑内存在亚区差异，VTA无变化，且黑质在精神分裂症中发生显著的分子改变。总体而言，这为精神分裂症中脑的空间分子病理学提供了见解。

以下是对论文《Subregional reduction in CB1 receptor in dopamine neurons in postmortem schizophrenia midbrain》的解读文章，该论文发表在《Schizophrenia Research》上。

**研究背景与问题**

精神分裂症（Schizophrenia）是一种慢性精神疾病，影响全球约1%的人口。当前主流治疗策略包括阻断或调节多巴胺受体（dopamine receptor）的抗精神病药物，但约34%的患者对这些药物表现出耐药性，而多巴胺能系统功能障碍是精神病病理生理学的核心机制。因此，研究人员开始关注多巴胺信号传导的替代调节因子。大麻素受体1（cannabinoid receptor 1, CB1）具有神经调节潜力，其在精神分裂症中的改变已有报道，例如在动物模型中，CB1激动剂Δ⁹-四氢大麻酚（THC）可加剧精神病性症状。然而，CB1在人类中脑（midbrain）多巴胺神经元中的具体表达模式及其在精神分裂症中的亚区变化尚不清楚。此前，研究人员利用PET成像、放射自显影和转录组学等方法推断中脑CB1表达，但无法确定细胞身份。此外，星形胶质细胞（astrocyte）在精神分裂症中也被发现异常，但CB1在星形胶质细胞中的表达情况未被深入探讨。因此，本研究旨在通过死后人类中脑组织，系统分析黑质（substantia nigra, SN）和腹侧被盖区（ventral tegmental area, VTA）及其亚区中多巴胺神经元和反应性星形胶质细胞的CB1表达变化，以揭示空间分子病理学特征。

**研究概述与结论**

研究人员利用死后人类中脑组织（来自9例精神分裂症患者和10例匹配对照，样本来自新南威尔士脑组织资源中心），通过免疫荧光染色（immunofluorescence staining）共标记酪氨酸羟化酶（tyrosine hydroxylase, TH，多巴胺神经元标志物）、胶质纤维酸性蛋白（glial fibrillary acidic protein, GFAP，星形胶质细胞标志物）和CB1蛋白，对黑质（SNc）和VTA及其亚区（内侧SNcm、腹侧SNcv、背侧SNcd）进行定量分析。主要结论为：多巴胺神经元密度在精神分裂症中保持不变，但CB1表达在黑质内侧和腹侧亚区显著减少；星形胶质细胞密度在黑质背侧亚区显著增加，而星形胶质细胞中的CB1表达无变化。这些发现首次提供了CB1在人类中脑多巴胺神经元中直接定位的组织学证据，并揭示了精神分裂症中脑亚区特异性分子病理，提示内源性大麻素系统功能障碍可能通过多巴胺能亢进参与疾病机制。

**主要技术方法**

本研究采用的关键技术方法包括：死后人类中脑组织（n=19，来自NSW脑组织资源中心，包含9例精神分裂症和10例匹配对照，匹配年龄、性别和死后间隔）进行免疫荧光染色，使用抗TH抗体、抗GFAP抗体和抗CB1抗体进行三重标记。使用Zeiss数字切片扫描仪进行20倍成像，QuPath软件进行盲法定量分析。黑质和VTA的划分依据TH阳性细胞和周围解剖标志（如红核和臂旁色素核），并参照Mai等（2015）人类脑图谱。黑质进一步分为内侧、腹侧和背侧亚区。细胞计数采用对角线网格法，密度以cells/μm²表示。统计分析使用线性混合效应模型（LMM），考虑重复测量，固定效应包括组别、区域及其交互作用，事后比较采用Tukey检验。所有分析均在盲法条件下进行。

**研究结果**

**3.1 临床特征**：病例与对照在年龄、死后间隔、RNA完整性值和pH值上无显著差异，排除协变量干扰。

**3.2 人口学变量与组织pH的相关性分析**：Pearson相关分析显示年龄、死后间隔和pH之间无显著相关性，表明样本匹配良好。

**3.3 多巴胺神经元密度在精神分裂症中保持不变**：通过TH⁺细胞计数，在VTA和整个SNc中，精神分裂症组与对照组无显著差异（LMM, P>0.05）。各亚区（SNcm、SNcv、SNcd）同样无显著变化，排除神经退行性变，强调功能缺陷而非细胞丢失。

**3.4 CB1表达在精神分裂症多巴胺神经元亚区减少**：在TH⁺神经元中，对照组VTA中78.1%共表达CB1，精神分裂症组为56.3%（趋势性显著，P=0.05）；整个SNc中对照组55.9%，精神分裂症组33.6%（趋势性显著，P=0.05）。亚区分析显示，SNcm中对照组54.0%共表达CB1，精神分裂症组31.9%（P=0.03）；SNcv中对照组56.1%，精神分裂症组30.8%（P=0.01）；SNcd无显著变化（P=0.13）。表明CB1减少具有亚区特异性，且与VTA独立。

**3.5 反应性GFAP⁺星形胶质细胞在精神分裂症SNc亚区增加**：GFAP⁺细胞密度在VTA中无变化，但在整个SNc中精神分裂症组显著高于对照组（P=0.01）。亚区分析显示，SNcd中精神分裂症组密度显著增加（P=0.01），SNcv有增加趋势（P=0.05），SNcm无变化（P=0.34）。表明SNcd对神经炎症反应最敏感。

**3.6 CB1表达在精神分裂症反应性GFAP⁺星形胶质细胞中保持不变**：GFAP⁺细胞中CB1共表达百分比在VTA和SNc及各亚区中均无显著组间差异（P>0.05），表明星形胶质细胞的CB1表达在精神分裂症中未受干扰。

**讨论与结论**

讨论部分指出，本研究与既往研究一致，多巴胺神经元数量在VTA和SNc中保持不变，但星形胶质细胞数量增加，且主要局限于SNc。通过亚区分析，首次发现SNcm和SNcv中多巴胺神经元CB1表达减少，而SNcd中星形胶质细胞密度增加但CB1无变化。这些结果突出了中脑亚区在精神分裂症中的差异性脆弱性。研究人员认为，CB1减少可能通过去抑制机制增加多巴胺释放，导致精神分裂症的多巴胺能亢进状态，尤其影响连接边缘系统的SNcm（参与奖赏编码）和连接关联皮层的SNcv（参与显著性编码）。SNcd的星形胶质细胞增多提示局部神经炎症，可能影响感觉运动症状。此外，本研究首次提供人类中脑多巴胺神经元表达CB1的直接组织学证据，填补了此前仅通过PET或转录组学推断的空白。局限性包括：样本量较小、部分病例有THC使用史可能影响CB1表达、性别偏倚（约20%女性）、抗精神病药使用史未知等。结论部分翻译如下：研究人员的主要发现是星形胶质细胞数量增加和部分多巴胺神经元CB1表达减少，这为精神分裂症中观察到的中脑功能障碍的分子因素提供了见解。尚不清楚精神分裂症病例中多巴胺神经元内源性大麻素系统的改变是否影响精神分裂症症状或加重精神病，但它确实为基于内源性大麻素的治疗可能需要选择性靶向提供了见解。