活动基于厌食症大鼠模型中海马自噬机器的失调

《Journal of Neurochemistry》：Dysregulation of Hippocampal Autophagic Machinery in the Activity-Based Anorexia Rat Model

　　

在神经性厌食症(AN)中，自我诱导的饥饿与过度活动相结合，可能最初招募自噬机器以维持高能量需求脑区的功能；然而其失调可能最终促成脑功能受损。研究人员因此在活动基于厌食症(ABA)大鼠模型——该领域的金标准——中检测背侧海马(dHip)这一能量状态调节与认知处理中枢的自噬机器。为分析dHip自噬标志物，青春期雌性Sprague–Dawley大鼠暴露于每日2小时进食权限加自由跑轮权限（ABA诱导），并在达到允许最大体重下降同时跑动活动增加的急性期，或7天恢复期末尾处死。结果表明ABA诱导持续扰乱自噬机器调控：急性期ABA条件升高mTOR/ULK1磷酸化，同时促进TFEB相关机制，增强Becn1、Ctsb基因及Beclin-1、LC3-II蛋白表达；体重恢复后，TFEB诱导的Becn1、Ctsb、Beclin-1、LC3-II仍升高。自噬标志物增强还伴p62与Caspase3等促凋亡信号增加。研究发现ABA方案各阶段存在自噬的持续激活，该过程不止是生存机制，可演变为AN个体节食行为与海马依赖缺陷等异常行为的驱动因素。

研究背景方面，神经性厌食症(AN)以自我限食与过度活动导致能量供需失衡为特征，患者高能量需求脑区出现体积与功能异常。自噬（autophagy）是降解回收胞质成分、维持细胞稳态的分解代谢过程，主要由mammalian target of rapamycin（mTOR）抑制Unc-51-like autophagy activating kinase 1（ULK1）调控；转录因子EB（TFEB）可驱动自噬—溶酶体基因转录。已有研究提示下丘脑在ABA中自噬短期保护，但背侧海马(dHip)作为空间记忆与能量行为调节中枢，其自噬机器在AN/ABA下是否失调尚无法直接证据。研究人员据此在《Journal of Neurochemistry》发表工作，以ABA大鼠检测dHip自噬调控是否参与AN样表型与海马损害。

主要关键技术方法上，样本为40只青春期雌性Sprague–Dawley大鼠，分对照（CTRL，自由进食）、限食（FR，每日2小时进食）、运动（EXE，自由跑轮）、ABA（限食加跑轮）四组，于PND42急性期和PND49体重恢复期取dHip。分子学上采用实时逆转录聚合酶链反应（real-time RT-PCR）测Ctsb、Becn1 mRNA，以36B4内参；Western blot测pmTOR_Ser2448、mTOR、pULK1_Ser757、ULK1、pTFEB_Ser211、TFEB、Beclin-1、LC3-II、p62、Caspase3等，并做胞质/核亚细胞分级；统计用双因素ANOVA与Tukey事后检验。

结果部分保留小标题如下。

3 Results：研究人员发现急性期ABA组pmTOR_Ser2448与pULK1_Ser757升高，似抑制自噬起始；但pTFEB_Ser211降低、核TFEB增加，Becn1与Ctsb mRNA及Beclin-1蛋白上调，说明mTOR非依赖的TFEB相关自噬被激活。恢复期mTOR磷酸化仍见于ABA，ULK1抑制解除，核TFEB持续升高，Becn1、Ctsb、Beclin-1仍高；LC3-II急性期升、p62降，提示自噬流增强，Caspase3降说明凋亡不占优；恢复期LC3-II与p62同升提示自噬降解障碍，Caspase3升提示向促凋亡转变。

4 Discussion：研究人员指出ABA使dHip出现延长且增强的mTOR非依赖TFEB相关自噬，体重恢复后仍存在。急性期自噬为缺能生存适应，恢复期持续自噬可扰突触维护、神经发生与可塑性，并借降解AMPA受体/支架/骨架蛋白损害海马功能；p62积聚与Caspase3升高标志自噬—凋亡转换。FR单独不限活动、EXE单独不缺营养均未见同样自噬重编程。作者也说明局限：仅雌鼠、仅dHip、无药理因果验证、7天恢复仅模型急性复重。

5 Conclusions：研究人员结论为，dHip持续增强的自噬分子决定簇是可适应饥饿却最终导向凋亡的功能异常反应，或促成海马损害与认知缺陷，并可能增加细胞衰老及焦虑抑郁共病脆弱性；未来应厘清自噬—凋亡平衡及其与认知行为异常的因果关系。

论文由Beatrice Rizzi、Giorgia Targa、Sofia Taddini、Susanna Parolaro、Letizia Rapini、Fabio Fumagalli、Lucia Caffino、Francesca Mottarlini共同完成，数据可按需向通讯作者申请。