小鼠海马齿状回过表达18ku转位蛋白对焦虑和抑郁样行为的调节作用

目的研究小鼠海马齿状回18 ku转位蛋白(TSPO)过表达对焦虑、抑郁样行为的影响,为TSPO成为药物潜在新靶标提供实验依据。方法成年雄性ICR小鼠海马齿状回每侧微注射携带TSPO基因的慢病毒(LV)(2×108TU·m L-1),以致TSPO过表达(LV-TSPO)。第12,14和16天进行小鼠高架十字迷宫、爬梯实验、明暗箱实验检测焦虑样行为,第18和21天进行小鼠悬尾和强迫游泳行为绝望模型检测抑郁样行为;行为学实验结束,采用Western蛋白印迹法和ELISA方法分别检测海马注射孔周围3 mm组织内TSPO蛋白水平和四氢孕酮含量。结果小鼠海马齿状回微注射慢病毒后12 d,小鼠跨格数和站立次数无明显改变;与LV组相比,LV-TSPO组显著增加小鼠进入中心区时间(14±4 vs 25±12,P<0.05);显著增加小鼠进入开臂次数和开臂时间的百分比〔(13±8)%vs(26±18)%,P<0.05;(6±6)%vs(27±6)%,P<0.05)〕;显著减少小鼠站立次数(21±7 vs 12±5,P<0.05);显著增加小鼠进入明箱的次数和时间〔18±8 vs(26±7)s,P<0.05;72±36 vs(191±90)s,P<0.05〕,提示海马齿状回TSPO过表达小鼠表现出显著的抗焦虑样行为作用;与LV组相比,LV-TSPO组明显减少小鼠在悬尾实验和强迫游泳实验中的不动时间〔(94±33 vs(36±20)s,P<0.01;137±36 vs(90±37)s,P<0.05〕,提示海马齿状回TSPO过表达小鼠表现出显著的抗抑郁样作用。与LV组相比,小鼠海马齿状回TSPO过表达可导致海马注射孔周围3 mm组织四氢孕酮含量显著增加(P<0.05)。结论小鼠海马齿状回过表达TSPO具有显著的抗焦虑、抗抑郁样的行为学效应,且TSPO介导的四氢孕酮水平升高可能是其重要机制。

18ku转位蛋白选择性配体YL-IPA08对皮质酮诱导BV-2细胞凋亡的保护作用

目的探讨18 ku转位蛋白TSPO选择性配体YL-IPA08对皮质酮诱导BV-2细胞凋亡的保护作用,并研究其可能的作用机制。方法选择性TSPO配体YL-IPA08 1~100 nmol·L^(-1)和(或)TSPO拮抗剂PK11195 100 nmol·L^(-1)预处理小胶质细胞系BV-2细胞2 h,加入皮质酮200μmol·L^(-1)继续培养24 h,分别用流式细胞术检测细胞凋亡,CCK-8法检测细胞存活,Western蛋白质印迹法检测TSPO蛋白表达水平,ELISA法检测细胞培养上清中四氢孕酮的水平。结果与溶剂对照组相比,YL-IPA08 1~100 nmol·L^(-1)与阳性化合物AC-5216一样能降低皮质酮处理的BV-2细胞的凋亡率(P<0.01),且100 nmol·L^(-1)时作用最为显著,该作用能被PK11195 100 nmol·L^(-1)所拮抗(P<0.05)。细胞活性检测显示,YL-IPA08 100 nmol·L^(-1)时能显著升高细胞活性(P<0.01),PK11195 100 nmol·L^(-1)处理会拮抗该作用(P<0.01)。Western蛋白质印迹和ELISA法结果显示,YL-IPA08 100 nmol·L^(-1)时能显著增加皮质酮处理的BV-2细胞TSPO蛋白的表达(P<0.05)并显著升高培养液中四氢孕酮的水平(P<0.05),PK11195 100 nmol·L^(-1)显著逆转该现象,降低四氢孕酮的水平(P<0.05)。结论 YL-IPA08显著抑制皮质酮诱导BV-2细胞的凋亡,表现出对小胶质细胞的保护作用,该作用与其增加TSPO蛋白的表达、升高四氢孕酮的水平密切相关。

基于胶质细胞18 ku转位蛋白的快速起效抗抑郁新药研究

目的脑内18 ku转位蛋白(TSPO)主要位于胶质细胞上,是介导神经类固醇(如别孕烯醇酮)合成的关键蛋白。本研究拟在动物行为、细胞和分子水平探讨TSPO在精神-认知障碍疾病治疗中的靶标价值,并研究自主研发的TSPO激活剂YL-IPA08的抗精神-认知障碍的药理学作用及其机制。方法①采用TSPO敲除小鼠进行YL-IPA08给药后的强迫游泳实验、悬尾实验和高架十字迷宫实验检测抗抑郁和抗焦虑行为效应。②采用PCPA和5,7-DHT等药理学技术干扰大脑5-HT系统后,探索5-HT系统在YL-IPA08抗抑郁和抗焦虑中的作用。③采用大鼠慢性不可预知应激模型、小鼠慢性束缚应激模型和小鼠皮质酮饮水模型,以糖水偏好实验检测糖水偏嗜度这一核心指标评价YLIPA08抗抑郁起效时程。采用Western印迹以及高尔基染色进行相应的神经生物学机制研究。④用大鼠在体多通道电生理记录研究YL-IPA08对内侧前额皮层(mPFC)部位谷氨酸能锥体神经元和γ-氨基丁酸(GABA)能中间神经元放电频率的影响。结果①TSPO敲除可取消YL-IPA08的抗抑郁、抗焦虑效应,进一步确证了YL-IPA08的靶标特异性。②5-HT系统被干扰之后可以阻断YL-IPA08的行为学效应,进一步微透析实验研究发现,YL-IPA08可以快速增加大鼠海马细胞间隙5-HT水平,而TSPO拮抗剂PK11195可以完全阻断YL-IPA08诱导的海马5-HT升高,上述结果提示5-HT系统的完整性可能参与了YL-IPA08的抗抑郁、抗焦虑效应。③YL-IPA08给药1周可显著发挥抗抑郁效应,而氟西汀则需3周,提示YL-IPA08具有快速起效的优势。YL-IPA08的快速抗抑郁效应可能与快速增加mPFC神经元树突复杂性有关。④YL-IPA08单次给药使大鼠mPFC中谷氨酸能锥体神经元放电频率增加,GABA能中间神经元放电频率降低,提示YL-IPA08抗抑郁抗焦虑效应可能与兴奋锥体神经元,抑制中间神经元有关,即YL-IPA08可快速调节mPFC的E∶I功能性再平衡,这可能是其快速起效的重要启动机制。结论①TSPO选择性配体YL-IPA08在多种抑郁动物模型上具有快速起效的抗抑郁作用(1周);②YL-IPA08快速调节mPFC中谷氨酸锥体神经元和GABA中间神经元的E∶I功能性再平衡,进而快速增强锥体神经元树突复杂性,这可能是其快速抗抑郁的重要机制。本研究为前期课题组提出的“单胺(5-HT)-谷氨酸/GABA长神经环路”候选假说提供了有力证据,为快速起效抗抑郁新药的发现及靶标机制研究提供了有益的借鉴。

TSPO：外周苯二氮卓受体的新命名及其在中枢神经系统中的作用

早期外周苯二氮卓受体(PBR)是根据其在外周组织的广泛分布而命名的,用以区分中枢苯二氮卓受体(CBR)。但是近年来,随着研究的不断深入,人们发现PBR已不能反映该蛋白的分布、生理特性及其功能等,故2006年Papadopoulos等提出了18ku转位蛋白translocator protein(18ku),简称TSPO,将其作为PBR的新名称。该文将从TSPO的分子特性、定位分布、生理特性,特别是其在中枢神经系统疾病进程中所扮演的角色等方面对其研究进展做一综述。

快速起效抗抑郁药研发策略:单胺(5-HT)-非单胺(Glu/GABA)长反馈神经环路候选假说的提出

抑郁症已成为全球性严重的公共卫生问题,目前临床一线抗抑郁剂大多是基于经典的“单胺假说(策略)”研发的,这些药物普遍存在起效缓慢、有效率不高、损伤认知和致自杀倾向等缺陷,因此,突破经典单胺策略框架,发展快速起效、兼可增强认知和低毒副作用抗抑郁药物是目前全球性重大需求和方向。2019年,S-氯胺酮和别孕烯醇酮(brexanolone)等快速起效抗抑郁药的上市为基于N-甲基-D-天冬氨酸(NMDA)和γ-氨基丁酸A(GABAA)等受体的非单胺策略开辟了全新的前景。目前快速起效抗抑郁药研发总体趋势主要有二:即基于优化多靶标的单胺策略(现代单胺策略)和基于谷氨酸(Glu)-GABA平衡调控的非单胺策略。根据本实验室和国外同行的研究,我们提出单胺-非单胺即“5-羟色胺(5-HT)-Glu/GABA长反馈神经环路”候选假说,认为脑内单胺调控机制(如5-HT神经元,位于中缝核)与非单胺调节机制(Glu/GABA神经元,位于前额皮质等脑区)均是快速起效抗抑郁药机制的一部分,二者共同组成长反馈神经环路,介导前额皮质和海马等效应脑区快速增强的突触可塑性。基于该环路提出5个方面抗抑郁快速起效的候选策略:①通过解除GABA中间神经元对Glu锥体神经元的抑制或直接激活Glu锥体神经元,实现快速兴奋/抑制(E/I)平衡;②借助5-HT1A等受体同时调控5-HT神经元活性和兴奋/抑制平衡(同时增强单胺-非单胺环节);③直接激活哺乳动物西罗莫司(雷帕霉素)靶蛋白复合物1(mTORC1),快速增强脑源性神经营养因子(BDNF)-mTOR通路;④刺激脑内BDNF的快速释放。⑤正向变构调节GABAA受体。希望这些思路和策略为进一步发现快速抗抑郁候选靶标提供有益的借鉴。

TSPO配体化合物YL-IPA08抗抑郁作用及其可能机制的研究

目的探讨TSPO配体化合物YL-IPA08的抗抑郁作用及其机制。方法与结果在小鼠悬尾模型和大鼠强迫性游泳模型上,单次给予YL-IPA08分别显著缩短悬尾和游泳不动时间,有效剂量分别为0.1-0.3 mg/kg（po）和1-10 mg/kg（po）;分别与阳性对照药度洛西汀（DLX,10 mg/kg,po）和地昔帕明（DMI,30 mg/kg,po）作用一致。在小鼠悬尾模型上,单独给予TSPO特异性拮抗剂PK11195（3 mg/kg,ip）对悬尾不动时间无明显影响,但可以显著阻断YL-IPA08（0.1 mg/kg）在该模型上的抗抑郁效应。以ELISA或放免法检测发现,急性给予YL-IPA08（3,10mg/kg,po）使强迫性游泳后大鼠血清孕烯醇酮或孕酮含量显著增加。结论 YL-IPA08在动物模型上具有抗抑郁作用,该作用可能与激活TSPO,促进神经类固醇生物合成有关。

TSPO介导YL-IPA08抗创伤后应激障碍作用的药理学研究

目的利用基因敲除动物研究18ku转位蛋白(TSPO)在YL-IPA08抗创伤后应激障碍(PTSD)中的作用并探讨其潜在药理学靶标价值。方法采用PCR法对TSPO野生型(WT)和敲除型(KO)小鼠进行基因分型鉴定。采用公认的小鼠足底电击PTSD模型,以开场实验评价小鼠自发活动,以僵住时间检测评价小鼠PTSD样恐惧行为。结果基因型鉴定证实,与TSPO WT小鼠相比,TSPO KO小鼠不含完整可表达的TSPO基因,且TSPO敲除不影响小鼠的自发活动。PTSD模型建立(第-1天~第0天)后第1、5、16天,模型组小鼠的僵住时间显著增加,TSPO敲除不影响模型小鼠的这一改变;模型建立后连续8 d(第0天~第7天)灌胃给予TSPO选择性激活剂YL-IPA08(0.3 mg/kg,1次/d)或阳性药舍曲林(15 mg/kg,1次/d)可显著降低WT模型小鼠的僵住时间,表现出显著的抗PTSD作用,而在KO小鼠上无此作用。结论首次发现TSPO WT与KO小鼠在PTSD模型中表现出相同的敏感性(即PTSD样行为表型相同),但TSPO介导了YL-IPA08的抗PTSD作用。该研究为TSPO的潜在药理学靶标价值提供了直接证据。