抑郁癥是一種以多種癥狀聚集為特征的異質(zhì)性精神障礙。NMDARs由多種亞基蛋白GluN1-3組成，是抑郁癥發(fā)生和治療的關(guān)鍵分子基礎(chǔ)。然而，NMDAR亞基GluN3A參與抑郁癥狀和抗抑郁作用的異質(zhì)性尚不清楚。

基于此，2024年4月28日中國(guó)科學(xué)院心理研究所王瑋文研究團(tuán)隊(duì)在bioRxiv雜志發(fā)表了“CA1i pyramidal neurons mediate the role of NMDA receptor subunit GluN3A in depressive behavior and D-serine anti-depression”揭示了CA1i錐體神經(jīng)元介導(dǎo)的NMDA受體亞基GluN3A在抑郁行為和D-絲氨酸抗抑郁中的作用。

作者發(fā)現(xiàn)慢性社交挫敗應(yīng)激（CSDS）誘導(dǎo)了小鼠一系列抑郁相關(guān)行為，包括社會(huì)興趣降低、無(wú)助感和焦慮樣行為增加，以及海馬CA1中間區(qū)（CA1i）GluN3A mRNA和蛋白表達(dá)減少。此外，GluN3A基因敲除（KO）小鼠表現(xiàn)出明顯的無(wú)助行為。在兩種模型中，CA1i中GluN3A的表達(dá)特異性地逆轉(zhuǎn)了無(wú)助行為的增加，但沒(méi)有逆轉(zhuǎn)社會(huì)興趣和焦慮樣行為。此外，CA1i GluN3A表達(dá)的缺失降低了小鼠無(wú)助行為中CA1i錐體神經(jīng)元的活性，這一現(xiàn)象也通過(guò)上調(diào)CA1i GluN3A的表達(dá)而逆轉(zhuǎn)。注射D-絲氨酸可迅速改善CSDS小鼠的無(wú)助行為，同時(shí)增加CA1i錐體神經(jīng)元的活性，而敲除GluN3A或抑制CA1i神經(jīng)元活性可抑制D-絲氨酸的作用。作者的研究闡明了GluN3A亞基在調(diào)節(jié)抑郁相關(guān)無(wú)助行為中的關(guān)鍵作用及其機(jī)制，以及它在D-絲氨酸的快速抗抑郁作用。

圖一 CSDS和GluN3A KO對(duì)海馬抑郁相關(guān)行為和GluN3A表達(dá)的影響

作者系統(tǒng)地評(píng)估了慢性社交挫敗模型（CSDS）誘導(dǎo)的小鼠中的各種抑郁相關(guān)行為。CSDS小鼠在社交互動(dòng)試驗(yàn)（SIT）中社會(huì)互動(dòng)比例降低，而在糖水偏好試驗(yàn)（SPT）中蔗糖偏好比沒(méi)有顯著變化。CSDS顯著增加小鼠在懸尾試驗(yàn)（TST）和強(qiáng)迫游泳試驗(yàn)（FST）中的不動(dòng)時(shí)間。在運(yùn)動(dòng)活動(dòng)方面，與對(duì)照組相比，CSDS不影響小鼠行走的總運(yùn)動(dòng)距離。曠場(chǎng)實(shí)驗(yàn)（OFT）結(jié)果表明CSDS造模誘導(dǎo)小鼠焦慮行為。此外，在高架十字迷宮（EPM）中，CSDS小鼠表現(xiàn)出開(kāi)放臂進(jìn)入數(shù)量的減少。這些結(jié)果表明，CSDS成功地誘導(dǎo)了小鼠的多種抑郁表型。隨后作者檢測(cè)了CSDS后小鼠在不同與情緒相關(guān)的大腦區(qū)域，特別是海馬區(qū)，GluN3A表達(dá)水平的變化。qRT-PCR結(jié)果顯示CSDS小鼠海馬GluN3A表達(dá)顯著降低，而在海馬的其他區(qū)域沒(méi)有顯著變化，包括CA1d、CA1v、CA3和DG。

此外，在CSDS小鼠的內(nèi)側(cè)前額葉皮層（mPFC）和基底外側(cè)杏仁核（BLA）中，GluN3A mRNA的表達(dá)與對(duì)照組相比沒(méi)有顯著變化。免疫印跡結(jié)果同樣顯示，CSDS小鼠CA1i中GluN3A蛋白的表達(dá)顯著降低，而CA1v和CA3的表達(dá)沒(méi)有明顯變化。這些數(shù)據(jù)表明，CSDS下調(diào)了小鼠海馬CA1i區(qū)GluN3A的表達(dá)。為了進(jìn)一步研究GluN3A與抑郁樣行為之間的關(guān)系，在生理?xiàng)l件下對(duì)GluN3A KO小鼠進(jìn)行了行為學(xué)測(cè)試。與野生型（WT）小鼠相比，GluN3A KO小鼠沒(méi)有表現(xiàn)出社交互動(dòng)和蔗糖偏好的異常。結(jié)果顯示，與WT小鼠相比，GluN3A KO小鼠表現(xiàn)出無(wú)助表型，TST和FST的不動(dòng)時(shí)間增加。此外，GluN3A KO并不影響運(yùn)動(dòng)活動(dòng)和焦慮樣行為。為了確定GluN3A KO是否與社交挫敗應(yīng)激（SDS）易感性的增加有關(guān)，進(jìn)行了系統(tǒng)評(píng)估，以評(píng)估閾下SDS對(duì)GluN3A KO小鼠抑郁相關(guān)行為的影響。結(jié)果顯示，閾下GluN3A KO小鼠FST的不動(dòng)時(shí)間明顯增加，但在社會(huì)興趣、蔗糖偏好、運(yùn)動(dòng)活動(dòng)和焦慮樣行為方面沒(méi)有顯著變化。數(shù)據(jù)表明，GluN3A KO不影響小鼠對(duì)SDS的易感性。綜上所述，腦中GluN3A表達(dá)的降低參與了抑郁相關(guān)行為的表現(xiàn)，海馬CA1i可能是GluN3A調(diào)節(jié)抑郁相關(guān)行為的關(guān)鍵腦區(qū)。

圖二 挽救CA1i神經(jīng)元的GluN3A下降逆轉(zhuǎn)了動(dòng)物無(wú)助行為

作者進(jìn)一步研究了CA1i GluN3A在抑郁相關(guān)行為中的調(diào)節(jié)作用，利用AAV上調(diào)CSDS小鼠CA1i在GluN3A中的表達(dá)。發(fā)現(xiàn)GluN3A的上調(diào)并不影響CSDS小鼠的快感缺乏癥行為。GluN3A亞基的上調(diào)逆轉(zhuǎn)了CSDS誘導(dǎo)的無(wú)助行為。此外，GluN3A亞基的上調(diào)并不影響運(yùn)動(dòng)活動(dòng)和焦慮樣行為。CSDS誘導(dǎo)了OFT和EPM中多個(gè)焦慮指標(biāo)的增加，但不受GluN3A亞基上調(diào)的影響。這些結(jié)果表明，CA1i GluN3A可調(diào)節(jié)CSDS誘導(dǎo)的小鼠無(wú)助行為。使用AAV恢復(fù)GluN3A KO小鼠CA1i區(qū)域的GluN3A，結(jié)果顯示，GluN3A的恢復(fù)逆轉(zhuǎn)了動(dòng)物無(wú)助行為。然而，在社交互動(dòng)、運(yùn)動(dòng)活動(dòng)和焦慮樣行為方面沒(méi)有明顯變化。具體而言，與W型小鼠相比，GluN3A KO小鼠在TST和FST中的不動(dòng)時(shí)間顯著增加，而GluN3A KO： AAV-Grin3A小鼠在TST和FST中的不動(dòng)時(shí)間顯著恢復(fù)到正常水平。綜上所述，海馬CA1i GluN3A在調(diào)節(jié)抑郁相關(guān)的無(wú)助行為中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。

圖三 CA1i中錐體神經(jīng)元的活性介導(dǎo)了GluN3A在無(wú)助行為中的調(diào)節(jié)

在上調(diào)CSDS小鼠的GluN3A亞基表達(dá)后，作者進(jìn)一步研究了CA1i神經(jīng)元在無(wú)助行為中的功能活性。c-fos免疫染色結(jié)果顯示，與對(duì)照組相比，應(yīng)激小鼠在FST后CA1i錐體層的功能神經(jīng)元活性降低，并通過(guò)上調(diào)GluN3A來(lái)恢復(fù)。作者繼續(xù)探究了GluN3A KO小鼠在FST后，GluN3A亞基與CA1i錐體層神經(jīng)元功能活性之間的直接關(guān)系。結(jié)果顯示，GluN3A的缺失導(dǎo)致了CA1i錐體層神經(jīng)元的激活這種功能缺陷。此外，作者利用光纖記錄探究GluN3A在TST過(guò)程中CA1i錐體層興奮性神經(jīng)元激活中的必要性。在TST過(guò)程中，表征興奮性神經(jīng)元鈣水平的GCaMP信號(hào)與小鼠的活躍狀態(tài)相關(guān)，當(dāng)小鼠從靜止?fàn)顟B(tài)過(guò)渡到掙扎狀態(tài)時(shí)，神經(jīng)元反應(yīng)的平均峰值振幅顯著增加，WT小鼠在掙扎階段的神經(jīng)元激活反應(yīng)明顯高于GluN3A KO小鼠。綜上所述，CA1i錐體神經(jīng)元的激活介導(dǎo)了GluN3A亞基在小鼠無(wú)助感行為中的調(diào)節(jié)。

總結(jié)

作者的研究表明GluN3A對(duì)無(wú)助感行為的調(diào)節(jié)作用，并揭示了潛在的腦區(qū)和神經(jīng)元機(jī)制。研究結(jié)果有助于更好地理解抑郁癥和相關(guān)疾病的異質(zhì)性癥狀特征，并可能為更有針對(duì)性和有效的治療策略的發(fā)展提供理論基礎(chǔ)。

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