自分泌运动因子和溶血磷脂酸缺乏对暴露于慢性不可预见性轻度应激的小鼠抑郁样行为的影响

Effects of autotaxin and lysophosphatidic acid deficiencies on depression-like behaviors in mice exposed to chronic unpredictable mild stress.

作者信息Chao Wang, Ningyuan Li, Yuqi Feng, Siqi Sun, Jingtong Rong, Xin-Hui Xie, Shuxian Xu, Zhongchun Liu
PMID38601361
发布时间2024-04-30
DOI10.1016/j.ynstr.2024.100632

实验完整度

研究涵盖体外细胞实验(HT22细胞)、体内动物模型(CUMS小鼠)及机制验证(ERK/CREB通路),并通过行为学、突触形态和蛋白表达等多层级实验相互验证。

主要模型

HT22小鼠海马神经元细胞系 C57BL/6J小鼠CUMS抑郁模型 小鼠海马组织

重点核对

CUMS建模:长、短期刺激连续3天不重复,持续5周 AAV-ATX注射:海马注射500 nl/侧,病毒滴度1.4*10^12 v.g/ml LPA注射:侧脑室注射300 μM/5 μl,双侧,对照组注射等摩尔无水乙醇 Ki16425剂量:腹腔注射30 mg/kg 蛋白检测抗体:SYN、SYP、BDNF、PSD95、p-ERK/ERK、p-CREB/CREB

摘要

脂质在抑郁症发病机制中的参与引发了广泛讨论。早期研究发现,抑郁症患者体内溶血磷脂酸(LPA)和自分泌运动因子(ATX)水平降低。然而,这一现象在抑郁症中的确切意义仍无定论。本研究旨在探讨这些观察结果的更深层含义。我们评估了对照组和慢性不可预见性轻度应激(CUMS)模型组中ATX和LPA的变化。此外,通过行为学测试验证了向海马注射ATX腺相关病毒(AAV-ATX)对CUMS暴露小鼠的影响。我们还探讨了LPA对HT22细胞和小鼠海马中突触相关蛋白的影响,并进一步研究了LPA诱导蛋白表达变化的潜在机制。通过增加海马组织中的ATX,评估其通过调节突触相关蛋白缓解抑郁样行为的潜力。我们的研究结果表明,ATX和LPA水平的降低在体外和体内改变了与突触可塑性相关的蛋白表达,如突触素-I(SYN)、突触囊泡蛋白(SYP)和脑源性神经营养因子(BDNF)。此外,我们发现ERK/CREB信号通路在介导ATX和LPA的作用中发挥作用。重要的是,策略性补充ATX有效缓解了抑郁样行为。本研究提示,ATX-LPA通路可能通过调节CUMS暴露小鼠大脑中的突触可塑性影响抑郁样行为。这些见解增进了我们对抑郁症在脂质代谢背景下潜在发病机制的理解,并提出了改善该疾病的潜在治疗策略。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
ATX和LPA水平降低是否通过影响突触可塑性导致抑郁样行为,以及补充ATX能否缓解这些行为。
核心机制
ATX-LPA通路通过激活ERK/CREB信号通路上调突触相关蛋白(SYN、SYP、BDNF)的表达,从而调节突触可塑性,影响抑郁样行为。
主要证据
在HT22细胞中,LPA浓度和时间依赖性上调SYN、SYP、BDNF表达;在CUMS小鼠海马中,ATX补充恢复ATX和LPA水平,增加突触相关蛋白表达,并缓解抑郁样行为;ERK/CREB通路抑制剂阻断LPA效应。
研究意义
研究增进了对抑郁症在脂质代谢背景下潜在发病机制的理解,并提出补充ATX可能作为抑郁症的潜在治疗策略。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

CUMS模型建立与ATX补充

验证CUMS诱导的抑郁样行为及ATX补充的缓解作用。

C57BL/6J小鼠分为AAV-CON、AAV-CON+CUMS、AAV-ATX+CUMS三组,海马注射AAV后一周开始CUMS建模,持续5周,随后进行行为学测试。

2

ATX和LPA水平检测

验证CUMS引起的海马和血清ATX、LPA变化。

使用ELISA检测海马和血清中ATX和LPA水平,并使用免疫荧光检测海马ATX表达。

3

LPA体外处理HT22细胞

探究LPA对突触相关蛋白表达的影响。

不同浓度和时间LPA处理HT22细胞,通过Western blot和免疫荧光检测SYN、SYP、BDNF、PSD95表达。

4

ERK/CREB通路验证

验证LPA通过ERK/CREB信号通路调节突触相关蛋白表达。

Western blot检测LPA处理后p-ERK、ERK、p-CREB、CREB水平,并使用抑制剂Ki16425和SCH772984验证通路参与。

5

LPA体内注射验证

验证LPA在体内对突触相关蛋白和ERK/CREB通路的影响。

向小鼠侧脑室注射LPA(300 μM/5 μl,双侧),24小时后取海马进行Western blot和免疫荧光检测。

6

突触结构评估

评估CUMS后突触损伤及ATX补充的改善作用。

通过Golgi染色分析海马CA1区树突棘密度,通过透射电镜观察突触数量。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
杜氏改良Eagle培养基Gibco--
胎牛血清WISENT086–150
青霉素/链霉素Gibco15140-122
溶血磷脂酸MedChemExpressHY-137862
Ki16425MedChemExpressHY-13285
SCH772984MedChemExpressHY-50846
CMV-β-珠蛋白-MCS-3Flag-自分泌运动因子腺相关病毒----
抗突触素I抗体Abclone--
抗突触囊泡蛋白抗体Proteintech--
抗BDNF抗体Abcam--
抗LPA抗体Echelon--
抗ATX抗体Abclone--
荧光二抗Proteintech--
封片剂Abcam104139
荧光显微镜LeicaDMi8
LPA ELISA试剂盒BioswampLPA-MU30816
ATX ELISA试剂盒BioswampATX-MU30993
透射电子显微镜HitachiHT7800/HT7700
RIPA裂解液Servicebio--
蛋白酶和磷酸酶抑制剂MedChemExpress--
PVDF膜Millipore--
抗突触素I抗体Abclone--
抗突触囊泡蛋白抗体Proteintech--
抗BDNF抗体Abcam--
抗PSD95抗体Proteintech--
抗β-微管蛋白抗体HUABIO--
抗磷酸化ERK抗体Cell Signaling Technology--
抗ERK抗体Cell Signaling Technology--
抗磷酸化CREB抗体Cell Signaling Technology--
抗CREB抗体Cell Signaling Technology--
二抗SAB--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
细胞培养
HT22细胞培养条件:DMEM+10%FBS+1%青霉素/链霉素,37°C、5% CO2
阅读提示:Methods 2.1
LPA处理
LPA浓度和处理时间的具体数值
阅读提示:Methods 2.1,图3图注
CUMS建模
长、短期刺激类型及顺序,持续5周
阅读提示:Methods 2.3
病毒注射
AAV-ATX注射量、滴度、注射位点
阅读提示:Methods 2.8
侧脑室注射
LPA注射剂量、体积、注射位点,Ki16425给药剂量
阅读提示:Methods 2.8