FPR2拮抗在缓解社交隔离诱发的抑郁及保护血脑屏障完整性中的作用

Role of FPR2 antagonism in alleviating social isolation-induced depression and protecting blood-brain barrier integrity

作者信息Jiayi Zheng, Hanqi Wang, Wanning Wu, Linlin Wang, Meizhen Qin, Lingfeng Zhu, Zhen Liu, Yijun Chen, Yang Yu
PMID40083006
发布时间2025-03-13
DOI10.1186/s12974-025-03408-4

实验完整度

包含小鼠模型行为学、免疫荧光、Western blot、RNA-seq转录组分析、数据库验证等多个独立证据层级,并进行功能验证(WRW4干预)和机制验证(BBB完整性)。

主要模型

社交隔离(SI)C57BL/6J小鼠模型 MDD患者脑组织及外周血转录组数据

重点核对

SI小鼠模型:6周龄雄性C57BL/6J小鼠,单独饲养3周 WRW4给药:皮下注射1.5 mg/kg(第15、17、19、21天)或ICV注射5 μg/只(第18天) 行为学检测:FST、TST、SPT、EPM、OFT BBB完整性评估:白蛋白渗漏检测 转录组分析:PFC RNA-seq(FC>1.5,p<0.05)

摘要

社交隔离(SI)是现代社会的普遍问题,在COVID-19大流行期间尤其严重,是抑郁障碍的重要诱因。对一线选择性5-羟色胺再摄取抑制剂(SSRI)抗抑郁药无应答的重性抑郁障碍(MDD)患者中,炎症相关标志物上调。本研究探讨了甲酰肽受体2(FPR2)在SI诱导的抑郁中的作用,FPR2是在中枢和外周免疫细胞中表达的G蛋白偶联受体。我们通过将小鼠单独饲养三周建立了SI小鼠模型。与群居对照组相比,SI小鼠前额叶皮层(PFC)和海马中毛细血管相关小胶质细胞(CAMs)增加,且FPR2表达上调。值得注意的是,皮下注射FPR2拮抗剂WRW4可缓解SI小鼠的抑郁和焦虑样行为,减少小胶质细胞活化和神经元损伤。WRW4处理减少了CAM数量及其FPR2表达。RNA测序显示,SI主要诱导与血脑屏障(BBB)功能相关的基因变化,其次是激素活性、免疫激活和神经元功能相关基因的改变。SI小鼠脑内皮细胞的转录组变化类似于几种神经疾病动物模型和MDD患者中的变化。WRW4处理部分逆转了这些转录组改变,并恢复了受损的BBB完整性。此外,脑室内(ICV)注射WRW4也缓解了SI小鼠的抑郁和焦虑样行为。最后,我们对公共转录组数据库的分析表明,MDD患者眶腹侧PFC和重度抑郁发作患者外周血单核细胞中FPR2表达上调。这些发现表明,药理学靶向FPR2可能通过保护BBB完整性来挽救SI诱导的小鼠病理。

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
社交隔离是否通过上调毛细血管相关小胶质细胞(CAMs)中的FPR2导致抑郁和焦虑样行为及血脑屏障(BBB)损伤,而FPR2拮抗剂WRW4能否逆转这些效应?
核心机制
社交隔离上调CAMs中FPR2表达,导致CAMs活化、脑内皮细胞损伤和BBB完整性破坏,进而引起神经炎症、神经元损伤和抑郁焦虑行为;FPR2拮抗剂WRW4通过抑制FPR2保护BBB完整性,改善抑郁和焦虑样行为。
主要证据
SI小鼠PFC和海马中CAMs数量和FPR2表达增加;WRW4处理减少CAMs、降低FPR2表达、逆转内皮细胞基因表达改变、减轻白蛋白渗漏、恢复突触蛋白水平并改善行为学表现;MDD患者ovPFC和PBMCs中FPR2表达上调。
研究意义
研究提示FPR2可能是社交隔离诱导抑郁的潜在治疗靶点,精确调控FPR2可能为MDD治疗提供新策略。

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

建立社交隔离小鼠模型并评估行为

验证社交隔离是否诱导抑郁和焦虑样行为

将6周龄雄性C57BL/6J小鼠单独饲养3周建立SI模型,通过FST、TST、SPT、EPM和OFT评估行为变化。

2

检测SI小鼠脑中CAMs和FPR2表达

探究SI对CAMs数量及FPR2表达的影响

通过免疫荧光染色检测PFC和海马中CAMs(Iba1+CD31)数量、FPR2表达水平及共定位。

3

FPR2拮抗剂或激动剂干预

评估FPR2信号调节对SI小鼠抑郁和焦虑行为的影响

皮下注射WRW4(拮抗剂)、Ac2-26或W肽(激动剂),或ICV注射WRW4,然后进行行为测试。

4

评估WRW4对小胶质细胞、神经元和BBB的影响

探究FPR2拮抗剂是否减轻神经炎症、神经元损伤和BBB破坏

通过Western blot、免疫荧光、Nissl染色和albumin渗漏检测分析小胶质细胞活化、神经元存活、突触蛋白表达和BBB完整性。

5

转录组分析SI及WRW4处理的影响

揭示SI和WRW4处理对PFC转录组的影响及潜在机制

对PFC进行RNA-seq,比较GH、SI和SI+WRW4组差异表达基因,并分析BBB相关基因、神经相关基因及MDD相关基因变化。

6

验证MDD患者中FPR2表达

验证FPR2在MDD患者脑和外周血中的表达变化

分析公开转录组数据库(GEO)中MDD患者脑组织和外周血细胞中FPR2和ANXA1的表达。

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
C57BL/6J小鼠Shanghai Slaccas Laboratory Animal Co., Ltd.--
WRW4Genscript Biotech Corporation--
Ac2-26Genscript Biotech Corporation--
W肽Genscript Biotech Corporation--
抗FPRL1抗体(AF647)Biossbs-3654R-AF647
抗Iba1抗体FUJIFILM Wako Pure Chemical019-19741
抗Iba1抗体Abcamab178846
抗CD31抗体BD Biosciences550274
抗GFAP抗体Proteintech16825-1-AP
抗GFAP-Cy3抗体Sigma-AldrichC9205
抗SYN抗体Proteintech17785-1-AP
抗PSD95抗体Biossbs-0179R
抗SLC29A4抗体Biossbs-4176R
抗PCDHA6抗体Proteintech12853-1-AP
抗白蛋白抗体Biossbs-2256R
抗GAPDH抗体Proteintech60004-1-Ig
BCA蛋白定量试剂盒Beyotime Biotech Inc--
DAPIBeyotime Biotech Inc--
尼氏染色液Yeasen Biotechnology--
Alexa Fluor 488偶联抗兔IgGInvitrogenA21206
Alexa Fluor 555偶联抗大鼠IgGInvitrogenA21434
Alexa Fluor 647偶联抗兔IgGAbcamab150079
HRP标记的山羊抗小鼠IgGALLWIN Biotechnology Co., Ltd.--
HRP标记的山羊抗兔IgGALLWIN Biotechnology Co., Ltd.--
RIPA裂解液Beyotime--
硝酸纤维素膜GE Healthcare--
Amersham ImageQuant 800成像仪Cytiva--
ImageJ软件National Institutes of Health--
TCS SP8激光扫描共聚焦显微镜Leica Microsystems--
LMS900共聚焦显微镜Carl Zeiss--
Imaris软件Bitplane--
Trizol试剂Thermo Fisher--
Bioanalyzer 2100生物分析仪Agilent--
RNA 6000 Nano LabChip试剂盒Agilent--
Dynabeads Oligo (dT)磁珠Thermo Fisher--
镁RNA片段化模块NEB--
SuperScript II逆转录酶Invitrogen--
大肠杆菌DNA聚合酶INEB--
RNase HNEB--
dUTP溶液Thermo Fisher--
AMPureXP磁珠----
Illumina Novaseq 6000测序平台Illumina--
Trizol试剂Absin--
ReverTra Ace qPCR RT Master Mix逆转录试剂盒TOYOBO--
ChamQ Universal SYBR qPCR Master MixVazyme--
CFX96 Touch实时荧光定量PCR检测系统Bio-rad--
引物序列Sangon Biotech--
ChemDraw软件PerkinElmer--
GraphPad Prism 9----

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
社交隔离模型
小鼠品系、年龄、性别、饲养环境、隔离持续时间
阅读提示:Methods - Animals 和 Social isolation procedure
药物干预
WRW4剂量、给药途径、给药时间点;ICV注射坐标
阅读提示:Methods - Drug administration
行为学检测
FST、TST、SPT、EPM、OFT的具体参数和流程
阅读提示:Methods - Behavioral tests
免疫荧光和Western blot
抗体浓度、孵育时间、图像采集参数
阅读提示:Methods - Immunofluorescence staining 和 Western blot
RNA-seq和RT-qPCR
RNA提取方法、文库构建步骤、差异表达阈值、内参基因
阅读提示:Methods - RNA sequencing 和 Quantitative real-time PCR