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CircDYM调控抑郁样行为
来源: | 作者:geneseed | 发布时间: 2018-11-16 | 585 次浏览 | 分享到:

重度抑郁症MDD),也简称为抑郁症,是一种精神障碍,其特征在于在大多数情况下存在至少两周的低情绪通常伴随着低自尊,对正常愉快的活动失去兴趣,低能量和没有明确原因的疼痛。人们也可能偶尔会有错误的信仰或看到或听到别人无法做到的事情。严重抑郁症可能会对个人生活,工作或教育,以及睡眠,饮食习惯和健康产生负面影响。2-8%患有严重抑郁症的成年人死于自杀,而且50%死于自杀的人有抑郁症或其他情绪障碍。

发病原因被认为是遗传,环境和心理因素的综合。风险因素包括病情的家族史,重大的生活变化,某些药物,慢性健康问题和药物滥用。通常,人们接受咨询和抗抑郁药物治疗。药物治疗似乎是有效的,但效果可能仅在最严重的抑郁症中表现显著。使用的咨询类型包括认知行为疗法(CBT)和人际关系疗法。如果其他措施无效,可考虑采用电痉挛疗法(ECT)。

之前的研究报道发现,慢性不可预测应激(CUS)诱导的抑郁症小鼠模型中前额皮质的miR-9表达水平上调,而由DYM4,5,6号外显子组成的circDYM作为 miR-9sponge。作者之前的研究【2】工作也发现了敲低miR-9表达可以抑制LPS诱导的海马回小胶质细胞的活化。小胶质细胞在免疫监视中发挥着重要的作用,也参与不同神经病理发生发展的过程。小胶质细胞活化后释放的炎症因子介导应激效应,从而容易导致人和小鼠模型的抑郁发生。

 

 

最近东南大学医学院药理学系的姚红红教授于Mol PsychiatryIF=11.640)杂志在线发表了题为CircDYM ameliorates depressive-like behavior by targeting miR-9 to regulate microglial activation via HSP90 ubiquitination”的研究,发现重度抑郁症MDD患者和两种抑郁症小鼠模型的外周血中circDYM表达水平显著降低,而重建circDYM的表达明显减轻抑郁样行为并抑制慢性不可预测应激(CUS)和脂多糖(LPS)模型诱导的小胶质细胞激活。其主要机制是circDYM海绵吸附内源性miR-9起到抑制miR-9活性的作用,导致下游靶向HECT结构域E3泛素蛋白连接酶1(HECTD1)表达增加,继而HSP90泛素化降解增加小胶质细胞活化减少,减轻抑郁样行为

 

 

1. MDD患者和抑郁样小鼠模型的circDYM表达水平下调

临床数据分析显示,miR-9表达水平与汉密尔顿焦虑量表评分(HAMA)成正比;线性回归分析显示,发现具有高表达的miR-9和较低的CTQ值的患者更倾向有抑郁症状(补充数据未显示)。正因为miR-9表达水平与抑郁患者有关,作者寻找到一个可以结合miR-9circRNA——circDYM,而且MDD患者外周血中circDYM表达水平显著降低,circDYM表达水平与TEPS-A评分成负相关;线性回归分析显示,发现具有低表达的circDYM和较低的CTQ值的患者具有更严重的抑郁症状而且CUSLPS诱导的抑郁症模型小鼠血浆和海马回中的circDYM表达水平明显下调。

 

 

 

2. 过表达circDYM可以减轻小鼠的抑郁样行为

蔗糖偏好试验SPT、尾巴悬浮试验TST、强制游泳试验FST用于评价小鼠抑郁情况。CUSLPS诱导小鼠出现抑郁行为后,小鼠的蔗糖偏好程度降低,TSTFST试验中小鼠不移动时间增加;而当慢病毒注射到海马区域过表达circDYM,小鼠的蔗糖偏好程度增加TSTFST试验中小鼠不移动时间降低,提示过表达circDYM可以明显减轻小鼠抑郁行为。

 

 

 

3. 体内重建circDYM的表达抑制小胶质细胞的活化

既然过表达circDYM可以明显减轻小鼠抑郁行为,那么其中的机制是什么?提前注射circDYM慢病毒到海马后CUSLPS刺激诱导小鼠抑郁后,过表达的circDYM可以明显抑制神经炎症反应,降低海马iNOS的表达和相关炎症因子(IL-6, IL-1β, MCP-1 TNF-α)表达。由于小胶质细胞在神经炎症反应中发挥着重要的作用,而过表达circDYM可以抑制CUSLPS诱导的小胶质细胞活化(胞体增大、分支数目、长度和体积增加)的效应。

 

4. circDYM靶向miR-9抑制小胶质细胞的活化

LPS刺激原代小鼠小胶质细胞和BV-2细胞,显著地降低circDYM的表达;体外利用慢病毒转染小胶质细胞,只会特异性促进circDYM的表达,而不会影响线性DYM mRNA的表达。circDYM相比DYM mRNA更加耐受RNase R的降解;体外过表达circDYM也可以抑制LPS诱导的小胶质细胞活化(iNOS和相关炎症因子表达)。亲和分离实验证明biotin-miR9-WT捕获产物中富含circDYM,而且通过反向捕获验证,biotin-circDYM探针捕获产物中富含miR9FISH实验证明circDYM miR-9共定位小胶质细胞胞浆,提示circDYM可以结合miR-9。为进一步证明circDYM是通过miR-9发挥下游作用因为miR-9诱导小胶质细胞发生活化,iNOS表达上调,而过表达circDYM可以减弱细胞活化的效应,降低iNOS和相关炎症因子表达,提示circDYM通过介导miR-9抑制小胶质细胞的活化

 

 

5. MiR-9靶向抑制HECTD1表达,从而促进小胶质细胞活化

通过TargetScan预测了miR-9HECTD13’-UTR的保守性结合位点;荧光素酶报告基因实验证明了miR-9HECTD1 WT 3′-UTR的结合;

体外实验:为进一探讨HECTD1LPS诱导小胶质细胞活化中的作用,作者发现转染HECTD1活化质粒抑制LPS诱导的小胶质细胞活化,明显降低iNOS的表达;转染HECTD1活化质粒抑制miR-9诱导iNOS和炎症因子表达的效应,而且过表达circDYM可以抑制LPS诱导的iNOS表达,过表达circDYM可以上调原本被miR-9诱导表达下调的HECTD1

体内实验CUS或者LPS诱导小鼠出现抑郁症状后,组织中HECTD1表达水平明显下调,而当过表达circDYM后,组织中HECTD1表达水平明显上调。

 

 

 

6. CircDYM/miR-9/HECTD1轴调控HSP90泛素化,从而调节小胶质细胞的活化

HECTD1编码一个E6-AP C-末端(HECT)结构域的E3泛素连接酶同源的新蛋白参与泛素化。HSP90是HECTD1介导的泛素化底物参与小胶质细胞的活化,所以作者检测了LPS对HSP90泛素化的影响。体外LPS刺激小胶质细胞后,明显降低HSP90的泛素化,从而HSP90表达上调;免疫共沉淀实验证明了HECTD1HSP90相互结合;转染HECTD1活化质粒,可以明显增强了HSP90K63泛素的相互结合,说明HECTD1通过泛素化调控HSP90的表达水平。另外体内和体外过表达circDYM都可以下调由CUS或者LPS诱导海马组织和小胶质细胞中上调的HSP90表达水平,而上调HSP90 K63泛素水平。另外,HECTD1-ACT下调LPS诱导上调的HSP90表达水平,而抑制下游HSP90可以明显抑制LPS诱导的iNOS表达。

 

小结: 文章的思路非常有趣,作者前期的研究工作发现miR-9靶向MCPIP1促进小胶质细胞的活化,而小胶质细胞的活化与抑郁症的发生有一定的联系,所以作者寻找到一个可以sponge miR-9的环状RNA-circDYM,这个思路值得我们学习。经统计学分析,circDYM的表达水平与临床MDD发生密切相关,重度抑郁症MDD患者和两种抑郁症小鼠模型的外周血中circDYM表达水平显著降低,而重建circDYM的表达明显减轻抑郁样行为并抑制慢性不可预测应激(CUS)和脂多糖(LPS)模型诱导的小胶质细胞激活circDYM海绵吸附内源性miR-9,起到抑制miR-9活性的作用,导致下游靶向的HECT结构域E3泛素蛋白连接酶1(HECTD1)的表达增加,继而HSP90泛素化降解增加和小胶质细胞活化减少,减轻抑郁样行为,研究思路一环扣一环,作者不仅证明了circDYM与miR-9结合,还证明了miR-9靶向调控HECTD1和HECTD1调控HSP90的泛素化降解,

 

 

参考文献

 

1. Zhang Y, et al. CircDYM ameliorates depressive-like behavior by targeting miR-9 to regulate microglial activation via HSP90 ubiquitination. Mol Psychiatry. 2018 Nov 9. doi: 10.1038/s41380-018-0285-0.

 

2. Yao H, Ma R, Yang L, Hu G, Chen X, Duan M, et al. MiR-9 promotes microglial activation by targeting MCPIP1. Nat Commun. 2014;5:4386.