2023年12月4日廈門大學(xué)醫(yī)學(xué)院神經(jīng)科學(xué)研究所張杰教授和冷歷歌教授研究團(tuán)隊(duì)在Advanced Science雜志發(fā)表了“Menin Reduces Parvalbumin Expression and is Required for the Anti-Depressant Function of Ketamine”，揭示了Menin減少小白蛋白的表達(dá)，是Ketamine抗抑郁作用所必需的。
1型多發(fā)性Endocrine瘤（基因：Men1，G503D)突變與抑郁癥的高風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)，Menin-G503D小鼠模型表現(xiàn)出遺傳性抑郁樣表型，并增加了大腦中PV的表達(dá)。本研究生成并篩選了一系列神經(jīng)元特異性的Men1缺失小鼠，發(fā)現(xiàn)PV神經(jīng)元間的Men1缺失小鼠表現(xiàn)出增加的皮質(zhì)PV水平和抑郁樣行為?；謴?fù)Menin、下調(diào)PV表達(dá)均可改善小鼠的抑郁樣表型。本研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，Ketamine通過抑制PKA活性來穩(wěn)定Menin，從而介導(dǎo)Ketamine的抗抑郁功能。這些結(jié)果表明，Menin在抑郁癥中起著關(guān)鍵作用，并證明了Menin是Ketamine抗抑郁功能的關(guān)鍵。
之前發(fā)現(xiàn)，MEN1 SNP rs375804228的攜帶者有更高的MDD發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)，而MEN1中SNP是否能導(dǎo)致MDD尚不清楚。作者通過CRISPR/Cas介導(dǎo)的基因組建立了一個在Men1位點(diǎn)存在點(diǎn)突變的小鼠模型（Men1-G503D鼠）。G503D鼠與對照組小鼠的腦Menin的表達(dá)無顯著性差異。然后，作者采用懸尾試驗(yàn)、強(qiáng)迫游泳試驗(yàn)和糖水偏好試驗(yàn)來評估Men1-G503D小鼠潛在的抑郁樣行為，G503D小鼠在所有三種行為測試中都表現(xiàn)出抑郁樣表型。在轉(zhuǎn)棒試驗(yàn)、礦場試驗(yàn)、高架十字迷宮、T/Y迷宮和Morris水迷宮試驗(yàn)中，G503D與對照小鼠無顯著差異。這些數(shù)據(jù)表明，Men1-G503D小鼠特異性地表現(xiàn)出類似抑郁的行為。作者測量了Men1-KO神經(jīng)元中PV的表達(dá)，發(fā)現(xiàn)在沒有Menin的情況下，mRNA和蛋白水平均增加，過表達(dá)MEN1的原代神經(jīng)元中PV的表達(dá)降低。電生理記錄結(jié)果表明G503D神經(jīng)元和Men1?/?神經(jīng)元與對照組之間的mEPSC振幅無變化，但在G503D神經(jīng)元中，mEPSC的頻率均降低。與對照組相比，G503D神經(jīng)元和Men1?/?神經(jīng)元的mIPSC頻率都增加。這些結(jié)果表明，Menin突變或PV表達(dá)缺失導(dǎo)致中間神經(jīng)元功能障礙，這可能是抑郁癥的發(fā)病機(jī)制之一。
然后，作者運(yùn)用一系列Men1條件敲除小鼠研究Menin在中間神經(jīng)元中特別是在PV神經(jīng)元中的功能。通過Menin染色，證實(shí)了在VcKD、PcKO和ScKO小鼠中，Menin下調(diào)或缺失的有效性。發(fā)現(xiàn)與對照組相比，VcKD和PcKO小鼠皮質(zhì)的PV immunity染色強(qiáng)度均增加。此外，在Men1-PcKO皮層中，PV+神經(jīng)元的神經(jīng)突長度和初級神經(jīng)突的數(shù)量也增加。在PcKO小鼠的大腦中，不同類型的神經(jīng)元中PV的表達(dá)都增加。為了確定神經(jīng)元間Menin缺陷小鼠的形態(tài)學(xué)和生化變化的功能相關(guān)性，對Men1-PcKO、VcKD和ScKO小鼠進(jìn)行了認(rèn)知和情緒行為測試。在懸尾試驗(yàn)中，PcKO、FST和VcKD小鼠均表現(xiàn)出顯著的抑郁樣行為。PcKO小鼠在高架十字迷宮和Morris水迷宮測試中表現(xiàn)正常，而在社交互動測試中表現(xiàn)受損，與對照組相比，PcKO小鼠皮質(zhì)和海馬中神經(jīng)炎癥因子沒有顯著增加。作者將Cre重組酶依賴的PV-AAV注射到PV cre小鼠的mPFC中，在PV中間神經(jīng)元中特異表達(dá)。隨后在注射后30天進(jìn)行行為測試。一系列行為試驗(yàn)表明小鼠出現(xiàn)的抑郁樣表型。這些結(jié)果表明，在PV中間神經(jīng)元中，Menin下調(diào)或PV中間神經(jīng)元中過表達(dá)PV的小鼠表現(xiàn)出抑郁樣表型。
為了探討Menin對PV表達(dá)的調(diào)控機(jī)制，作者對野生型和Menin缺失的PV神經(jīng)元進(jìn)行了轉(zhuǎn)錄組分析。PV中間神經(jīng)元中被Men1下調(diào)的基因高度聚集在GABA能相關(guān)通路中。由于Menin是一個表觀遺傳和轉(zhuǎn)錄輔助因子，作者將3114個DEGs與小鼠翻譯數(shù)據(jù)庫進(jìn)行了比較，發(fā)現(xiàn)了169個重疊基因。GO分析顯示，這些基因在組蛋白修飾中高度富集，特別是組蛋白H3-K27甲基化。Menin缺陷小鼠皮質(zhì)中的H3K27me3水平顯著降低。作者的數(shù)據(jù)表明，Menin與pvalb啟動子區(qū)域結(jié)合，從而促進(jìn)了pvalb轉(zhuǎn)錄的染色質(zhì)重構(gòu)。
Ketamine在亞麻醉劑量下可產(chǎn)生抗抑郁作用，接下來作者探究Ketamine是否可以緩解Menin缺乏引起的抑郁行為。在LPS誘導(dǎo)的抑郁小鼠模型中，Ketamine有效緩解了抑郁表型并降低了PV表達(dá)。然而，Ketamine未能改善Men1-PcKO小鼠的抑郁行為，并且PV表達(dá)保持不變。PV和Menin的雙重immunity染色顯示LPS誘導(dǎo)的抑郁小鼠大腦中Menin表達(dá)減少，而Ketamine給藥恢復(fù)了Menin表達(dá)。相反，氟西?。ㄟx擇性血清素再攝取抑制劑，SSRI）可減輕 Men1-PcKO小鼠的抑郁行為。這些結(jié)果表明，Menin的存在是Ketamine抗抑郁作用所必需的。
綜上，該研究通過幾個Menin突變和神經(jīng)元條件敲除小鼠模型，證實(shí)了Menin在抑郁癥的發(fā)病中的重要作用，Ketamine可通過Menin發(fā)揮抗抑郁作用。
文章來源
http://doi.org/10.1002/advs.202305659
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