《Experimental & Molecular Medicine》：The therapeutic potential and mechanisms of targeting the PTBP1/Nogo-A/NgR axis in PTSD induced by single prolonged stress in mice
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本研究针对创伤后应激障碍(PTSD)中海马神经元丢失与再生障碍的难题，首次探讨了PTBP1基因敲除(KD)通过调控Bcl-2/Bax/Caspase-3通路抑制神经元凋亡、同时激活Nogo-A/NgR/RhoA/ROCK2轴的双向作用。创新性提出PTBP1与NgR联合干预策略，为PTSD多靶点治疗提供理论依据。
当人们经历重大创伤事件后，部分个体会出现持续性的恐惧记忆重现、过度警觉以及认知功能受损等症状，这被称为创伤后应激障碍(PTSD)。近年来全球PTSD发病率呈现上升趋势，但其发病机制尚未完全阐明。研究表明，PTSD患者的海马体往往出现体积缩小、神经元丢失、突触可塑性受损等病理改变，这些变化与恐惧记忆的异常巩固密切相关。
目前PTSD的治疗效果有限，迫切需要寻找新的治疗靶点。多嘧啶区结合蛋白1(PTBP1)作为RNA剪接的关键调控因子，在神经发育和成熟过程中扮演重要角色。有趣的是，PTBP1表达下调能够诱导胶质细胞向神经元重编程，为神经退行性疾病治疗提供了新思路。然而，PTBP1敲除同时会上调神经再生抑制因子Nogo-A的表达，可能对神经再生产生不利影响。这种双重作用使得PTBP1在PTSD治疗中的应用价值需要重新评估。
针对这一科学问题，陆军军医大学大坪医院创伤与化学中毒国家重点实验室与重庆理工大学药学与生物工程学院的联合研究团队，在《Experimental & Molecular Medicine》上发表了最新研究成果。该研究通过单次延长应激(SPS)建立小鼠PTSD模型，系统探讨了PTBP1/Nogo-A/NgR轴在PTSD中的作用机制，并创新性提出了联合干预策略。
研究团队主要采用基因敲除技术，通过侧脑室注射携带CasRx系统的腺相关病毒(AAV)特异性敲低海马PTBP1和NgR基因表达。通过旷场实验(OFT)、高架十字迷宫(EPM)和莫里斯水迷宫(MWM)等行为学测试评估小鼠焦虑样行为和空间学习记忆能力。采用蛋白质印迹(Western blot)、免疫荧光染色、高尔基-科克斯染色等技术分析海马神经元凋亡、突触可塑性和轴突再生相关指标。同时利用TUNEL染色、尼氏染色和HE染色观察海马神经元病理变化。
Identification of PTBP1 KD in vivo
研究人员首先验证了PTBP1敲除效率。通过侧脑室注射AAV-PTBP1-HA病毒，两周后检测发现实验组海马PTBP1蛋白表达显著降低，而HA标签表达成功，表明病毒有效感染且PTBP1敲除模型构建成功。在SPS应激条件下，PTBP1表达无明显变化，但病毒介导的PTBP1敲除仍然有效。
PTBP1 KD improves abnormal behaviors in PTSD mice
行为学实验结果显示，SPS模型小鼠在旷场实验中表现出明显的角落停留时间延长、中心区域活动减少，在高架十字迷宫中出现开放臂停留时间和进入次数显著减少，焦虑指数升高，在莫里斯水迷宫中显示空间学习记忆能力受损。PTBP1敲除显著改善了PTSD小鼠的这些异常行为，但在正常小鼠中，PTBP1敲除却引起了焦虑样行为。
PTBP1 KD rescued the abnormal loss of hippocampal neurons in PTSD mice by inhibiting apoptosis
组织学分析发现，SPS应激导致海马齿状回(DG)和CA1区神经元显著丢失，出现大量病理改变细胞。PTBP1敲除后，海马神经元存活数量明显增加，TUNEL阳性细胞减少。分子机制研究表明，PTBP1敲除通过上调Bcl-2表达、下调Bax和Cleaved Caspase-3水平，抑制海马神经元凋亡。
PTBP1 KD partially promotes synaptic plasticity in hippocampal neurons of PTSD mice
高尔基染色结果显示，SPS应激导致海马神经元树突长度缩短、分支复杂性降低、树突棘密度减少。PTBP1敲除部分改善了树突生长状态，显著增加了树突棘密度，并上调了PSD95和SYN1表达。然而，PTBP1敲除对树突生长的促进作用有限，且在正常小鼠中反而抑制了树突复杂性。
PTBP1 KD inhibits axon regeneration by activating the Nogo-A/NgR/RhoA/ROCK2 pathway in hippocampal neurons of PTSD mice
研究发现PTBP1敲除虽然上调了神经丝蛋白200(NF200)表达，有利于轴突结构稳定，但却显著抑制了生长相关蛋白43(GAP-43)表达，阻碍轴突延伸。机制上，PTBP1敲除激活了Nogo-A/NgR/RhoA/ROCK2抑制信号通路，该通路在正常小鼠和PTSD模型中均被激活，表明这是PTBP1调控的普遍机制。
NgR KD suppresses activation of the RhoA/ROCK2 pathway,reversing dendritic growth abnormalities and axonal regeneration impairments induced by SPS stimulation and PTBP1 KD
为克服PTBP1单敲除的局限性，研究人员进一步敲除NgR基因。结果显示，NgR敲除或PTBP1/NgR双敲除均能有效恢复树突生长复杂性，上调GAP-43表达，抑制RhoA/ROCK2通路激活，显著改善轴突再生能力。
PTBP1 and NgR KD demonstrates greater potential benefits for PTSD-like behaviors over PTBP1 KD alone, while also rescuing anxiety in normal PTBP1-KD mice
行为学评估表明，PTBP1/NgR双敲除在改善PTSD样行为方面表现优于PTBP1单敲除，且成功逆转了PTBP1单敲除在正常小鼠中引起的焦虑样行为。双敲除策略在多个行为测试中显示出更一致的改善效果。
本研究系统阐明了PTBP1在PTSD治疗中的双重作用：一方面通过抑制凋亡通路减轻海马神经元丢失，另一方面通过激活Nogo-A/NgR抑制信号通路阻碍突触可塑性和轴突再生。PTBP1/NgR联合敲除策略成功克服了单靶点干预的局限性，实现了更全面的神经保护作用。
该研究的创新性在于首次揭示了PTBP1调控在PTSD治疗中的复杂机制，提出了多靶点联合干预的新策略。研究结果不仅为PTSD治疗提供了新思路，也为理解神经再生调控网络提供了重要理论依据。值得注意的是，PTBP1调控的效果具有情境依赖性，在病理状态下发挥治疗作用，在正常状态下可能产生不良反应，这提示未来临床应用时需要精确的靶向性和时机控制。
这项研究强调了多基因调控方法在神经精神疾病治疗中的重要性，为开发PTSD及其他相关疾病的精准治疗策略奠定了坚实基础。未来研究需要进一步探索PTBP1调控是否通过促进干细胞分化为神经元或胶质细胞转分化为神经元等其他途径来挽救神经元丢失，以及是否可能对神经元造成额外损害。
