《Molecular Psychiatry》：Translational reprogramming of dentate gyrus peptidergic circuitry gates antidepressant efficacy
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本研究聚焦抗抑郁药物起效延迟的临床难题，揭示了氟西汀通过激活齿状回苔藓细胞中PACAP的翻译上调，进而驱动颗粒细胞神经可塑性，最终产生抗抑郁效应的新机制。该研究首次在细胞类型特异性层面阐明了慢性抗抑郁药处理引发的翻译组重构，并发现该通路在雌性小鼠中作用尤为关键，为理解抗抑郁药的性别差异疗效提供了全新视角。
尽管选择性5-羟色胺再摄取抑制剂（SSRIs）能够快速提升大脑中的5-羟色胺水平，但其临床抗抑郁效果却需要持续用药数周后才能显现。这种令人困惑的“起效延迟”现象提示，SSRIs的治疗作用可能并非直接源于神经递质的急性变化，而是依赖于更为缓慢的神经环路适应性重塑过程。然而，这种长期神经可塑性变化的具体细胞和分子机制，尤其是不同神经元类型在其中扮演的角色，至今仍未完全阐明。
为解开这一谜团，一项发表于《Molecular Psychiatry》的研究将目光投向了海马体的齿状回（DG）。齿状回是大脑中与情绪调节和抗抑郁药作用密切相关的关键脑区，其中主要包含两种兴奋性神经元：数量庞大的颗粒细胞（GCs）和数量较少但功能重要的苔藓细胞（MCs）。研究人员推测，慢性SSRI治疗可能通过调控齿状回内特定细胞类型的基因翻译过程，从而引发长期的神经环路改变。
为了验证这一假说，研究团队运用了先进的翻译核糖体亲和纯化（TRAP）技术结合RNA测序（RNA-seq），首次在体绘制了慢性氟西汀（FLX，一种常用的SSRI）处理下，小鼠齿状回内MCs和GCs的细胞类型特异性翻译组图谱。这项技术能够精准捕获细胞内正在被核糖体翻译成蛋白质的mRNA群体，从而更真实地反映细胞的生理状态和功能变化。
研究发现，慢性FLX处理选择性地增强了MCs而非GCs的翻译活性。通过对比两种神经元在基线状态和给药后的翻译组，研究人员发现它们具有截然不同的分子特征。尤为重要的是，在MCs中，FLX诱导了神经肽信号通路的广泛重编程。其中，垂体腺苷酸环化酶激活肽（PACAP，由Adcyap1基因编码）的翻译上调尤为显著。进一步的实验证实，这种PACAP蛋白水平的增加并非由于其mRNA转录水平的升高，而是源于翻译效率的增强，凸显了翻译调控在抗抑郁药作用中的关键地位。
那么，MCs中FLX诱导产生的PACAP究竟有何功能？研究表明，PACAP通过作用于表达在GCs上的PAC1受体（由Adcyap1r1基因编码），介导了FLX引发的神经可塑性变化。当研究人员利用病毒工具特异性敲低苔藓细胞中的PACAP后，氟西汀在行为学测试中表现出的抗抑郁样效应（如在新奇环境抑制摄食测试中缩短潜伏期，在悬尾测试中减少不动时间）在雌性小鼠中被显著削弱，而在雄性小鼠中则影响较小。与此一致，FLX通常能够抑制应激刺激下颗粒细胞即早基因（如c-Fos和Arc）的过度激活，并促进成年海马神经发生（通过BrdU和DCX标记检测），但这些有益的神经可塑性变化在雌性小鼠的苔藓细胞PACAP敲低后也同样被取消。这些结果清晰地表明，MCs来源的PACAP是慢性FLX产生抗抑郁作用，尤其是在雌性个体中发挥作用的一个必要环节。
该研究综合运用了多种关键技术方法。核心是基于转基因小鼠模型的TRAP-seq技术，用于分离和测序MCs与GCs的细胞类型特异性翻译组。行为学评估包括新奇环境抑制摄食测试、悬尾测试等，用于评估抑郁样行为。分子生物学技术包括免疫组织化学/免疫荧光（用于检测磷酸化核糖体S6蛋白、SATB1、BrdU、DCX、c-Fos/Arc等）、Western Blot（检测PACAP蛋白水平）、qPCR和原位杂交（检测mRNA水平）。病毒介导的基因敲低（AAV-shRNA）用于在体干预特定脑区（腹侧齿状回门区）的基因表达。动物模型涉及慢性束缚应激模型和慢性氟西汀给药模型。
细胞类型特异性翻译激活
研究人员首先证实，慢性（2周）而非急性FLX处理，能显著增加齿状回门区（MCs富集区域）磷酸化核糖体S6蛋白（prS6，翻译活性的标志物）的水平，而在颗粒细胞层（GCs所在区域）则无此效应。通过与MCs标志物SATB1共标，他们确定这种翻译激活特异性地发生在MCs中。
MCs与GCs不同的翻译组特征
TRAP-seq分析揭示了MCs和GCs在基线状态下就拥有截然不同的翻译组。慢性FLX处理进一步重塑了这两种神经元的翻译谱，但上调的基因重叠很少，表明它们对药物的响应模式不同。MCs的翻译上调基因富集在“肽激素加工”、“钙离子转运”等通路，而GCs则富集在“突触组装”、“代谢过程”等通路。神经肽信号通路是MCs中受FLX调控最显著的通路之一。
PACAP的翻译诱导
在MCs中富集且被FLX上调的众多神经肽中，PACAP脱颖而出。研究人员发现，慢性FLX处理虽然不改变Adcyap1的mRNA总量，却显著提高了其与核糖体的结合效率以及最终的PACAP蛋白水平，这确凿地证明了FLX在翻译水平上调控了PACAP的表达。
腹侧门区靶向的Adcyap1敲低对抗抑郁反应的影响
为探究PACAP的功能，研究者在小鼠齿状回门区（主要是MCs）特异性敲低Adcyap1。发现在慢性应激模型中，敲低PACAP会显著削弱FLX在雌性小鼠中产生的抗抑郁样行为效应（如改善NSF和TST表现），并取消FLX对应激诱导的GCs即早基因表达的抑制效应以及对成年海马神经发生的促进作用。然而，这些效应在雄性小鼠中受PACAP敲低的影响较小，揭示了该通路存在显著的性别差异。
本研究确立了细胞类型特异性翻译重编程是抗抑郁药作用的一个新颖机制框架。研究首次揭示，慢性氟西汀治疗通过选择性上调齿状回苔藓细胞中神经肽PACAP的翻译，进而激活表达PAC1受体的颗粒细胞的神经可塑性，最终驱动抗抑郁行为效应。这一通路在雌性个体中扮演着尤为关键的角色。该发现不仅深化了我们对SSRIs起效延迟机制的理解，将关注点从转录调控拓展至翻译调控，从混合组织水平精确到特定细胞类型，而且为解释临床抗抑郁药疗效的性别差异提供了重要的分子和细胞基础。针对PACAP信号通路的干预，未来可能为开发起效更快、尤其对女性患者更有效的抗抑郁新策略提供新的靶点。
