《Brain, Behavior, and Immunity》：PPARγ in microglia helps protect adolescent male mice from harmful effects of stress during early development
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为揭示早期生命应激（ELS）如何通过神经免疫机制影响长期精神健康，研究人员深入探讨了过氧化物酶体增殖物激活受体γ（PPARγ）在小胶质细胞中的关键作用。他们发现，母体分离会下调PPARγ，导致小胶质细胞促炎极化，从而使个体在青春期对后续慢性束缚应激更为敏感。使用匹格列酮激活PPARγ可逆转这些效应并刺激海马神经发生。此项研究强调了小胶质细胞通过PPARγ“记住”早期应激经历，为开发针对应激相关精神障碍的干预策略提供了新思路。
在生命的最初阶段，大脑如同一块正在被精心雕琢的璞玉，环境中的每一次“敲击”都可能在其上留下永久的印记。其中，早期生命应激（Early Life Stress, ELS），比如幼年时期与母亲的分离，被认为是一个重要的风险因素，与日后罹患抑郁症、焦虑症等精神障碍密切相关。然而，一个关键的科学谜题是：为什么有些人经历了严重的早期创伤后依然能保持心理韧性，而另一些人则变得异常脆弱？大脑中的“记忆”机制，尤其是负责免疫监视的小胶质细胞，是如何将早期的“坏经历”转化为长期易感性的？
越来越多的证据将矛头指向了神经炎症。小胶质细胞作为中枢神经系统的常驻免疫细胞，在应激状态下会被异常激活，释放促炎因子，破坏神经发生的微环境，甚至“修剪”掉本不该被清除的神经连接。在这个复杂的调控网络中，一个名为过氧化物酶体增殖物激活受体γ（Peroxisome Proliferator-Activated Receptor γ, PPARγ）的分子引起了科学家的注意。PPARγ是细胞核内的一种转录因子，以其强大的抗炎和代谢调控功能而闻名。在自闭症谱系障碍、双相情感障碍和阿尔茨海默病等疾病中，都观察到了PPARγ表达或活性的缺陷。这不禁让人猜想：PPARγ，特别是小胶质细胞中的PPARγ，是否在连接早期逆境与远期精神健康结局之间扮演着“守门人”的角色？
为了回答这个核心问题，西安交通大学基础医学院生理学与病理生理学系韩月、张进强、游自立团队及其合作者进行了一项系统性的研究，相关成果发表在《Brain, Behavior, and Immunity》杂志上。他们的研究揭示了一个清晰的故事线：早期母体分离应激会特异性下调小鼠海马中的PPARγ水平，导致小胶质细胞从静息状态转向促炎性的激活状态。这种“编程”改变使得小鼠在青春期面对新的慢性压力时，表现出更严重的焦虑和抑郁样行为，同时伴随海马神经发生减少和树突棘密度降低。而利用糖尿病药物匹格列酮激活PPARγ，或者在小胶质细胞中特异性敲除PPARγ的实验，则分别从正反两面证实了该分子是决定应激易感性的关键枢纽。这项研究的意义在于，它首次明确了小胶质细胞通过PPARγ“记忆”早期应激的分子机制，为理解“创伤印记”提供了新的神经免疫视角，并提示靶向PPARγ可能是增强心理韧性和治疗应激相关精神障碍的潜在策略。
本研究综合运用了多种关键技术方法。首先，通过母体分离和慢性束缚应激构建了模拟早期及青春期应激的动物模型。其次，利用条件性基因敲除技术，将PPARγ fl/fl小鼠与Cx3cr1-CreER小鼠杂交，并在特定时期给予他莫昔芬诱导，实现了小胶质细胞特异性的PPARγ敲除。行为学评估包括强迫游泳、高架十字迷宫、旷场和蔗糖偏好等经典测试。在机制层面，研究采用了免疫荧光染色、蛋白质印迹、高尔基染色观察树突棘、在体电生理记录神经活动以及单细胞RNA测序等技术，全面分析了小胶质细胞表型、神经可塑性及全脑转录组的改变。药物干预则使用了PPARγ激动剂匹格列酮和抑制剂GW9662，以及小胶质细胞抑制剂米诺环素。
研究结果
1. 对早期应激的高敏感性与海马低PPARγ表达相关
研究人员在雄性小鼠出生后前两周，每天将其与母亲分离3小时，构建早期应激模型。一个月后，根据行为测试（如强迫游泳不动时间更长、蔗糖偏好降低），将这些小鼠分为对早期应激高敏感和低敏感两组。分析发现，高敏感组小鼠的海马组织中PPARγ蛋白水平显著低于对照组和低敏感组，并且海马PPARγ水平与行为学指标（如不动时间、蔗糖偏好）显著相关。这表明，内源性PPARγ水平高低可能是决定个体对早期应激反应差异性的一个生物标志物。
2. 小胶质细胞特异性敲除PPARγ使小鼠对后续应激敏感
为了证实PPARγ在小胶质细胞中的特异性作用，研究团队构建了可诱导的小胶质细胞特异性PPARγ敲除小鼠。敲除后，小鼠海马小胶质细胞表现出激活形态（分支减少、突起缩短）。更重要的是，当这些敲除小鼠在青春期经受慢性束缚应激后，与对照组相比，它们在高架十字迷宫中的焦虑行为更甚，在强迫游泳测试中不动潜伏期更短、不动时间更长，蔗糖偏好也更低，显示出更强的抑郁样行为。同时，皮层中由PPARγ直接调控的神经保护性细胞因子（如Arg1, IL-4）水平呈下降趋势。这直接证明，小胶质细胞中的PPARγ缺失，足以使小鼠从“坚韧”变为“脆弱”。
3. 海马低PPARγ表达与更强的小胶质细胞激活相关
对早期应激高敏感的小鼠，其海马小胶质细胞覆盖总面积更大，激活标记物Iba1表达更高，且细胞形态更简单（分支更少）。这伴随着海马和皮层神经元树突棘密度的显著降低，以及海马局部场电位神经活动的减弱。在PPARγ敲除小鼠中，联合刺激时间直方图分析显示，海马CA1区相邻神经元之间的动作电位同步性被破坏。这些结果将PPARγ下调、小胶质细胞过度激活、突触结构损伤和神经功能异常串联了起来。
4. 激活PPARγ可降低小鼠对早期应激的敏感性
如果敲除PPARγ有害，那么激活它是否有利？研究人员使用PPARγ激动剂匹格列酮对经历过母体分离和后续慢性束缚应激的小鼠进行干预。结果显示，匹格列酮治疗显著改善了小鼠的行为表现：增加了蔗糖偏好，缩短了强迫游泳的不动时间，延长了在旷场中央区的探索时间。而使用PPARγ抑制剂GW9662则产生了相反的效果。这为药物干预提供了直接的证据。
5. 激活PPARγ缓解了应激所致海马神经发生损伤
研究假设PPARγ的保护作用部分通过促进神经发生实现。通过BrdU/DCX双标检测新生神经元，他们发现早期应激加慢性束缚应激会显著抑制海马齿状回的神经增殖，而匹格列酮治疗能够显著缓解这种抑制。值得注意的是，匹格列酮对未受应激的正常对照小鼠的神经发生没有显著影响，说明其作用具有“纠偏”特性，而非单纯刺激。
6. 小胶质细胞特异性敲除PPARγ引起广泛的基因表达改变
通过单细胞RNA测序比较PPARγ敲除与对照小鼠的全脑转录组，研究人员发现敲除导致了显著的细胞集群数量变化。在神经元中，与精神疾病（如自闭症）相关的多个基因（如Shank3, Scn2a, Ank3）表达发生显著改变。在小胶质细胞中，与突触发育和代谢相关的通路基因被显著调控。这表明，小胶质细胞PPARγ的缺失，通过改变细胞自身的基因程序和周围神经元的基因表达，在系统水平上重塑了大脑，从而影响了对应激的敏感性。
结论与意义
本研究系统论证了PPARγ在调控早期生命应激远期影响中的核心保护作用。结论可归纳为以下几点：首先，个体对早期应激的敏感性差异与其海马PPARγ的基础表达水平相关。其次，小胶质细胞是PPARγ发挥这种保护作用的关键细胞类型，特异性敲除小胶质细胞PPARγ足以模拟并放大早期应激的有害后果，导致小鼠在青春期对应激表现出更强的焦虑和抑郁样行为、突触丢失及神经活动异常。第三，PPARγ的保护机制涉及抑制小胶质细胞向促炎表型极化、上调抗炎因子（如Arg1, IL-4）、以及促进海马神经发生。第四，药物激活PPARγ（使用匹格列酮）可以逆转由早期应激引发的一系列神经行为缺陷，而常用的小胶质细胞抑制剂米诺环素的部分有益效应也可能通过上调PPARγ信号实现。
这项研究的重要意义在于，它超越了以往将神经炎症作为应激副产物的简单观点，提出了一个具体的分子机制框架：小胶质细胞通过PPARγ的表达水平“记忆”早期应激暴露。这种“免疫记忆”改变了小胶质细胞自身的功能状态和对后续刺激的反应模式，从而编程了个体长期的应激易感性或韧性轨迹。这为理解童年逆境如何“嵌入”生物学过程并影响终身心理健康提供了创新视角。在转化医学层面，该研究强力支持了PPARγ作为治疗靶点的潜力。匹格列酮作为一种已上市的糖尿病药物，其重定位用于精神障碍的预防或辅助治疗值得进一步探索。此外，研究也提示，针对生命早期关键窗口期，通过营养、环境或药物手段适度增强PPARγ信号活性，或许是培养心理韧性、预防精神疾病的潜在新策略。当然，研究也存在局限，如仅使用雄性小鼠，未探讨性别差异；他莫昔芬和米诺环素本身对免疫的可能影响也需谨慎考量。未来研究需要明确PPARγ下游的具体效应基因网络，并在更接近人类的模型或临床人群中验证这些发现。
