编辑推荐：
慢性低度炎症是应激相关精神疾病的重要标志，本研究首次发现重复社会挫败应激在大鼠中激活了非经典炎症小体（caspase11/gasderminD通路），且存在性别差异。通过siRNA敲低和药物抑制，证实双重抑制（NLRP3和caspase11/GSDMD通路）较单一通路抑制更有效改善焦虑、恐惧消退及突触丢失，并降低外周炎症。体内体外实验均表明两种炎症小体协同调控IL-1β释放，为共靶向治疗提供新依据。
索尼·蒂瓦里（Soni Tiwari）|扎伊丹·穆罕默德（Zaidan Mohammed）|阿里安·蒂瓦里（Aryan Tiwari）|埃克塔·亚达夫（Ekta Yadav）|桑蒂·兰詹·阿塔（Santi Ranjan Atta）|施韦塔·考希克（Shweta Kaushik）|阿姆拉·乔普拉（Amla Chopra）|伊滕德尔·辛格（Itender Singh）|西曼蒂尼·戈什（Simantini Ghosh）
印度赖（Rai）的阿育王大学（Ashoka University）心理学系
摘要
慢性低度炎症是与压力相关的精神障碍的标志性特征。虽然经典的NLRP3炎性体（可激活caspase 1和IL1β）已被证实与压力有关，但非经典炎性体途径的贡献仍不清楚。通过使用反复社交挫败的大鼠模型，我们首次证明了心理社会压力会触发大脑和外周免疫细胞中非经典炎性体途径的性别特异性激活，这通过caspase 11及其下游效应物gasdermin D的切割得到证实。为了确定这种机制的因果关系，我们发现敲低caspase 11的基因表达或通过药物抑制caspase 11或gasdermin D均显著减少了压力诱导的IL1β释放。炎症的减少伴随着行为缺陷的广泛改善，包括焦虑和恐惧反应的减弱、恐惧消退能力的增强、突触丢失的减少以及工作记忆的改善。重要的是，与单独抑制某一途径相比，同时抑制经典和非经典途径在减轻神经炎症、防止海马区树突棘丢失以及改善行为缺陷方面表现出显著更高的效果。此外，这种联合疗法还减少了外周炎症。使用从受压大鼠中分离出的外周血单核细胞进行的体外研究进一步证实，非经典caspase 11/gasdermin D途径与NLRP3经典途径协同作用，共同驱动IL1β的诱导。我们的发现揭示了心理社会压力诱导的病理生理学中的新型双重炎性体机制，并为联合靶向NLRP3和caspase 11/gasdermin D途径作为有前景的跨诊断治疗策略提供了理论依据。
引言
常见的焦虑症、抑郁症和创伤相关精神障碍给全球健康和经济带来了巨大负担，据估计2000-2019年间导致4.18亿伤残调整生命年（disability-adjusted life years）和5万亿美元的经济损失（Arias等人，2022年）。这种负担是全球性的，在治疗资源不足的地区尤为严重（Gautham等人，2020年；GBD 2019精神障碍合作组，2022年）。一线药物治疗（如选择性5-羟色胺再摄取抑制剂）的部分疗效和明显的副作用凸显了迫切需要替代治疗策略（Cipriani等人，2018年；Strawn等人，2023年）。
越来越多的证据表明，慢性低度炎症是压力、焦虑和抑郁症的核心特征。免疫调节紊乱和升高的促炎细胞因子（尤其是IL1β、TNFα和IL6）与创伤后应激障碍（PTSD）和类似抑郁症的疾病密切相关，这些细胞因子的水平通常与症状严重程度相关（Vogelzangs等人，2016年；Gaspersz等人，2017年；Milaneschi等人，2021年）。这表明靶向神经炎症途径可能提供有希望的治疗选择。
IL1β是多种神经系统疾病中神经炎症的关键介质（Mendiola和Cardona，2018年）。其产生受到NOD结构域、LRR结构域和pyrin结构域蛋白3（NLRP3）炎性体的严格调控。激活后，这种多蛋白复合物招募ASC并激活caspase 1来处理和分泌成熟的IL1β（Huang等人，2021年）。异常的NLRP3炎性体激活与多种炎症和心理障碍有关，在抑郁症患者的大脑和血液中观察到其水平升高（Alcocer-Gómez等人，2014年；Pandey等人，2021年）。相应地，PTSD和抑郁症患者的血液中IL1β水平持续升高（Og?odek，2022年）。包括捕食者气味、社交挫败和限制压力在内的啮齿动物压力模型一致显示大脑和血液中IL1β增加，这导致了持续的行为障碍（Zimmerman等人，2012年；Hodes等人，2014年；Finnell等人，2017年；Xu等人，2019年；Biltz等人，2022年）。这些模型还显示经典炎性体成分（如NLRP3和caspase 1）的上调（Iwata等人，2016年；Dong等人，2020年；Frank等人，2020年；Li等人，2018年，2021年）。此外，已经鉴定出上游调节因子如布鲁顿酪氨酸激酶（BTK）；用ibrutinib抑制BTK可以减少限制压力小鼠的NLRP3、IL-1β和类似焦虑的行为（Ghosh等人，2021年）。
重要的是，IL1β的诱导可以通过经典NLRP3-caspase-1轴以外的途径发生。涉及caspase 11的非经典炎性体途径也会切割gasdermin D（GSDMD），生成N端片段，这些片段通过焦亡（pyroptosis）途径释放IL1β（Kayagaki等人，2015年；Shi等人，2015年；Yi，2022年）。尽管最近的研究开始探索抑郁症模型中的经典caspase 1介导的GSDMD途径（Gao等人，2024年；Li等人，2021年），但非经典caspase-11激活在心理社会压力中的作用尚未被探索。鉴于抑郁症患者中肠道屏障功能障碍和细菌脂多糖（LPS）水平升高的强烈证据（Maes等人，2008年，2012年；Hagar等人，2013年；Wu等人，2023年），这一研究尤为关键。
本研究调查了经典和非经典炎性体途径对大鼠压力模型中IL1β释放和行为缺陷的贡献。我们首先采用多范式方法（物理限制和反复社交挫败）来识别共同机制。然后选择社交隔离模型（一种与人类病理高度相关的复合心理社会压力源）进行详细机制研究。通过使用药物抑制剂和siRNA介导的敲低，分别单独和联合靶向经典（NLRP3）和非经典（caspase-11/GSDMD）途径。
我们的目标有三个：（1）表征压力诱导的非经典炎性体激活及其对神经炎症、突触丢失和行为缺陷的贡献；（2）评估同时激活两种炎性体途径的重要性；（3）确定在压力相关神经精神障碍中，联合抑制两种途径是否比单独抑制任一途径具有更好的效果。
研究设计与实验时间线
经过20天的适应期后，两个月大的雄性和雌性Sprague Dawley大鼠被置于两种慢性压力模型之一：为期两天的物理限制或为期五天的反复社交挫败（作为心理社会压力的模型，图1A）。从第5天开始，在心理社会压力模型中进行了针对炎性体途径的药物和基因干预（例如wedelolactone、MCC950、disulfiram、ibrutinib或鼻内注射siCasp11）。
物理和心理社会压力在大鼠中诱导出性别差异的行为和神经炎症表型
使用两种不同的压力模型（物理压力和心理社会压力，图1A）来诱导压力。这两种类型的压力都显著上调了血浆中的IL1β水平（通过ELISA测定），并引发了行为和神经炎症表型（图1 B–1H）。我们评估了压力和性别对血浆IL1β水平的影响（ng/ml；图1B）。2X2方差分析显示压力有显著的主效应[F (2, 64) = 66.30, p < .001, ηp2= 0.674]，性别也有显著效应[F (1, 64) = 21.83, p < .001, ηp2
讨论
本研究首次证明心理社会压力会激活大脑中的非经典炎性体途径。我们发现反复社交挫败压力不仅激活了经典的NLRP3-caspase 1途径，还激活了海马区的非经典caspase 11-GSDMD途径——这一发现为理解压力神经生物学提供了重要进展。
尽管非经典炎性体途径在败血症、肺损伤和哮喘中已被广泛研究，但其作用仍
CRediT作者贡献声明
扎伊丹·穆罕默德（Zaidan Mohammed）：撰写 – 审稿与编辑、方法学、数据分析。索尼·蒂瓦里（Soni Tiwari）：撰写 – 初稿撰写、验证、方法学、数据分析、数据管理。阿姆拉·乔普拉（Amla Chopra）：撰写 – 审稿与编辑、初稿撰写、监督、项目管理。施韦塔·考希克（Shweta Kaushik）：撰写 – 审稿与编辑、方法学、研究、数据分析、数据管理。西曼蒂尼·戈什（Simantini Ghosh）：撰写 – 审稿与编辑、初稿撰写、监督、资源协调、项目管理。
未引用的参考文献
GBD 2019精神障碍合作组，2022年；Hao等人，2022年。
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的可能会影响本文工作的财务利益或个人关系。
数据可用性
详细方法和补充图表见“补充材料”。如有需要，可提供更多数据。
AI使用声明
我们在这项研究中未使用AI辅助技术。
利益冲突声明
? 作者声明以下可能被视为潜在利益冲突的财务利益/个人关系：伊滕德尔·辛格（Itender Singh）报告获得了Brain Aneurysm Foundation的财务支持。伊滕德尔·辛格报告获得了印度科技部生物技术部的财务支持。索尼·蒂瓦里（Soni Tiwari）报告获得了Savrdh Foundation的财务支持、设备和试剂供应。伊滕德尔·辛格报告与印度
致谢
作者衷心感谢以下机构的支持：特别是阿育王大学的Ashoka-ZEISS核心成像设施、圣路易斯华盛顿大学的Alafi神经成像设施以及德里大学的University Science Instrumentation Centre（USIC）。本研究得到了阿育王大学（S.G.和Z.M.）、Brain Aneurysm Foundation（I.S.）、DBT-Ramalingaswamy奖学金（I.S.）和Savrdh Foundation（S.T.）的资助。
