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抑郁症是一种全球性的重大精神疾病，现有疗法存在响应率低、起效慢等问题。本研究发现miR-146a-3p通过抑制BDNF表达破坏突触可塑性，是抑郁症进展的关键调控因子。实验证实鼻内递送抗agomir或BDNF蛋白可有效改善抑郁样行为，为开发靶向miRNA的精准治疗提供新思路。
Kangjun Sun|Tong Qin|Zhenhui Kang
四川科技大学食品与酒类工程学院，中国四川宜宾644005
摘要
重度抑郁症（MDD）是一种使人衰弱的神经精神疾病，其特征是持续的低落情绪，全球约有3.22亿人受到影响。由于患者中约有15%的死亡率来自自杀，MDD成为了一个严重的全球健康挑战。新兴证据表明微小RNA（miRNAs）在神经精神疾病的发病机制中起作用；然而，miR-146a-3p在MDD中的作用——特别是其机制参与及其作为诊断生物标志物的潜力——尚未得到充分研究。
在这项研究中，我们结合了多数据库生物信息学分析和实验验证，确定miR-146a-3p是MDD进展的关键调节因子。我们的计算筛查显示miR-146a-3p是一种潜在的风险相关非编码RNA，与脑源性神经营养因子（BDNF）一起，后者是已知的MDD易感基因。体内研究表明，在MDD模型小鼠中miR-146a-3p显著上调，而BDNF显著下调。进一步的生物信息学预测和双荧光素酶报告基因检测证实了miR-146a-3p与BDNF mRNA之间的直接相互作用，导致BDNF表达的转录后抑制。从机制上讲，miR-146a-3p的过表达损害了突触可塑性，表现为关键突触蛋白如突触后密度蛋白95（PSD95）和突触素（SYN-1）水平的降低，而体外转染实验验证了其对BDNF的负调控作用。
重要的是，通过鼻内给予miR-146a-3p拮抗剂或外源性BDNF蛋白可以在小鼠模型中恢复抑郁样行为，这通过开放场试验、强迫游泳试验和尾部悬吊试验进行评估。这些干预措施恢复了突触蛋白的表达并改善了行为缺陷，表明其为MDD提供了治疗途径。
我们的发现确立了miR-146a-3p作为MDD发病机制的关键表观遗传调节因子，通过直接抑制BDNF依赖的突触可塑性发挥作用。通过拮抗剂抑制这一途径的可逆性，突显了miR-146a-3p作为诊断生物标志物和治疗靶点的双重潜力。这项研究为基于miRNA的情绪障碍干预措施的发展提供了基础见解。
引言
MDD是最常见的精神疾病之一，全球约有3.22亿人受到影响，是导致全球疾病负担的主要原因之一。该疾病的复杂病因源于遗传易感性和环境压力因素的相互作用，这对理解其发病机制和开发有效治疗方法带来了重大挑战（2019年204个国家和地区12种精神疾病的全球、区域和国家负担，Wang等人，2018年；2019年204个国家和地区369种疾病和伤害的全球负担，Lopez等人，2018年，Bromet，2011年，McKlveen等人，2015年，Segal等人，1974年）。最近的流行病学研究表明，人群中的终生患病率为10-20%，特别是在发展中国家这一比例上升显著。MDD的社会经济影响巨大：抑郁障碍占全球伤残调整生命年的7.5%，凸显了其普遍的公共卫生后果（Lopez等人，2018年，Bromet，2011年，McKlveen等人，2015年，Andrade，2003年，Keller，1992年，N?bbelin，2018年，DeFilippis和Wagner，2014年）。
MDD发病机制的一个关键驱动因素是慢性不可预测的轻度压力（CUMS），它会导致如前额叶皮层（PFC）和海马体等压力敏感脑区的结构和功能改变。神经影像学研究证实，这些变化与多种生物过程的失调有关，包括神经递质失衡、神经可塑性受损和细胞韧性降低。CUMS模型已成为一个强大的临床前范式，能够可靠地再现核心抑郁表型——快感缺失、行为绝望和神经生物学紊乱，这与临床观察结果一致（2019年204个国家和地区12种精神疾病的全球、区域和国家负担，Lopez等人，2018年，Antoniuk，2019年，Vialou，2013年，Machado-Vieira，2010年，Foga?a和Duman，2019年）。
尽管取得了进展，但由于MDD病理的多因素性质，当前的治疗方法仍然不足，这些因素包括神经炎症、氧化应激、神经营养功能障碍和突触可塑性损伤等相互交织的途径。这种复杂性使得单一靶点疗法具有固有的局限性，需要同时解决多种病理机制的新策略。临床上，MDD表现为焦虑、快感缺失、悲观和自杀念头，其背后是神经营养因子（如BDNF）、促炎细胞因子、HPA轴过度活跃（表现为皮质醇升高）和氧化还原失衡的失调（2019年204个国家和地区12种精神疾病的全球、区域和国家负担，Wang等人，2018年，Keller，1992年，Duda，2024年，Hillhouse和Porter，2015年，Penninx，2011年，Verduijn，2017年，Liu，2017年，Li，2018年，Dias，2012年）。
治疗限制仍然存在：大约30-50%的患者对一线单胺类抗抑郁药无反应，这些药物需要数周才能见效，并且常常会引起影响依从性的副作用。虽然氯胺酮及其衍生物（FDA批准用于治疗难治性抑郁症）可以快速缓解症状，但它们的长期安全性和副作用问题仍然是一个主要关注点（2019年204个国家和地区369种疾病和伤害的全球负担，Bromet，2011年，N?bbelin，2018年，Vialou，2013年，Liu，2017年，Li，2018年，Dias，2012年）。
在过去十年中，表观遗传机制，特别是基于miRNA的治疗方法，因其潜在的革命性治疗效果而受到广泛关注。miRNAs因其多靶点调控能力和作为生物标志物的作用而成为有希望的候选者，越来越多的证据支持它们的抗炎、抗氧化和神经营养作用——这些特性与MDD的复杂病理相符。值得注意的是，BDNF是一种关键的神经营养因子，也是已知的心理疾病易感基因，已成为中心治疗靶点（Portela和Esteller，2010年；Gunjan和Singh，2010年；Rodriguez-Zas，2018年；Deussing和Jakovcevski，2017年；Qiao，2019年；Delgado，1990年）。
我们的研究使用CUMS小鼠模型来探讨miR-146a-3p与BDNF之间的表观遗传相互作用，结合了生物信息学、分子生物学和行为学检测。通过阐明这一调控轴，我们旨在识别MDD诊断的新生物标志物，揭示新的病理生理机制，并为对传统治疗无效的患者探索靶向疗法。这项工作可以利用miRNA同时调节多种疾病相关途径的能力，推动MDD精准医疗方法的发展，特别是对于难治性病例。
部分摘录
动物和伦理批准
实验开始时，从Vital River Laboratory Animal Technology Co., Ltd.（北京，中国）获得了6周大的雄性C57BL/6小鼠，体重在20-22克之间，这些小鼠被饲养在受控条件下（22 ± 1°C，55 ± 5%湿度，12小时光照/黑暗周期），并可自由获取食物和水。实验开始时动物的详细体重数据记录在“补充表1”中。所有程序均符合美国国立卫生研究院（NIH）的护理指南。
miR-146a-3p、BDNF和突触相关蛋白的表达异常与MDD的发生和发展有关
MDD小鼠模型的构建过程如图1A所示，其有效性通过行为测试（图1B-E）得到验证。模型组表现出显著的抑郁样行为，即在开放场测试中总移动距离和中心移动距离显著减少，在强迫游泳测试中不动时间增加，在尾部悬吊测试中不动时间显著增加，从而证实了模型的可靠性。
讨论
本研究表明，模型小鼠海马脑区miR-146a-3p的异常上调通过改变其靶基因BDNF的表达，导致突触相关蛋白的表达减少，损害突触可塑性并引发突触损伤，最终加剧了MDD的病理过程。此外，如鼻内注射BDNF和miR-146a-3p抑制剂等救援实验提供了证据，表明BDNF蛋白和miRNA
CRediT作者贡献声明
Kangjun Sun：软件、方法学、研究、正式分析、数据管理。Tong Qin：可视化、监督、资源、项目管理、概念化。Zhenhui Kang：写作——审稿与编辑、研究、概念化。
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。
致谢
本工作得到了四川科技大学人才引进项目（2024RC073）对Tong Qin的支持。
