TRPC4/5拮抗剂在双相情感障碍大鼠模型中的治疗效果

《Progress in Neuro-Psychopharmacology and Biological Psychiatry》：Therapeutic effects of TRPC4/5 antagonism in a rat model of bipolar disorder

　　

Bahad?r Demir | Sena ?evik | Saadet Bekerecio?lu | Caner Y?ld?r?m | Ramazan Bal

土耳其加济安泰普大学医学院青少年精神病学系

摘要

双相情感障碍是一种慢性神经精神疾病，其特征是躁狂和抑郁发作交替出现。尽管第三代抗精神病药物的出现使得急性躁狂发作的管理变得更加容易，但主要的治疗挑战仍然是预防复发以及有效控制往往难以治疗的抑郁阶段。新兴证据表明，瞬时受体电位（TRP）通道通过其在钙信号传导、突触可塑性和神经炎症中的作用参与情绪调节。其中，TRPC5作为潜在的神经调节靶点受到了关注；然而，TRPC4/5通道对双相情感障碍相关病理生理学的贡献仍不清楚。

在本研究中，我们使用ML204在由乌拉巴因诱导的双相情感障碍大鼠模型中探讨了TRPC4/5通道的药理抑制效应。通过开放场地测试和蔗糖偏好测试评估行为结果，并通过Western blotting和免疫荧光技术评估海马区的分子变化。

乌拉巴因的脑室内注射诱导出类似双相情感障碍的表型，表现为活动过度、探索行为改变和快感缺失反应。ML204的治疗减轻了这些行为改变，其效果与锂盐相当。在分子水平上，乌拉巴因破坏了与突触功能、神经营养信号传导、氧化应激和胶质细胞激活相关的蛋白质表达，包括GSK3β、BDNF、TrkB、PSD-95、synaptophysin和HO-1。ML204的治疗部分恢复了这些变化，并减少了星形胶质细胞的激活。

总体而言，这些发现表明TRPC4/5通道的药理抑制改善了该实验模型中观察到的行为和分子变化。重要的是，由于ML204缺乏对通道亚型的选择性，因此无法确定TRPC4/5与其他TRPC通道相比的相对作用。需要使用更具选择性的方法进一步研究以阐明这些效应背后的具体机制。

引言

双相情感障碍是一种与严重情绪波动相关的慢性神经精神疾病，其特征是躁狂和抑郁发作交替出现。此外，这些发作还伴随着认知障碍和情绪调节紊乱（美国精神病学协会，2022年；Merikangas等人，2007年）。尽管有情绪稳定剂和非典型抗精神病药物可用，但仍有相当比例的患者无法实现持续缓解，反而会经历复发和限制治疗效果的副作用（Cai等人，2023年；Smith等人，2007年）。由于双相情感障碍的病理生理机制尚未完全明了，并且可能涉及多种相互作用机制，因此开发针对潜在神经生物学途径的新治疗策略仍然十分必要。

研究表明，钙信号传导的失调是导致双相情感障碍病理生理学的机制之一（Harrison等人，2018年）。这一假设得到了遗传学、分子生物学和神经生物学证据的支持。特别是，遗传学研究已经确定了一些与钙通道相关的基因，包括钙电压门控通道亚单位α-1C基因（CACNA1C），这些基因与双相情感障碍的易感性有关（Stahl等人，2019年；Zhang等人，2013年）。总体而言，这些发现表明钙信号传导在双相情感障碍的神经生物学中起作用，尽管尚未建立直接的因果关系。异常的钙稳态可以影响神经元兴奋性、神经发生和神经炎症，而这些过程与情绪调节密切相关（Harrison等人，2018年）。

瞬时受体电位（TRP）通道是一大类非选择性阳离子通道，它们调节神经元和胶质细胞中的钙流入（Yildirim等人，2021年）。越来越多的证据表明，TRP通道活性的失调参与了情绪和焦虑障碍的病理生理过程（Naz?roglu和Demirdas，2015年；Yang等人，2023年）。在经典的瞬时受体电位（TRPC）亚家族中，TRPC5由于其在边缘系统、海马区、杏仁核和前额叶皮层中的高表达而受到广泛关注——这些脑区在情绪处理和情绪调节中起着关键作用（Fowler等人，2007年；Riccio等人，2009年）。TRPC5是一种可渗透钙的通道，它调节神经元兴奋性、树突生长和突触传递（Chen等人，2020年；Schwarz等人，2019年；Sharma和Hopkins，2019年）。重要的是，过度的或失调的TRPC4/5活性与临床前模型中的焦虑样行为、压力敏感性增加和适应性突触重塑有关，这些表型与双相情感障碍的特征重叠（Grimm等人，2025年；Li等人，2024年；Minard等人，2018年）。与这些发现一致的是，基因删除或药理抑制TRPC4/5在啮齿动物模型中表现出抗焦虑和抗抑郁效果（Just等人，2018年；Yang等人，2015年）。

ML204是一种选择性的小分子TRPC4/5通道拮抗剂，已被广泛用于研究中枢神经系统中的TRPC4/5介导的钙信号传导（Miller等人，2011年）。ML204对TRPC4/5的药理阻断通过抑制TRPC4/5介导的钙流入来减少神经元过度兴奋（Arboit等人，2020年）。然而，尽管有这些有希望的发现，TRPC5拮抗剂在双相情感障碍中的潜在治疗意义尚未得到系统研究。

在本研究中，我们在经过验证的由乌拉巴因诱导的双相情感障碍大鼠模型中评估了TRPC4/5的抑制作用（El-Mallakh和Wyatt，1995年）。我们假设TRPC4/5的拮抗作用可以改善类似双相的情感异常，并使与突触完整性、神经营养信号传导、氧化应激和胶质细胞激活相关的分子变化恢复正常。通过阐明行为和机制结果，本研究的目的是将TRPC4/5通道确定为双相情感障碍的潜在治疗靶点。

章节片段

材料与方法

所有动物实验均获得了加济安泰普大学地方动物护理和使用委员会的伦理批准（土耳其加济安泰普；协议日期/编号：18.04.2024/004）。所有程序均按照批准的指南进行。成年雄性Wistar白化大鼠（12-16个月大）被饲养在温度控制的动物设施中，环境温度为21-25°C，并在整个实验过程中可以自由获取标准饲料和水。

动物

TRPC4/5拮抗剂对快感缺失和躁狂样行为的影响

行为评估显示，在开放场地测试和蔗糖偏好测试中均存在显著的组间差异（图1A-C）。图1A显示了运动活动的代表性热图。乌拉巴因处理的动物表现出活动过度，而ML204和锂盐处理部分恢复了更平衡的探索模式。

乌拉巴因的给药显著增加了动物对中心区域的访问次数

讨论

我们的研究结果表明，TRPC4/5的药理拮抗作用可以减轻由乌拉巴因诱导的双相情感障碍大鼠模型中的躁狂样和抑郁样行为改变。TRPC4/5抑制剂ML204的治疗改善了躁狂样和抑郁样行为的各个方面。此外，ML204还调节了涉及突触可塑性、神经营养因子、细胞内信号传导、氧化应激反应和胶质细胞活性的分子途径。

结论

总之，我们的研究结果表明，TRPC4/5的拮抗作用通过改善行为稳定性、突触完整性和细胞内信号传导，在双相情感障碍模型中产生了多方面的效果。TRPC4/5的抑制似乎通过限制病理性钙流入来抑制星形胶质细胞的反应性，稳定突触蛋白并使GSK3β依赖的途径恢复正常。ML204和锂盐的效果在行为和分子上的相似性表明

手稿准备过程中生成式AI和AI辅助技术的声明

在准备本手稿时，作者使用了ChatGPT、Gemini和Microsoft Copilot来撰写手稿和生成图形摘要。使用这些工具/服务后，作者根据需要审查和编辑了内容，并对发表文章的内容负全责。

人工智能的使用

为了准备手稿和生成图形摘要。

作者声明使用了人工智能工具来准备手稿和生成图形摘要，并进行语言编辑和可读性改进。所有科学内容、解释和结论均由作者负责。

CRediT作者贡献声明

Bahad?r Demir：撰写——初稿，监督，概念化。Sena ?evik：方法学，研究，数据管理。Saadet Bekerecio?lu：研究，数据管理。Caner Y?ld?r?m：方法学，数据管理。Ramazan Bal：撰写——审阅与编辑，方法学，概念化。

伦理声明

所有动物实验程序均获得了加济安泰普大学地方动物护理和使用委员会的批准（土耳其加济安泰普；协议日期/编号：18.04.2024/004），并遵循国家和国际关于实验室动物护理和使用的指南进行。已尽一切努力减少使用的动物数量并减轻动物的痛苦。

资助

本工作得到了加济安泰普大学科学研究项目部的支持（项目编号：TF.DAP.24.18）。

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

作者感谢所有参与本研究的人员和技术支持人员。