海马胶质细胞内质网应激-MAMs-线粒体自噬介导应激致抑郁症的作用机制

Neuroinflammation mechanism and neural plasticity changes in depression have been noticed for these years. Our previous work has indicated that stress will induced the activation of NLRP3 inflammasome through activating P2X7 receptor in hippocampal glial cells. It is well-known that damaged mitochondria plays a key role in activating NLRP3 inflammasome. And damged mitochondria is degraded through mitophagy. Thus, mitophay indirectly inhibit the activation of NLRP3 inflammasomes. Moreover, activation of P2X7 receptor induces Ca2+ overload and endoplasmic reticulum stress (ER stress). And mitochondria damage is considered to be the downstream effect of activation of P2X7 receptor. In addition, the ER and mitochondria join together at multiple contact sites to form specific domains, termed mitochondria-ER associated membranes (MAMs). A recent report suggested that MAMs maybe is the key site of antophagosomes formulation. So, does ER stress induce the structure and function changes of MAMs and further affect mitophagy？We will clarify the role of ER stress- changes of MAMs-mitophagy in depression and the activation of NLRP3 inflammasomes with the support of National NSF of China.

抑郁症的神经免疫机制及海马星形胶质细胞丢失等神经可塑性改变愈发受到关注。我们前期工作提示持续外界应激可能引起胞外ATP的增加，继而激活海马胶质细胞的P2X7受体，进一步活化胞内NLRP3炎症小体，促进IL-1beta成熟和分泌。近年研究表明线粒体损伤在NLRP3炎症小体激活中具有重要作用。而线粒体自噬通过减少损伤的线粒体，可以抑制NLRP3炎症小体激活。同时，P2X7受体激活后不仅引起胞内Ca2+超载，而且会诱发内质网应激。此外，线粒体损伤亦可能是P2X7受体激活后的胞内下游效应。而内质网与线粒体之间形成多个紧密联系的特殊膜结构：线粒体-内质网相关膜结构（MAMs）在介导线粒体自噬方面具有重要作用。内质网应激是否会引起MAMs结构功能改变进而抑制线粒体自噬，促进炎症小体的激活？本课题期望阐明这条调控通路在应激诱导抑郁症及海马胶质细胞P2X7受体活化胞内NLRP3炎症小体中的作用机制。

抑郁症的高发病率、死亡率和严重的社会负担及抗抑郁药副作用大等问题使得探寻机制，寻找新的抗抑郁药具有重要的社会意义。而抑郁症的发病机制不明切实阻碍了新型抗抑郁药物的研发。抑郁症的发展与高水平的外界应激刺激有关，这种刺激的潜在原因是通过激活免疫系统炎症小体。因此，炎症反应机制研究被认为是阐明抑郁症发病机制的必经之路。ATP门控跨膜阳离子通道P2X7受体（P2X7R）是神经炎症中成熟的关键调控元件，可以诱导离子型Ca2+信号，通过线粒体内质网之间IP3R3-GRP75-VDAC1转运复合体转运到线粒体。而线粒体相关的ER膜（MAMs）是紧密相连的内质网表面和线粒体外膜之间的一种特殊的紧密结构联系。有研究提示内质网（ER）相关应激反应的损伤、线粒体功能障碍和先天免疫失调等参与抑郁症的病理生理学过程。本项目在毒胡萝卜素TG和ATP刺激小胶质细胞模型以及CDSD应激抑郁动物模型上，观察到当小胶质细胞受到外源性药物刺激时，细胞Ca2+水平明显升高，内质网应激通路激活，线粒体功能损伤，MAMs结构和功能发生改变，炎症小体可以转位到MAMs结构中。此外，在CSDS模型中，给予P2X7R拮抗剂具有显著的抗抑郁作用，并阐明了机体在收到外源性应急刺激时，可以激活海马脑区IP3R-GRP75-VDAC通路参与MAMs结构和功能改变。而使用内质网应激抑制剂和线粒体保护剂后，可以改善抑郁行为以及MAMs相关蛋白表达。因此，本项目对于阐明MAMs的结构和功能在应激抑郁模型中的变化以及P2X7R在内质网-线粒体接触和功能调节中的潜在作用具有重要意义，为开发新的抗抑郁药提供新的思路或借鉴。