视黄酸受体调控谷氨酸受体介导下丘脑CRH神经元树突修饰在抑郁症发病中的作用及机制研究

The corticotrophin-releasing hormone (CRH) neurons in the paraventricular nucleus of the hypothalamus are the key central driving force of hypothalamic-pituitary-adrenal (HPA) axis and play an important role in the pathogenesis of major depression. Our recent work showed that the retinoic acid RARα increased the CRH neurons activity and induced an over-activated HPA axis, coupled with the rats depression-related behavioral changes. Further preliminary experiments found that plenty of RARα are located in the cytoplasm as well as the dendrites of the CRH neuron. We presume the RARα around the CRH dendrites might directly participate in the dendrites plasticity, thus modulate the CRH neurons activity and be invovled in the etiology of depression. The object aims to elucidate: 1) the dendrites change of CRH neurons in the depression disease model rats and its relationship with depression-related behaviors; 2) the effect of intervening RARα in vivo on the dpression-related behaviors and the CRH neuron dendrites; 3) the effect of intervening RARα in vitro on the base excitability as well as dendrites of CRH neuron and further investigate the possible molecular mechanisms of RARα regulating AMPA glutamate receptors. We hope to find the morphological and molecular evidence of RARα up-regulating CRH activity by dendrite modification and provide a novel target as well as new thinking of depression therapy.

下丘脑室旁核促肾上腺皮质激素释放激素（CRH）神经元作为下丘脑-垂体-肾上腺（HPA）轴的中枢驱动力，在抑郁症发病中扮演重要角色。我们前期研究发现视黄酸受体RARα活化引起大鼠CRH神经元活性升高、HPA轴过度驱动，并出现抑郁相关行为改变；进一步预实验结果显示RARα在CRH神经元的胞浆和树突大量分布。我们假设：这些丰富定位于树突周围的RARα直接参与CRH神经元树突结构与功能可塑性，从而改变细胞活性、参与抑郁发病。本课题将研究：1）抑郁症模型大鼠下丘脑室旁核CRH神经元的树突改变及其与抑郁相关行为学的关系；2）体内靶向干预RARα功能对抑郁相关行为和下丘脑室旁核CRH神经元树突修饰的影响；3）体外干预RARα功能对CRH神经元兴奋性和树突的影响及其调控AMPA谷氨酸受体的可能机制。旨在揭示RARα经由树突修饰上调CRH神经元细胞活性的形态学与分子证据，提供有效防治抑郁症的新靶点和新思路。

下丘脑-垂体-肾上腺轴（HPA轴）作为始作俑者和主要受累者被认为是抑郁症发病的最后共同通路。下丘脑室旁核CRH神经元位于HPA轴活性调节起点，是驱动HPA轴活化、参与抑郁症发生发展的关键中枢因子。众多证据表明视黄酸和抑郁症之间存在密切的内在联系，然而其内在分子机制尚未阐明。申请者前期的研究发现全反式视黄酸慢性全身给药导致大鼠下丘脑室旁核CRH神经元活化、HPA轴过度驱动，并出现抑郁相关行为改变；视黄酸受体RARα在CRH神经元的胞浆和突起大量分布，提示RARα可能参与CRH神经元的树突可塑性过程，从而改变细胞活性、参与抑郁发病。基于上述研究基础，本项目从抑郁症疾病动物模型、动物在体靶向给药和体外细胞培养三个方面进行了探讨。采用21天慢性不可预知性温和应激制备抑郁症动物模型，发现抑郁症模型大鼠下丘脑室旁核CRH神经元的视黄酸受体RARα和谷氨酸受体GluR1表达均增加，RARα和GluR1在细胞膜周边的细胞浆和细胞突起存在明显的共定位表达；采用脑微量透析技术靶向干预正常大鼠下丘脑室旁核RARα功能，结果显示RARα激活组动物出现抑郁相关的行为学改变（糖水摄入比例下降、旷场总穿格数和站立数明显减少），下丘脑室旁核CRH分泌增多，血清皮质酮水平升高，HPA轴活性升高，下丘脑GluR1和突触相关蛋白PSD95、synaptophysin的表达明显增加，而使用选择性拮抗剂RO41-5253阻断RARα功能后，上述指标的改变均有逆转；体外培养BE(2)C细胞，分别给予RARα选择性激动剂AM580和AM580+RO41-5253干预RARα功能，结果表明：RARα活化后神经元细胞自发放电的mEPSCs的频率没有明显改变，但是放电幅度明显增加，提示神经元基础兴奋性升高；细胞内谷氨酸受体GluR1和突触相关蛋白PSD95和synaptophysin的mRNA水平和蛋白表达均有所增加，其中PSD95和synaptophysin的基因和蛋白表达显著性升高；此外Western Blotting结果显示ERK磷酸化水平明显升高，提示ERK信号通路活化；给予RO41-5253阻断RARα功能后，上述分子的表达均有明显降低。上述研究结果提示视黄酸信号通路密切参与抑郁发病，视黄酸受体通过上调谷氨酸受体和突触相关蛋白的表达介导下丘脑CRH神经元异常活化，可能是HPA轴活性升高、抑郁相关行为改变的重