2023年12月4日廈門大學醫(yī)學院神經科學研究所張杰教授和冷歷歌教授研究團隊在Advanced Science雜志發(fā)表了“Menin Reduces Parvalbumin Expression and is Required for the Anti-Depressant Function of Ketamine”，揭示了Menin減少小白蛋白的表達，是Ketamine抗抑郁作用所必需的。
1型多發(fā)性Endocrine瘤（基因：Men1，G503D)突變與抑郁癥的高風險相關，Menin-G503D小鼠模型表現(xiàn)出遺傳性抑郁樣表型，并增加了大腦中PV的表達。本研究生成并篩選了一系列神經元特異性的Men1缺失小鼠，發(fā)現(xiàn)PV神經元間的Men1缺失小鼠表現(xiàn)出增加的皮質PV水平和抑郁樣行為?；謴?/span>Menin、下調PV表達均可改善小鼠的抑郁樣表型。本研究進一步發(fā)現(xiàn)，Ketamine通過抑制PKA活性來穩(wěn)定Menin，從而介導Ketamine的抗抑郁功能。這些結果表明，Menin在抑郁癥中起著關鍵作用，并證明了Menin是Ketamine抗抑郁功能的關鍵。
之前發(fā)現(xiàn)，MEN1 SNP rs375804228的攜帶者有更高的MDD發(fā)病風險，而MEN1中SNP是否能導致MDD尚不清楚。作者通過CRISPR/Cas介導的基因組建立了一個在Men1位點存在點突變的小鼠模型（Men1-G503D鼠）。G503D鼠與對照組小鼠的腦Menin的表達無顯著性差異。然后，作者采用懸尾試驗、強迫游泳試驗和糖水偏好試驗來評估Men1-G503D小鼠潛在的抑郁樣行為，G503D小鼠在所有三種行為測試中都表現(xiàn)出抑郁樣表型。在轉棒試驗、礦場試驗、高架十字迷宮、T/Y迷宮和Morris水迷宮試驗中，G503D與對照小鼠無顯著差異。這些數(shù)據(jù)表明，Men1-G503D小鼠特異性地表現(xiàn)出類似抑郁的行為。作者測量了Men1-KO神經元中PV的表達，發(fā)現(xiàn)在沒有Menin的情況下，mRNA和蛋白水平均增加，過表達MEN1的原代神經元中PV的表達降低。電生理記錄結果表明G503D神經元和Men1?/?神經元與對照組之間的mEPSC振幅無變化，但在G503D神經元中，mEPSC的頻率均降低。與對照組相比，G503D神經元和Men1?/?神經元的mIPSC頻率都增加。這些結果表明，Menin突變或PV表達缺失導致中間神經元功能障礙，這可能是抑郁癥的發(fā)病機制之一。
然后，作者運用一系列Men1條件敲除小鼠研究Menin在中間神經元中特別是在PV神經元中的功能。通過Menin染色，證實了在VcKD、PcKO和ScKO小鼠中，Menin下調或缺失的有效性。發(fā)現(xiàn)與對照組相比，VcKD和PcKO小鼠皮質的PV immunity染色強度均增加。此外，在Men1-PcKO皮層中，PV+神經元的神經突長度和初級神經突的數(shù)量也增加。在PcKO小鼠的大腦中，不同類型的神經元中PV的表達都增加。為了確定神經元間Menin缺陷小鼠的形態(tài)學和生化變化的功能相關性，對Men1-PcKO、VcKD和ScKO小鼠進行了認知和情緒行為測試。在懸尾試驗中，PcKO、FST和VcKD小鼠均表現(xiàn)出顯著的抑郁樣行為。PcKO小鼠在高架十字迷宮和Morris水迷宮測試中表現(xiàn)正常，而在社交互動測試中表現(xiàn)受損，與對照組相比，PcKO小鼠皮質和海馬中神經炎癥因子沒有顯著增加。作者將Cre重組酶依賴的PV-AAV注射到PV cre小鼠的mPFC中，在PV中間神經元中特異表達。隨后在注射后30天進行行為測試。一系列行為試驗表明小鼠出現(xiàn)的抑郁樣表型。這些結果表明，在PV中間神經元中，Menin下調或PV中間神經元中過表達PV的小鼠表現(xiàn)出抑郁樣表型。
為了探討Menin對PV表達的調控機制，作者對野生型和Menin缺失的PV神經元進行了轉錄組分析。PV中間神經元中被Men1下調的基因高度聚集在GABA能相關通路中。由于Menin是一個表觀遺傳和轉錄輔助因子，作者將3114個DEGs與小鼠翻譯數(shù)據(jù)庫進行了比較，發(fā)現(xiàn)了169個重疊基因。GO分析顯示，這些基因在組蛋白修飾中高度富集，特別是組蛋白H3-K27甲基化。Menin缺陷小鼠皮質中的H3K27me3水平顯著降低。作者的數(shù)據(jù)表明，Menin與pvalb啟動子區(qū)域結合，從而促進了pvalb轉錄的染色質重構。
Ketamine在亞麻醉劑量下可產生抗抑郁作用，接下來作者探究Ketamine是否可以緩解Menin缺乏引起的抑郁行為。在LPS誘導的抑郁小鼠模型中，Ketamine有效緩解了抑郁表型并降低了PV表達。然而，Ketamine未能改善Men1-PcKO小鼠的抑郁行為，并且PV表達保持不變。PV和Menin的雙重immunity染色顯示LPS誘導的抑郁小鼠大腦中Menin表達減少，而Ketamine給藥恢復了Menin表達。相反，氟西汀（選擇性血清素再攝取抑制劑，SSRI）可減輕 Men1-PcKO小鼠的抑郁行為。這些結果表明，Menin的存在是Ketamine抗抑郁作用所必需的。
綜上，該研究通過幾個Menin突變和神經元條件敲除小鼠模型，證實了Menin在抑郁癥的發(fā)病中的重要作用，Ketamine可通過Menin發(fā)揮抗抑郁作用。
文章來源
http://doi.org/10.1002/advs.202305659
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