microRNA-17-5p 调节腹侧海马区的转录组和突触蛋白组:对成年雄性大鼠情绪调节的影响
《Neurobiology of Disease》:microRNA-17-5p modulates ventral hippocampal transcriptome and synaptic proteome: Implications for emotional regulation in adult male rats.
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时间:2025年11月22日
来源:Neurobiology of Disease 5.6
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本研究发现慢性束缚应激显著增加雄性大鼠腹侧海马体miR-17-5p表达,通过miRNA模拟实验证实其注射至腹侧海马体能改善 sucrose偏好(抗抑郁样效应)和减少新颖性抑制进食测试中的焦虑样行为,同时激活mTOR信号通路,调控突触相关蛋白的表达,如GABA受体亚基,提示miR-17-5p在调节焦虑抑郁行为中起关键作用。
脑结构和功能的复杂性使得研究其在情绪调节中的作用成为神经科学领域的重要课题。其中,海马体作为记忆和情绪调节的关键脑区,其不同区域在功能上表现出显著差异。背侧海马体(dHPC)主要参与认知功能,如学习和记忆,而腹侧海马体(vHPC)则与焦虑和情绪处理密切相关。这些功能上的差异提示了海马体不同亚区在心理疾病中的潜在作用,特别是在应激反应和情绪调节机制中。本研究聚焦于miR-17-5p这一特定微小RNA(miRNA)在腹侧海马体中的表达变化,以及其在应激模型中的行为和分子效应。
在一系列实验中,研究者发现慢性束缚应激(CRS)仅在雄性大鼠的腹侧海马体中增加miR-17-5p的表达水平,而在雌性大鼠中则未见明显变化。这一发现揭示了性别在miRNA表达上的差异性,并可能与不同性别对情绪障碍的易感性有关。此外,研究团队还通过向未受过应激的雄性大鼠腹侧海马体中局部注射miR-17-5p模拟物(mimic),进一步评估其对行为的影响。结果显示,miR-17-5p模拟物的注射显著提升了大鼠的蔗糖偏好度,表明其具有抗抑郁样作用。同时,在新异物喂养测试(NSFT)中,miR-17-5p的增加也显示出减轻焦虑样行为的效果,尽管在开放场测试(OFT)中未观察到显著的焦虑相关变化。这些结果提示miR-17-5p可能在腹侧海马体中发挥情绪调节的双重作用。
进一步的分子分析揭示了miR-17-5p对海马体整体和突触特异性转录组和蛋白质组的影响。研究发现,miR-17-5p模拟物的注射不仅改变了大量mRNA的表达,还影响了蛋白质水平,尤其是在涉及突触翻译和mTOR信号通路的分子层面。这些变化包括了对GABA能受体亚基的调节,如GABRA1、GABRD和GABRG2的表达减少,这可能与突触抑制作用的增强有关。同时,研究还观察到与GABA能和谷氨酸能信号通路相关的分子变化,提示miR-17-5p可能通过调节这些神经递质的受体和相关蛋白,来影响突触的结构和功能,进而影响情绪和行为。
此外,研究还探讨了miR-17-5p在不同脑区中的作用。例如,在小鼠模型中,miR-17-92簇的缺失会影响齿状回(DG)的神经发生,从而导致焦虑和抑郁样行为,而其过表达则可能促进神经发生并产生抗焦虑和抗抑郁的效果。这些发现支持了miR-17-5p在调节情绪行为中的关键作用,并进一步强调了其在海马体不同区域中的特异性。
在分析miR-17-5p对蛋白质水平的影响时,研究团队发现,其模拟物的注射显著影响了与突触翻译和mTOR信号通路相关的蛋白表达。例如,某些与mTOR相关的蛋白,如S6K1和eIF4E,其磷酸化水平增加,这可能表明miR-17-5p通过增强mTOR活性,促进蛋白质合成,从而支持突触重塑和情绪调节。此外,研究还发现,miR-17-5p的增加与某些GABA能受体亚基的表达减少有关,这可能有助于增强突触抑制作用,从而减轻焦虑症状。
值得注意的是,miR-17-5p的表达不仅限于特定的神经递质系统,其影响还可能涉及多种神经信号通路。例如,研究发现miR-17-5p的增加与G蛋白偶联受体信号通路、多巴胺信号通路以及5-羟色胺信号通路的变化相关。这些通路在情绪调节和行为反应中发挥重要作用,进一步支持了miR-17-5p在情绪调节中的多功能性。
综上所述,本研究通过系统分析miR-17-5p在应激模型中的表达变化及其对行为和分子机制的影响,揭示了这一miRNA在调节情绪行为中的关键作用。研究结果不仅加深了对miR-17-5p在情绪障碍中的潜在机制的理解,也为开发基于miRNA的治疗策略提供了新的思路。未来的研究应进一步探索miR-17-5p在特定神经回路中的作用,以及其在不同应激模型中的表达模式,以更全面地理解其在情绪调节中的功能和临床应用前景。
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