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重度抑郁症(MDD)是一种常见的精神疾病,对全球健康造成重大影响,女性患病率是男性的两倍。本研究在雌性小鼠中采用慢性社交挫败应激(CSDS)模型,以探究与抑郁样行为相关的前额叶皮层(PFC)中的细胞和分子变化。

基于此,2025年6月28日,重庆医科大学附属第一医院神经内科郑鹏研究团队在Molecular Psychiatry杂志发表了“Single-cell transcriptomics reveals Sox6 positive interneurons enriched in the prefrontal cortex of female mice vulnerable to chronic social stress”揭示了单细胞转录组学揭示了在易受慢性社交压力影响的雌性小鼠前额叶皮层中富集的Sox6阳性中间神经元。

通过单核RNA测序作者分析了PFC中多种细胞类型的转录组改变。结果显示,在所有被分析的细胞类型中中间神经元表现出最显著的转录组变化。Sox6阳性中间神经元(Sox6Int)在CSDS易感组中富集。这种富集与增强的炎症和免疫反应以及突触功能和线粒体通路的改变相关。此外,作者还观察到细胞间通讯模式的显著变化,尤其是在Sox6Int与少突胶质前体细胞(OPC)之间。加权基因共表达网络分析(WGCNA)识别出Sox6Int中多个与特定抑郁样行为相关的基因模块,涉及炎症、自噬和突触功能等通路。在神经元中特异性敲低Sox6可逆转抑郁样行为。这些发现为女性MDD的细胞和分子机制提供了新的见解,突出了Sox6Int在应激诱导抑郁中的潜在作用。本研究不仅拓展了对抑郁症神经生物学基础的理解,也为MDD治疗中性别特异性干预的潜在靶点提供了依据。

图一 CSDS模型的构建

为何女性更容易陷入情绪低谷?郑鹏团队揭示Sox6阳性中间神经元在应激诱导抑郁中的作用机制

社交压力是抑郁症的重要诱发因素。在本研究中,作者采用了CSDS模型来诱导雌性小鼠出现由社交压力引发的抑郁样行为。根据社交互动测试(SIT)的结果将小鼠分为应激易感组(SI < 1)和应激抵抗组(SI > 1),并仅对易感个体进行后续研究。SIT热图显示了小鼠的社交互动情况。结果显示,易感组(Sus)表现出更强的回避行为和更弱的社交能力。OFT实验的热图展示了小鼠的活动轨迹,并显示易感组在中心区域停留的时间显著减少,表明这些小鼠出现了类似焦虑的行为。FST实验结果显示,易感组小鼠的不动时间显著增加,表明其出现了类似绝望的行为。此外,易感组的小鼠糖水偏好率也显著下降,提示其存在快感缺失现象。上述行为学表型表明,作者在雌性小鼠中成功建立了CSDS模型。从对照组和CSDS易感组中共采集了12份前额叶皮层(PFC)样本,用于核提取和单核RNA测序。

图二 细胞类型鉴定

测序样本的行为学结果与整体行为分布一致。作者使用Seurat软件对小鼠的snRNA-Seq数据进行了获取和过滤,去除了基因表达较低和线粒体DNA比例较高的细胞核,最终保留了98,224个细胞核。通过主成分分析(PCA)后,基于无监督聚类和谱系特异性标记基因的表达UMAP图可视化展示了35个细胞群集。共识别出九种主要的细胞类型:兴奋性神经元、中间神经元、小胶质细胞、星形胶质细胞、少突胶质前体细胞、少突胶质细胞、内皮细胞、成纤维细胞及其他细胞,并以点状图展示。在UMAP空间中,来自两个组别的细胞核按细胞类型清晰分开,每个样本的分布也具有明显差异。可以看出,单细胞数据的整体分布并未因某个样本或组别而失衡。堆叠柱状图展示了每个样本中各类细胞所占的比例。作者进一步分析了不同组别之间的细胞组成比例,结果显示大多数细胞类型的占比没有显著变化,但某些群集的比例发生了改变。综上所述,不同组别和各样本的UMAP图表明所有细胞核的数据融合良好,为后续分析奠定了基础。

图三 在神经元中特异性敲低Sox6缓解了抑郁样行为


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为了探索Sox6阳性中间神经元(Sox6+ Int)在抑郁症中的变化,作者首先通过UMAP图展示了所有细胞中Sox6的分布情况,发现Sox6可以特异性地标记Sox6Int。单细胞数据显示,在CSDS易感组中Sox6Int的数量显著增加。进一步分析了细胞比例的变化,结果显示,在所有细胞中易感组的Sox6Int比例显著升高。相反,两组之间其他细胞亚型的比例没有明显差异。为了验证单细胞测序结果,使用免疫荧光技术对Sox6Int进行了鉴定和进一步研究。结果发现,Sox6Int的比例在易感组中增加,而在抵抗组中并未增加。进一步说明了在雌性CSDS易感小鼠中Sox6Int发生了重要变化。已有研究表明,约70%的Sox6阳性细胞为神经元,并且可与Gad1共标记。同时,UMAP和免疫荧光分析还显示Sox6与Pvalb和Sst共定位。免疫荧光定量分析表明,与对照组相比,易感组中小鼠Pvalb阳性细胞中的Sox6表达显著增加。为了验证Sox6Int在CSDS诱导的抑郁样行为中的关键作用,使用腺相关病毒在神经元中特异性敲低Sox6并结合为期10天的CSDS实验重新评估抑郁相关行为的变化。许多研究已表明, mPFC是与应激诱导抑郁密切相关的脑区,因此首先在该区域进行干预。通过立体定位手术将AAV-hSyn-EGFP-shSox6或AAV-hSyn-EGFP-Scramble病毒注射到两组独立C57小鼠的双侧mPFC区域。随后,进行了一系列行为学测试,包括社交互动测试、旷场测试、强迫游泳测试、悬尾测试和糖水偏好测试以评估单纯病毒注射是否会影响小鼠的抑郁样行为。在病毒注射28天后,发现单独病毒注射不会影响体重或行为表现。接下来,作者将病毒注射与CSDS模型结合,评估在神经元中特异性敲低Sox6后抑郁样行为的变化。在旷场测试中,神经元中Sox6的特异性敲低逆转了中心区域停留时间减少的现象。在悬尾测试和强迫游泳测试中,小鼠的不动时间显著减少,表明其绝望行为有所改善。此外,神经元中Sox6的特异性敲低还能恢复由CSDS引起的糖水偏好率下降。然而,社交互动测试结果显示,神经元中Sox6的特异性敲低并未改变小鼠在互动区域停留的时间,表明其社交能力未受影响。不过,发现敲低Sox6可使CSDS的易感率从60.4%降低至31.6%。综上所述,这些结果表明Sox6Int在女性抑郁症中具有重要作用,神经元中Sox6的特异性敲低能够有效缓解抑郁样行为。

总结

该研究通过对经历CSDS的易感雌性小鼠进行单核转录组学研究,识别出了一些共性和特异性基因,以及可被识别的应激相关基因通路,这些都有望成为潜在的治疗靶点。值得注意的是,发现Sox6阳性中间神经元在慢性社交压力后在易感组中富集,这不仅加深了对抑郁症神经生物学机制的理解,也为开发新的治疗策略提供了潜在方向。


文章来源

https:///10.1038/s41380-025-03088-9