Nat子刊丨Akiyoshi Saitoh团队揭示δ阿片受体激动剂发挥快速抗抑郁新机制

目前研究认为Gi/o 蛋白偶联的δ阿片受体（DOP）有助于情绪调节，例如，缺乏DOP 的小鼠表现出抑郁和焦虑样行为，而抑制脑啡肽酶（降解内源性DOP配体脑啡肽的酶）会在大鼠中产生抗抑郁样行为，δ阿片受体 （DOP） 是快速起效且副作用小的新型抗抑郁药的一个有前途的靶点，然而，急性抗抑郁药作用的功能机制仍然难以捉摸。

2024年12月6日，日本东京理科大学Akiyoshi Saitoh研究团队，在molecular psychiatry杂志发表题为《Delta opioid receptor agonists activate PI3K–mTORC1 signaling in parvalbumin-positive interneurons in mouse infralimbic prefrontal cortex to exert acute antidepressant-lie effects》的文章，团队发现选择性 DOP 激动剂 KNT-127 的皮下注射发挥抗抑郁作用，并且这种抗抑郁样反应通过脑室内注射雷帕霉素抑制剂或磷脂酰肌醇-3 激酶抑制剂 LY294002 所逆转，其具体神经机制为DOP激动剂通过 PI3K-Akt-mTORC1-p70S6 激酶通路抑制小白蛋白阳性中间神经元释放GABA，从而增强 IL-PFC 锥体神经元兴奋，从而发挥抗抑郁样作用。

KNT-127 通过激活 mPFC 和杏仁核中的 mTOR 信号通路发挥抗抑郁样作用

作者首先进行了强迫游泳实验，与单次皮下注射相比，在测试前 30 分钟（但不是测试前 24 小时）单次皮下注射 KNT-127 （10 mg/kg） 显着降低了不动时间，证实了类似抗抑郁药的作用。相比之下，该剂量在注射后 40 分钟内没有改变小鼠的运动活性。此外，KNT-127 对 FST 中不动的影响被先前注射 DOP 抑制剂纳曲哚（10 nmol/5 μL）所逆转，这些结果表明 KNT-127 通过 DOP 刺激发挥类似抗抑郁药的作用。

为了确定 KNT-127 的抗抑郁样作用是否需要 mTOR 依赖性通路信号传导，在施用KNT-127 前 30 分钟，小鼠静脉注射选择性 mTOR 抑制剂雷帕霉素，随后在 30 分钟后在 FST 中检查。雷帕霉素完全逆转了 KNT-127 介导的不动时间的减少。随后，作者通过 western blotting 分析了 mPFC 、杏仁核和海马体中 mTOR 信号相关蛋白的激活。皮下注射 KNT-127 增加了 mPFC 中 Akt 的磷酸化，Akt 是 mTOR 复合物 1 （mTORC1） 上游的蛋白质，但在杏仁核中没有增加，ERK 在杏仁核中的磷酸化增加，但在 mPFC 中不被磷酸化。皮下注射 KNT-127 还增加了 mPFC 和杏仁核中 p70S6K 的磷酸化，p70S6K 是 mTORC1 下游的一种蛋白激酶，并且两种反应都被雷帕霉素抑制。相比之下，在海马体中没有观察到这些磷酸化变化。总的来说，这些发现表明 KNT-127 的抗抑郁样作用是由 mPFC 中的 Akt-mTORC1-p70S6K 信号传导和/或杏仁核中的 ERK-mTORC1-p70S6K 信号传导介导的。

KNT-127 通过IL-PFC磷脂酰肌醇-3 激酶-Akt 通路发挥抗抑郁样作用

为了直接测试这些mTORC1通路是否参与KNT-127的抗抑郁样作用，作者测量了Akt 和ERK抑制的效果。用磷脂酰肌醇-3 激酶（PI3K）抑制剂预处理LY294002消除了KNT-127在 FST 中的抗抑郁样作用，而输注MEK抑制剂U0126则没有。因此，KNT-127的作用可能至少部分是通过PI3K-Akt通路介导的。

基于这些区域磷酸化结果，作者测试了 KNT-127 在直接注射到小鼠的 mPFC 中时是否发挥抗抑郁样作用。将 KNT-127 单次微量输注到 PL-PFC 中并没有显着减少小鼠的不动计数;然而，将 KNT-127 输注到 IL-PFC 中后，不动性显着降低，并且这种作用被局部输注雷帕霉素或 LY294002 抑制。使用另一种选择性 DOP 激动剂 SNC80 也获得了类似的结果。此外，在 5 个月大的成年小鼠中观察到 KNT-127 的 PI3K 和 mTOR 介导的抗抑郁药样作用，表明 KNT-127 通过 PI3K-mTORC1 信号传导发挥抗抑郁样作用，与年龄无关。

KNT-127 在抑郁症动物模型中通过 PI3K 和 mTOR 通路发挥抗抑郁样作用

作者验证了 KNT-127 是否可以在已建立的抑郁模型中逆转抑郁样行为。使用经过充分验证的 cVSDS 方案建立抑郁样表型，然后使用社交实验和糖水偏好实验进行测试。KNT-127 增加了雄性和雌性 cVSDS 小鼠与目标小鼠的社交互动时间，并且这种抗抑郁药样反应再次被雷帕霉素或 LY294002 抑制。此外，KNT-127 增加了 cVSDS 小鼠的蔗糖消耗，，并且这种反应再次被雷帕霉素或 LY294002 阻断。因此，由 PI3K 和 mTOR 信号传导介导的 KNT-127 可以改善WT与抑郁模型小鼠的抑郁样行为。

KNT-127通过mTOR信号通路和GABAA受体激活IL-PFC中的谷氨酸能系统

为了确定KNT-127抗抑郁样作用的生理机制，作者评估了对IL-PFC 第II/III层或第V层锥体神经元中mEPSC和mIPSCs的影响。用KNT-127灌注IL-PFC切片后，mEPSC的平均频率显著且剂量依赖性地增加，而振幅、上升时间和衰减时间没有改变。该结果表明，KNT-127在不改变突触后谷氨酸受体的门控特性的情况下促进谷氨酸能系统活性。此外，用雷帕霉素或GABA浴灌注进行预处理一个受体阻滞剂Bicuculline逆转了mEPSC 频率的增加，而不会影响振幅、上升时间或衰减时间。表明谷氨酸能向IL-PFC锥体神经元的传递增强是由于局部GABA能传递减少的结果。

然后，作者通过在谷氨酸受体拮抗剂存在下测量mIPSC来检查这种KNT-127诱导的IL-PFC锥体神经元兴奋性增加是否依赖于GABA能抑制。灌注KNT-127显著降低了mIPSC的平均频率，并且这种效果被雷帕霉素或LY294002预处理所抑制。这些结果表明，KNT-127通过PI3K和mTOR信号传导抑制GABA的释放，从而增强谷氨酸能向 IL-PFC锥体神经元的传递。

最后，为了确定 IL-PFC 中这些效应的细胞位点，作者通过对中间神经元标志物 PV 进行免疫染色，研究了 DOP 在 DOP 启动子驱动的增强型绿色荧光蛋白表达 （DOP-eGFP 小鼠） 的转基因小鼠 IL-PFC 中的-PFC 分布。大约 99% 的 eGFP 阳性神经元为 PV 阳性， 90% 的 PV 阳性神经元为 eGFP 阳性，表明DOPs主要由IL-PFC中PV阳性的GABA 能中间神经元表达。

总结

DOP 是情绪障碍（例如由于快速发作而导致的抑郁症）的一个有前途的治疗靶点，并且可能比苯二氮卓类抗焦虑药和单胺能抗抑郁药的不良反应更少。在本研究中，作者阐明了选择性 DOP 激动剂抗抑郁样活性的功能机制。通过 SIT 和 SPT 评估的抑郁症动物模型中，mTOR 和 PI3K 抑制还降低了 KNT-127 的抗抑郁样作用。将 KNT-127 或 SNC80 局部输注到 IL-PFC 中在 FST 中发挥了强大的抗抑郁样作用，也被雷帕霉素和 LY294002 逆转。最后，作者发现 DOPs 主要由 IL-PFC 中 PV 阳性的中间神经元表达，这意味着由于 DOP-PI3K-Akt-mTORC1-p70S6K 信号激活导致突触前 GABA 释放减少是在锥体神经元中观察到的兴奋性转变的主要机制。

原文链接：https://doi.org/10.1038/s41380-024-02814-z

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