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撰文: 海軍軍醫(yī)大學 鵪鶉
本文審核專家:江蘇大學附屬醫(yī)院 李晶教授
引言
研究發(fā)現(xiàn),神經(jīng)炎癥作為抑郁的重要病理機制,不僅影響神經(jīng)遞質(zhì)的代謝、突觸可塑性和神經(jīng)內(nèi)分泌功能,還可能導致神經(jīng)元損傷和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的紊亂。這些復雜的相互作用使得抑郁的治療變得更具挑戰(zhàn)性。
2025年發(fā)表在《Brain Research Bulletin》上的一項研究,首次系統(tǒng)性地探討了間充質(zhì)干細胞來源的外泌體在預防脂多糖(LPS)誘導的小鼠抑郁樣行為中的作用及其機制:
1. 抑制炎癥:降低促炎因子,提升抗炎因子;
2. 調(diào)控膠質(zhì)細胞:抑制小膠質(zhì)細胞和星形膠質(zhì)細胞的過度激活;
3. 抗氧化應(yīng)激:提升抗氧化酶活性,減少自由基損傷;
4. 促進神經(jīng)發(fā)生:保護海馬新生神經(jīng)元,增強神經(jīng)可塑性。
這些效應(yīng)共同作用,阻斷了抑郁發(fā)生的關(guān)鍵通路,為外泌體作為預防和改善抑郁的新型策略提供了依據(jù)。
抑郁癥,通常表現(xiàn)為持續(xù)的情緒低落、興趣減退、精力下降、睡眠和食欲改變,嚴重時甚至可能出現(xiàn)自殺念頭或行為。
據(jù)世界衛(wèi)生組織預測,到2030年,抑郁癥將成為全球疾病負擔的首要原因。
目前常用的抗抑郁藥主要包括傳統(tǒng)藥物(如SSRIs)和新型速效藥物(如氯胺酮衍生物)。然而,這些藥物存在明顯局限性:傳統(tǒng)藥物起效慢,常有頭痛、惡心、性功能障礙等副作用;新型藥物則可能引起嗜睡、視力模糊、胃腸道不適等問題。更重要的是,兩類藥物均非對所有人都有效。
因此,開發(fā)新的預防和治療策略,尤其是從炎癥調(diào)控、神經(jīng)保護等角度入手,成為當前研究的重點。
外泌體是一種直徑約30150納米的細胞外囊泡,幾乎所有類型的細胞都能分泌。它們像是細胞之間的“快遞包裹”,內(nèi)部裝載著蛋白質(zhì)、RNA、DNA、脂質(zhì)等生物活性物質(zhì),參與細胞間的信息傳遞和功能調(diào)控。
由于外泌體具有良好的生物相容性、低免疫原性和優(yōu)秀的跨屏障能力(如血腦屏障),它們被視為疾病治療和藥物遞送的理想載體。尤其是來源于間充質(zhì)干細胞(MSCs)的外泌體,因其具有抗炎、抗氧化、促進組織修復等功能,已成為多種神經(jīng)系統(tǒng)疾病的研究熱點。
2025年發(fā)表在《Brain Research Bulletin》上的一項研究,首次系統(tǒng)性地探討了間充質(zhì)干細胞來源的外泌體在預防脂多糖(LPS)誘導的小鼠抑郁樣行為中的作用及其機制,為我們理解抑郁癥的預防和治療提供了新的方向。
該研究由來自中國婦幼保健院和民族大學的研究團隊完成,通過一系列行為學測試和分子生物學實驗,評估外泌體對抑郁樣行為、炎癥水平、氧化應(yīng)激和神經(jīng)發(fā)生的影響。
研究者通過尾靜脈四次將外泌體(濃度為1.4×1011粒子/mL,200μl,每三天一次)注入LPS誘導的抑郁小鼠,并評估其對抑郁樣行為的影響。結(jié)果表明,外泌體處理顯著預防了LPS誘導的抑郁樣行為,效果與常用抗抑郁藥氟西汀相當。
圖片來自文獻1
機制一:抑制神經(jīng)炎癥
抑郁癥與神經(jīng)炎癥密切相關(guān)。LPS作為一種強效炎癥誘導劑,會激活大腦中的免疫細胞,釋放大量炎癥因子,破壞神經(jīng)環(huán)路的平衡。
研究發(fā)現(xiàn),LPS注射后,小鼠前額葉皮層和海馬中炎癥因子IL1β、TNFα、IL6的表達顯著上升,而抗炎因子IL10下降。
外泌體干預則能逆轉(zhuǎn)這一趨勢,降低促炎因子,提升抗炎因子水平,恢復炎癥平衡。
圖片引用自文獻1
機制二:調(diào)控膠質(zhì)細胞激活
小膠質(zhì)細胞和星形膠質(zhì)細胞是大腦中的主要免疫細胞。在抑郁狀態(tài)下,它們被過度激活,釋放更多炎癥介質(zhì),進一步加劇神經(jīng)損傷。
通過免疫熒光染色,研究團隊發(fā)現(xiàn)LPS處理顯著增加了前額葉和海馬中Iba1+小膠質(zhì)細胞和GFAP+星形膠質(zhì)細胞的數(shù)量。而外泌體處理則能有效抑制這種激活狀態(tài),減少膠質(zhì)細胞增生,從而減輕神經(jīng)炎癥。
圖片引用自文獻1
機制三:緩解氧化應(yīng)激
氧化應(yīng)激是抑郁癥的另一大特征。炎癥會引發(fā)大量自由基產(chǎn)生,導致脂質(zhì)過氧化、蛋白質(zhì)變性和DNA損傷。
研究人員檢測了血清和海馬組織中的氧化應(yīng)激指標:
MDA(丙二醛,脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物)升高
NO(一氧化氮)水平上升
SOD(超氧化物歧化酶)和TAOC(總抗氧化能力)下降
外泌體干預能顯著降低MDA和NO,提升SOD和TAOC,這些結(jié)果表明,外泌體通過減少LPS挑戰(zhàn)小鼠前額皮層或海馬組織中因神經(jīng)炎癥引起的膠質(zhì)細胞數(shù)量,發(fā)揮了防止抑郁癥發(fā)生的作用,說明其具有強大的抗氧化能力。
圖片引用自文獻1
機制四:促進神經(jīng)發(fā)生
抑郁癥的發(fā)病機制與關(guān)鍵腦區(qū)的神經(jīng)發(fā)生障礙密切相關(guān),尤其海馬是情緒調(diào)節(jié)和記憶形成的核心腦區(qū),其神經(jīng)發(fā)生(新生神經(jīng)元生成)能力在抑郁癥中嚴重受損。Doublecortin(DCX) 是新生神經(jīng)元的標志物。在抑郁癥患者和動物模型中,海馬等腦區(qū)內(nèi)DCX陽性新生神經(jīng)元的數(shù)量明顯減少,這強烈表明神經(jīng)發(fā)生受損。
研究顯示,LPS處理顯著減少了海馬中DCX陽性細胞的數(shù)量,而外泌體處理則能有效保護這些新生神經(jīng)元,促進神經(jīng)再生和修復。結(jié)果表明,外泌體對海馬神經(jīng)元具有保護作用,有可能在防止抑郁癥的發(fā)展中發(fā)揮作用。
圖片引用自文獻1
這些效應(yīng)共同作用,阻斷了抑郁發(fā)生的關(guān)鍵通路,為外泌體作為預防和治療抑郁的新型策略提供了堅實依據(jù)。不過外泌體真正走向臨床仍面臨若干挑戰(zhàn),如標準化生產(chǎn),臨床驗證等等。未來的研究應(yīng)繼續(xù)深入探討MSC-Exos的具體作用機制,優(yōu)化其制備和應(yīng)用方法,最終實現(xiàn)從實驗室到臨床的轉(zhuǎn)化。
小結(jié)
在當今社會,抑郁、焦慮已成為一個不容忽視的公共衛(wèi)生問題,神經(jīng)炎癥作為抑郁癥的重要病理機制,其復雜的相互作用使得抑郁癥的治療變得更具挑戰(zhàn)性。單一靶點的藥物治療往往難以全面起效。這項研究不僅為我們理解抑郁癥的機制提供了新視角,也為開發(fā)基于外泌體的新型抗抑郁策略奠定了科學基礎(chǔ)。外泌體作為一種天然來源、多功能、低毒性的生物載體,通過調(diào)控炎癥、氧化應(yīng)激、神經(jīng)發(fā)生等多個環(huán)節(jié),展現(xiàn)出預防和治療抑郁的巨大潛力。這些研究成果不僅深化了我們對外泌體介導的抑郁癥預防的理解,也為臨床轉(zhuǎn)化提供了科學依據(jù)。
Liu et al. (2025). Exosome derived from bone marrow derived mesenchymal stem cells prevents LPSinduced depressive like behaviors. Brain Research Bulletin, 231, 111527.
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