Brain, Behavior, and Immunity：抑郁症的诱因还有可能是它！最新研究找到了关键抑制通路

外周免疫激活的炎症，与诸多精神疾病息息相关，比如：抑郁、焦虑等等。事实上，外周促炎细胞因子与抑郁症的发病机制有关——炎症性肠病患者通常伴有焦虑和抑郁，且炎症性肠病的不良临床结果也与焦虑、抑郁有关。随着共病证据的不断浮现，寻找炎症性疾病的治疗方法来限制抑郁症的易感性变得十分必要。

研究者观察到，无论是炎症反应还是精神疾病中，犬尿氨酸通路都发挥着重要作用。其中，犬尿氨酸是色氨酸通过色氨酸2,3-双加氧酶（TDO）或吲哚胺2,3-双加氧酶（IDO）产生。

近日，Brain, behavior, and immunity杂志上发表的最新研究显示，抑制巨噬细胞中STAT介导但不依赖TDO的促炎细胞因子，可以预防炎症相关的焦虑和抑郁。而相关分子机制的鉴定或有助于胃肠道-神经精神共病的新治疗方法的开发。

一、研究内容与思路

1、680C91（TDO抑制剂）抑制LPS处理的Raw264.7细胞中促炎细胞因子mRNA的表达

为了更好地理解炎症和犬尿氨酸代谢之间的联系，作者采用680C91与LPS处理后的巨噬细胞样Raw264.7细胞一起培养，探讨680C91对促炎细胞因子的影响作用。

结果发现，680C91可抑制LPS诱导的IL-1β和IL-6mRNA的表达，但不抑制TNF-αmRNA。进一步，研究者对TDO mRNA进行定量，发现TDO mRNA表达低于PCR检测的极限。

此外，作者还采用了别的TDO抑制剂LM10或IDO/TDO通路和IDO2抑制剂D-1-MT进行实验，发现这些均无法抑制LPS诱导的Raw264.7细胞中的促炎细胞因子表达。这表明，680C91抑制促炎细胞因子的表达不是通过抑制TDO机制来发挥作用的。

研究思路一：作者以犬尿酸通路为入手点，探讨这些通路的抑制剂是否可以抑制炎症细胞因子的表达。结果发现，只有680C91可以起到抑制LPS处理的Raw264.7细胞中促炎细胞因子mRNA的表达，而别的TDO抑制剂LM10或IDO/TDO通路和IDO2抑制剂均不能。进一步发现，680C91发挥的作用与TDO机制无关。

2、680C91下调LPS处理的Raw 264.7细胞中pro-IL-1β蛋白的表达和LPS信号通路 

接下来，作者检查了680C91对pro-IL-1β蛋白（IL-1β的前体）的表达的影响。 

首先发现LPS处理后，细胞pro-IL-1β、p-STAT1和p—STAT3表达均显著增加，而这些指标均被680C91所抑制。此外，680C91对LPS诱导的其他炎症相关基因的表达没有明显的影响。

这些结果证实，680C91抑制了IL-1β的表达和LPS相关信号通路（STAT1和STAT3）的激活。 

研究思路二：进一步探讨680C91对IL-1β前体以及与炎症息息相关的的STAT信号通路的影响——研究者选择STAT信号通路的原因是LPS可以激活IL-1β的表达，而IL-1β活化后可以激活STAT表达。

3、680C91抑制LPS诱导的野生型和TDO缺失小鼠腹膜巨噬细胞促炎细胞因子的表达

接下来，作者在有或没有680C91存在的情况下，用LPS刺激野生型和TDO缺失小鼠制备的腹腔巨噬细胞。结果发现：LPS刺激后，小鼠巨噬细胞IL-1β、IL-6和TNF-α mRNA的表达增加，而680C91剂量依赖性地抑制了LPS诱导的IL-1β和IL-6mRNA的表达。同时，作者检测了腹腔巨噬细胞中TDO mRNA的表达，发现野生型小鼠腹腔巨噬细胞中TDO mRNA的表达水平极低或低于PCR检测的限度。 

研究思路三：作者开展了动物实验，来验证细胞实验中所得结果是否可信。通过敲低TDO基因后发现，680C91的确可以抗炎，且这一效果与TDO信号通路无关。

4、680C91减轻DSS诱导的结肠炎急性期的炎症反应

进一步，作者发现680C91可以减轻DSS诱导的结肠炎急性期的促炎细胞因子mRNA的增加，抑制DSS诱导的pro-IL-1β、p-STAT1和p—STAT3的增加。这些结果表明，在DSS诱导的结肠炎急性期小鼠模型中，680C91可减轻小鼠的结肠炎症、抑制细胞因子炎症反应以及抑制STA1/STAT3信号通路表达。

此外，作者构建了DSS诱导的野生型和TDO缺失小鼠结肠炎急性期模型，来探讨680C91的影响。结果发现，680C91减弱了DSS诱导的结肠长度缩短和IL-1β和IL-6 mRNA表达增加，可见680C91发挥抗炎效果与TDO相关机制无关。 

研究思路四：明确了680C91具有抗炎效果以及如何抗炎后，作者引入所要研究的疾病【结肠炎】，探讨680C91是否通过抑制pro-IL-1β、p-STAT1和p—STAT3来减轻结肠炎。

5、DSS诱导的结肠炎在恢复期的炎症反应

作者探讨了680C91对DSS诱导的结肠炎恢复期的影响，发现：在恢复期，DSS结肠组织中IL-1β和IL-6 mRNA水平仍增加，而680C91可以抑制这些指标的增加；此外，恢复期时pro-IL-1β、p-STAT1和p—STAT3无明显变化。

上述结果表明，在DSS诱导的结肠炎的恢复期，炎症反应基本消退，而680C91抑制了促炎细胞因子。 

研究思路五：探讨了680C91对结肠炎急性期的影响，进一步探究680C91对结肠炎恢复期的影响。

6、680C91对DSS诱导的结肠炎恢复期焦虑抑郁样行为的影响

作者还研究了680C91对DSS诱导的结肠炎急性期的焦虑抑郁样行为的影响。结果发现，经DSS处理的小鼠表现出行为障碍、整体运动活动下降，表明DSS诱导的结肠炎会伴随着焦虑抑郁样行为；而在最后一次给药后，也就是处于结肠炎恢复期的时候，作者发现680C91治疗组小鼠的焦虑抑郁样行为较轻。

研究思路六：结肠炎的患者常常会伴随焦虑抑郁样行为。对此，作者探讨了680C91对DSS诱导的结肠炎的焦虑抑郁样行为的影响。

7、DSS诱导的结肠炎恢复阶段对NAc奖励刺激的多巴胺反应

 免疫激活和促炎细胞因子的释放可以优先影响多巴胺奖励回路，导致动机降低和运动迟缓。对此，作者分析了多巴胺的神经传递在DSS和680C91处理的小鼠中的表现，发现DSS诱导的结肠炎减弱了小鼠NAc中对可卡因和自然奖励刺激的多巴胺反应，而680C91可以逆转这一现象的出现。以上表明，多巴胺反应的恢复可能与680C91改善焦虑抑郁样行为有关。

研究思路七：既然焦虑抑郁样行为与神经系统相关，于是作者分析了680C91对多巴胺神经传递的影响，最终发现680C91可以恢复多巴胺反应，从而减轻焦虑抑郁样行为。 

二、小结

首先，作者开展了细胞实验，探讨了680C91对炎症的影响以及作用机制；之后，开展动物实验来进行验证；最后，引入与结肠炎疾病相关的焦虑抑郁样行为，明确了680C91不仅可以改善结肠炎，还可以缓解焦虑抑郁样行为，且均是通过同一作用途径发挥治疗效果。整个实验逻辑完善，甚至还进行了TDO缺失实验来进一步明确680C91治疗作用与TDO机制无关。

最终得出结论：680C91是一种新型的治疗药物，通过STAT信号通路而不是TDO信号通路发挥抑制急性肠道炎症反应，并有能力防止DSS诱导结肠炎中焦虑抑郁样行为的发展。

参考文献：

[1] Sin R, Sotogaku N, Ohnishi YN, et al. Inhibition of STAT-mediated cytokine responses to chemically-induced colitis prevents inflammation-associated neurobehavioral impairments. Brain Behav Immun. 2023;114:173-186. doi:10.1016/j.bbi.2023.08.019