經(jīng)過進(jìn)一步研究,高焦慮動(dòng)物和低焦慮動(dòng)物的線粒體特征存在明顯區(qū)別。然而,經(jīng)尿石素A治療的高焦慮動(dòng)物的線粒體特征與低焦慮動(dòng)物相似,表明尿石素A逆轉(zhuǎn)了與焦慮相關(guān)的線粒體改變。在高焦慮動(dòng)物中,線粒體中心法則、代謝、氧化磷酸化以及線粒體動(dòng)態(tài)和監(jiān)視等主要通路都受到下調(diào)影響,但尿石素A治療后,這些通路被恢復(fù)到類似于正常動(dòng)物的水平。
轉(zhuǎn)錄組分析進(jìn)一步揭示,焦慮相關(guān)的轉(zhuǎn)錄變化主要集中在調(diào)節(jié)突觸結(jié)構(gòu)和連接的通路中,例如神經(jīng)元棘、樹突棘和突觸后膜/密度等類別。
尿石素A治療使得高焦慮動(dòng)物中很大比例的差異表達(dá)基因(DEGs)表達(dá)水平向低焦慮動(dòng)物的特征轉(zhuǎn)變。重要的是,線粒體通路(尤其是線粒體自噬)與突觸相關(guān)通路(CC通路)之間存在高度顯著的關(guān)聯(lián),表明線粒體和突觸轉(zhuǎn)錄改變是相互關(guān)聯(lián)的,并且與尿石素A的效應(yīng)緊密相連。
這些轉(zhuǎn)錄組的改變在神經(jīng)元結(jié)構(gòu)和功能層面得到了印證。通過電生理學(xué)和形態(tài)學(xué)分析,研究發(fā)現(xiàn)在D1-MSNs和D2-MSNs中,高焦慮動(dòng)物表現(xiàn)出興奮性突觸輸入減少、樹突復(fù)雜性降低、總樹突長度縮短,以及蘑菇狀突觸棘密度降低。
尿石素A治療完全恢復(fù)了這些缺陷,使高焦慮大鼠與對照組保持一致。
本研究的發(fā)現(xiàn)具有重要的特異性和推廣性。
尿石素A的選擇性作用體現(xiàn)在:它專門改善了高焦慮動(dòng)物的表型,但對非焦慮和低焦慮動(dòng)物的行為和NAc神經(jīng)元沒有明顯影響。這種選擇性優(yōu)于傳統(tǒng)抗焦慮藥,后者通常會(huì)引起鎮(zhèn)靜或情緒遲鈍。此外,尿石素A的有效性也擴(kuò)展到遺傳選擇的高應(yīng)激反應(yīng)模型,并在雄性和雌性中都觀察到抗焦慮作用和神經(jīng)元恢復(fù),盡管在雌性中的作用略微溫和。
總之,本研究確定了伏隔核中棘神經(jīng)元中的線粒體失調(diào)是特質(zhì)焦慮的關(guān)鍵機(jī)制。
尿石素A
通過修復(fù)線粒體相關(guān)基因通路、恢復(fù)神經(jīng)元結(jié)構(gòu)和功能,在不同的嚙齒動(dòng)物模型和兩性中都展現(xiàn)出強(qiáng)大的抗焦慮效果。鑒于尿石素A在人體中已被證實(shí)是安全的,這些發(fā)現(xiàn)將其定位為一種有前景的、基于機(jī)制的、針對焦慮相關(guān)狀態(tài)的新型治療候選藥物。