Sci Adv：陈建国/王芳团队揭示长链非编码RNA介导抑郁症新机制

在2022年十大网络热词中，emo名列前茅。“我emo了”更是沦为当代青年的口头禅。Emo来源于英文单词“emotion”，表示自己处于一种抑郁的状态。长期和反复的抑郁状态就有可能是抑郁症的表现。那么在抑郁症发病的时候，大脑中会发生什么样的变化？

华中科技大学同济医学院陈建国/王芳团队长期致力于情感障碍类疾病的分子与环路机制研究，近几年已解析出系列介导抑郁症（Science Advances, 2022; Science Advances, 2022; Biological Psychiatry, 2022; Biological Psychiatry, 2021; Pharmacological Research, 2021；Biological Psychiatry, 2020; EMBO Reports, 2020等）、焦虑症（Biological Psychiatry, 2019; British Journal of Pharmacology, 2019）、创伤后应激障碍（Biological Psychiatry, 2019）和药物成瘾（Addiction Biology, 2019）发病的分子和神经环路机制。

近日，该团队在Science Advances发表题为“Long noncoding RNA Gm2694 drives depressive-like behaviors in male mice by interacting with GRP78 to disrupt endoplasmic reticulum homeostasis”的研究论文，揭示了长链非编码RNA（lncRNA）破坏内质网稳态平衡介导抑郁症发病的分子机制。

在人类基因组中至少80%的基因能动态转录出非编码RNA，其中lncRNA是种类最多的非编码RNA，迄今为止，大量的lncRNA功能尚未明了。研究人员对慢性社会挫败应激（CSDS）模型小鼠内侧前额叶皮层（mPFC）进行lncRNA芯片检测，发现Gm2694是上调最显著的lncRNA。使用病毒沉默mPFC脑区的Gm2694可改善小鼠的抑郁样行为，mPFC脑区的锥体神经元过表达Gm2694增加小鼠的应激易感性。脑片膜片钳记录发现锥体神经元过表达Gm2694损伤神经元的微小兴奋性突触后电流（mEPSC），而沉默Gm2694可恢复应激损伤的mEPSC。

为了研究Gm2694的作用机制，研究人员通过RNA pull-down结合质谱分析寻找Gm2694结合的蛋白分子，在生物素标记的Gm2694探针复合物中，检测到内质网应激稳态调节蛋白GRP78。使用RNA免疫共沉淀（RIP）实验发现在GRP78抗体富集的RNA中检测到Gm2694，说明Gm2694和GRP78可以发生相互作用。随后通过荧光能量共振转移（FRET）实验研究Gm2694和GRP78是否直接结合，当淬灭标记GRP78的荧光蛋白后，标记Gm2694的荧光显著增强，说明GPR78淬灭产生的能量转移到Gm2694的荧光蛋白上，分析确定Gm2694和GRP78的空间距离大约为6纳米，两者之间存在直接结合。为了确定Gm2694和GRP78的结合部位，研究人员构建了GRP78的不同功能域，通过RIP实验发现Gm2694和GRP78的底物结合结构域之间存在优势结合。

下一步研究人员关注Gm2694-GRP78复合物在兴奋性突触传递功能中的作用。生物素提取神经元的膜蛋白，发现CSDS会导致神经元突触后膜上的AMPA受体表达明显降低。在小鼠mPFC脑区的神经元中过表达Gm2694后进行阈下应激，也能显著降低突触后膜AMPA受体的表达。而在CSDS模型小鼠mPFC脑区过表达GRP78可增加神经元突触后膜AMPA受体的表达。因此，研究人员推测Gm2694-GRP78复合物的形成，会阻碍GRP78的分子功能，降低AMPA受体的膜表达。为验证这一猜想，研究人员在原代神经元上过表达Gm2694，使用衣霉素诱导轻微的内质网应激，增强GRP78的功能，发现衣霉素能促进神经元AMPA受体的膜表达，而过表达Gm2694可阻断衣霉素的作用，说明Gm2694-GRP78复合物降低神经元AMPA受体的膜表达。

总的来说，该文通过lncRNA芯片和分子生物学检测，发现在lncRNA—Gm2694在CSDS模型小鼠的mPFC脑区特异性上调，Gm2694通过结合GRP78的底物结合结构域，封闭GRP78的功能，破坏内质网的稳态平衡，阻断AMPA受体的膜表达，降低神经元的兴奋性突触传递功能，增加小鼠的应激易感性。抑制Gm2694的表达或增强GRP78的功能，可通过恢复内质网稳态平衡，改善小鼠的抑郁症状。

机制图：Gm2694通过破坏内质网稳态平衡损伤神经元的兴奋性突触功能

华中科技大学同济医学院基础医学院博士后陈宏生、博士生王冀、李厚红为论文的共同第一作者，基础医学院陈建国、王芳和附属协和医院赵刚为论文的共同通讯作者。

原文链接：

http://doi.org/10.1126/sciadv.abn2496