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金岩团队发文揭示一种新发现的心理应激生物学标记物——Stomatin

 脑声常谈 2023-01-18 发布于上海

撰稿丨脑声常谈 无骄(笔名)

排版脑声常谈 编辑团队

情绪、身体和环境压力源是日常生活的主要挑战。尤其是心理压力在现代社会中引起了身心健康问题。急性应激是精神疾病高患病率的重要原因,而且被认为可以迅速适应。目前认为,心理应激后的生理变化主要由交感神经系统(SNS)下丘脑-垂体-肾上腺(HPA)轴共同调控。每一个系统都涉及到快速适应性反应,在几分钟或几小时内,使身体准备好应对遇到的压力,并在压力消失后使身体恢复到稳态状态。与生理适应相反,这种快速适应反应也可能导致病理状态的后果。然而,这种快速适应的具体机制及其对健康的潜在影响尚未完全阐明。

细胞外囊泡(EV)是含有核酸和蛋白质的脂质结合囊泡。在应对各种病理挑战(如损伤、感染和应激)时,循环EVs的特征和功能会发生显著改变,这使其可以作为敏感的诊断生物标志物。但急性应激引起的EVs是否与潜在的疾病结果有关目前尚不清楚。

对此,2023年1月,金岩团队在Neurobiology of Stress发文揭示了Stomatin为心理应激的生物学标记物。

首先,研究人员通过管束缚建立了急性心理应激的标准实验室模型,并进行了标准的行为和血清学指标测试。结果显示,在旷场实验(OFT)中,与对照组(CN相比,急性应激组(AS)小鼠表现出更简短的路径,且在中心区域的运动距离减少。在高架十字迷宫测试(EPMT中,与CN小鼠相比,AS组小鼠在开放臂的时减少。此外,皮质酮和去甲肾上腺素水平的测试表明, AS组血浆皮质酮浓度高于CN组,血浆去甲肾上腺素水平也高于CN组。以上综合结果表明急性束缚诱发小鼠心理应激。

接下来,该团队研究了急性心理应激是否会引起血浆EVs的变化。使用差速离心法从AS小鼠和CN小鼠的外周血中纯化了大量富含EVs的部分。结果发现,在应激后(0 h),急性应激细胞外囊泡(AS-EVs)的血浆浓度低于对照组细胞外囊泡(CN-EVs)。在0 h时对AS-EVs进行分析发现:AS-EVs在250 nm和300 nm处的颗粒数量比CN-EVs多。免疫印迹法(Western blot,WB检测两组中EVs标记物的表达:在CN-和AS-EVs中,一些被广泛认可的标记物蛋白均被检测到。综上所述,本研究中CN-和AS-EVs均被证实,而AS-EVs表型发生改变。

接下来,研究急性心理应激是否也会诱导EVs的蛋白质含量变化。采用高分辨率质谱技术对成对的CN-EVs和AS-EVs样本进行分析,在CN-和AS-EVs中鉴定出154个差异表达蛋白(DEPs),其中76个DEPs在AS-EVs中显著下调,78个DEPs显著上调。亚细胞定位表示大多数DEPs(50.65%)与细胞外分布一致,而超过20.13%的DEPs来源于细胞质。分子功能的GO分析表明DEPs参与结合、催化活性和分子功能调节(图D)。这些发现共同揭示了EVs在蛋白质含量上适应了应激,这可能与功能调节相关。

随后,研究人员将重点放在这些DEPs上,并进行了进一步的功能富集分析。生物过程富集分析表明,AS-EVs与多种应激反应、代谢和免疫调控相关。为更进一步研究DEPs在AS-EVs中的功能,又根据KEGG数据库类别进行了分析。KEGG注释被分为34类,主要与细胞过程、人类疾病和环境信息处理相关。综上所述,这些结果共同强调了EVs对急性心理应激的各种复杂功能适应。

上述结果促使研究人员进一步研究AS-EVs的表面表位,这些表位可能作为心理应激的潜在生物标志物发挥重要作用,并与功能预测相关。根据蛋白质组学结果,一种脂筏膜蛋白Stomatin的表达强度较高,作为AS-EVs的潜在指标,其敏感且易于检测,所以以Stomatin作为感兴趣的标记物。用WB,流式细胞术(FCM)和IF染色技术证明了AS-EVs确实比CN-EVs表现出更高的Stomatin表达水平。这表明Stomatin标志着AS诱导的血浆EVs

该研究首次发现脂筏蛋白Stomatin是AS-EVs表面表达的重要生物标志物。这些发现共同揭示了EVs是一种重要的功能相关液体活检指标,可以介导心理应激影响的循环改变,同时也支持了心理应激相关EV-stomatin可以用作潜在预测急性应激反应和监测心理状态的生物标志物的观点。这项研究将为临床应用常规血浆EV治疗铺平道路。


文章来源

https://pubmed.ncbi.nlm./36636173/

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