由复旦大学脑科学研究院主导完成的文章《Augmented microglial endoplasmic reticulum-mitochondria contacts mediate depression-like behavior in mice induced by chronic social defeat stress》近日发表在Nature communication 期刊（Q1, IF=14.7）。
该研究探讨了内质网-线粒体对慢性社交失败压力（chronic social defeat stress，CSDS）引起的抑郁行为的调控。内质网（ER）-线粒体是细胞应激反应的中心枢纽，eATP-P2X7R信号通路激活会破坏内质网-线粒体接触的结构和功能平衡，触发小胶质细胞中NLRP3炎症小体组装，进一步导致抑郁行为的发展。此外，内质网-线粒体接触点三重复合物P3R3-GRP75-VDAC1的形成伴随着内质网-线粒体接触的增加及钙离子(Ca2+)向线粒体的转移，与应激引起的抑郁行为发展有关。这些发现揭示了线粒体-内质网调控CSDS引起抑郁行为的分子机制，为细胞内应激在抑郁症中的作用提出了新的见解。
主要科学问题
1.为什么关注线粒体-内质网与抑郁行为之间的关联？该研究有什么临床意义？
抑郁症的发病率和死亡率很高，外部压力水平升高会导致抑郁症的发展。先前的研究结果表明，细胞外ATP (eATP) 通过P2X7受体(P2X7Rs) 充当应激信号，诱导NLRP3炎症小体组装，是抑郁症发展过程中引起海马小胶质细胞促炎状态的重要机制。因此，探究内质网-线粒体与抑郁症进展的关联意义重大。
2. 内质网-线粒体如何调控CSDS引起的抑郁行为？其机制是什么？
CSDS诱导ER应激、MAM的结构和功能变化及海马小胶质细胞线粒体损伤
研究人员分离海马小胶质细胞进行RNA测序(RNA-seq)分析，慢性社交失败应激 (CSDS) 组未折叠蛋白反应 (UPR) 相关通路以及有丝分裂凋亡通路上调；基因（GO）分析显示对照组和CSDS组编码细胞器、应激反应的基因存在差异；透射电子显微镜（TEM）显示，CSDS导致ER和线粒体肿胀，表明CSDS小鼠的小胶质细胞经历ER应激和线粒体损伤；原位邻近连接试验 (PLA) 分析显示小胶质细胞内IP3R3-GRP75-VDAC1复合物显著增加。
图1 慢性应激会诱发内质网应激、MAMs结构功能变化及线粒体损伤
细胞外ATP (eATP) 导致内质网应激、MAM改变以及小胶质细胞的线粒体损伤
透射电子显微镜实验证明经过ATP或ER应激诱导剂TG处理会导致ER-线粒体接触增强、线粒体膜电位丧失（ΔΨm）、ROS水平升高、线粒体自噬增强及NLRP3 炎症小体组装增加。此外，ATP刺激增加了IP3R3-GRP75-VDAC1复合物的组装，同时伴有细胞质和线粒体Ca2+水平升高，ER Ca2+水平降低。这些发现表明eATP诱导 ER 应激、线粒体功能障碍，促进小胶质细胞的Ca2+从ER转移到线粒体。
图2 细胞外ATP（eATP）会导致ER应激、MAMs改变以及线粒体损伤
3.IP3R-GRP75-VDAC复合物如何参与对抑郁行为的调控？
IP3R-GRP75-VDAC复合物参与eATP诱导的MAMs结构和功能的变化
研究显示敲低GRP75抑制了 ER-线粒体接触的增强，阻止了eATP诱导的ER Ca2+ 向线粒体的转移，减轻了eATP 诱导的 ER 应激、线粒体损伤、线粒体超氧化物的产生及NLRP3炎症小体的聚集和Caspase-1/ASC蛋白水平。这些结果证实IP3R3-GRP75-VDAC1三重复合物促进了内质网和线粒体的结合，以及Ca2+从内质网转移到线粒体。
图3 IP3R3-GRP75-VDAC1复合物参与eATP诱导的MAMs结构和功能的变化
研究人员采用了GRP75（Hspa9）敲除小鼠来确认 GRP75是否与 CSDS 诱导的抑郁样行为有关。经过他莫昔芬治疗，小胶质细胞中 GRP75 蛋白的表达减少了约30-40%。GRP75敲低减弱了CSDS引发的PERK-eIF-2α通路蛋白表达、线粒体功能障碍、NLRP3 炎症小体的聚集和ER-线粒体接触。总之，这些发现强调了 GPR75 在介导CSDS诱导的抑郁样行为和小胶质细胞的细胞应激反应中的作用。
图4 敲低GRP75可减轻CSDS诱发的抑郁样行为
P2X7 受体介导CSDS 诱导的海马小胶质细胞内 MAM 的改变
研究结果显示P2X7R缺失抑制ER-线粒体接触和高浓度eATP诱导的IP3R3-GRP75-VDAC1复合物形成；在P2X7R−/−小鼠中，暴露于CSDS引起的海马小胶质细胞中 MAMs 的结构变化和抑郁行为减弱。
上述研究结果表明IP3R3GRP75-VDAC1复合物的形成以及MAMs结构和功能的变化可能是由eATP-P2X7Rs信号传导触发的细胞反应，可能导致CSDS诱导的抑郁样表型发展。
图5 P2X7受体介导CSDS诱导的海马小胶质细胞内MAMs改变
研究关键技术方法
抑郁行为检测方法：慢性社交失败压力 (CSDS) 程序和行为测试、社交互动测试 (SIT)、旷场测试（OFT）、强迫游泳试验（FST）、蔗糖偏好试验（SPT）。
基础生物实验技术：siRNA转染、Ca2+信号分析、免疫印迹实验、免疫共沉淀 (Co-IP)、邻近连接试验 (PLA)、内质网线粒体共定位成像、透射和免疫电子显微镜分析等。
生信分析方法：RNA-seq、GO分析。
研究亮点
研究结果证实了内质网应激-线粒体损伤和抑郁样行为之间的联系，表明社会压力会导致海马体中广泛的内质网应激和线粒体损伤，从而诱发抑郁样表型，恢复内质网-线粒体正常功能的疗法可能有助于治疗一系列具有类似潜在机制的情感障碍。
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