肝X受体调控抑郁障碍机制的研究进展

李春晖，吴黄辉，桑韩飞，侯立朝

(1.厦门大学附属翔安医院麻醉科，福建 厦门 361101； 2.联勤保障部队第九〇〇医院麻醉与围术期医学科，福州 350025；3.空军军医大学西京医院心身科，西安 710032)

抑郁障碍是一类以心境低落、思维迟缓、意志活动减退、认知功能损害和躯体障碍为特征的临床综合征，具有高患病率、高致残率、高复发率、高疾病负担的特点。最新数据显示，抑郁障碍已影响全球2.64亿人，预计到2030年抑郁障碍将成为全球最大的疾病负担[1-2]。虽然对抑郁障碍病因和机制的研究已取得突破性进展，但尚无单一的理论或机制可以完整地解释抑郁障碍发生和发展的全过程，加之心理社会应激源和生物应激源的影响，其发病机制可能更加复杂[3]。此外，临床针对调控下丘脑-垂体-肾上腺轴功能和单胺类递质的传统方案对重度抑郁和双相障碍的治疗效果欠佳，因此，更多抗抑郁药物的治疗新靶点亟待研究。肝X受体(liver X receptors，LXRs)属核受体转录因子超家族，可被内源性胆固醇(即氧化胆固醇)激活，并诱导一系列促进胆固醇代谢的靶基因转录，是胆固醇感知和调节的主要受体，也是治疗高胆固醇相关疾病的关键靶点[4]。近年来，随着LXRs在抗炎症性疾病、抗神经退行性疾病、抗肿瘤性疾病和抗自身免疫性疾病中的作用取得重大突破[5-8]，LXRs在调控神经发生、神经炎症和胶质细胞功能等方面的作用与机制研究也不断深入，为探索抑郁障碍的治疗提供新思路。现就LXRs调控抑郁障碍机制的研究进展予以综述。

1 LXRs概述

LXRs包括LXRα和LXRβ两种异构体，LXRα在肝脏、肾脏、小肠、脂肪组织和巨噬细胞中高表达，而LXRβ在全身均广泛分布，尤以中枢神经系统分布最为丰富。LXRs的配体分为天然配体(如含氧胆固醇代谢产物)和人工合成的配体(GW3965、T0901317、LXR623和环氧胆烷酸甲酯等)。

作为配体依赖性核受体超家族成员之一，LXRs具有典型的核受体结构，包括N端配体非依赖的转录活化域-1、DNA结合域、铰链区、配体结合域以及与共激活因子和共抑制因子相互作用调节转录的C端配体依赖的转录活化域-2等；LXRs与类视黄醇X受体(retinoid X receptor，RXR)结合形成异二聚体，LXRs/RXR复合体可被LXRs或RXR配体激活，结合到靶基因LXRs反应元件的特定核苷酸序列，从而具备转录活性[9]。当配体缺乏时，辅阻遏物与LXRs/RXR异二聚体结合抑制转录；与配体结合后，LXRs/RXR异二聚体构象改变，辅阻遏物被去除，辅激活因子被招募，与活化的LXRs/RXR异二聚体相互作用，完成基因转录调控过程[10]。此外，LXRs的调控机制还涉及针对靶蛋白的多种翻译后修饰，包括小泛素样修饰蛋白化、磷酸化、乙酰化、泛素化和O-乙酰氨基葡萄糖糖基化等[11]。

2 LXRs调控抑郁障碍的机制

目前已知与抑郁障碍发病密切相关的单胺类神经递质包括5-羟色胺和去甲肾上腺素，但在临床治疗过程中发现，调控这两种物质水平的抗抑郁药物的有效率一般仅为60%～80%[12]，提示抑郁障碍的发生可能还有其他因素参与。研究表明，脑内神经发生抑制亦参与了抑郁障碍的病因和病理学过程，神经元损伤、神经再生受抑均可能与抑郁障碍发生有关[13-15]；另外，机体免疫和炎症功能变化对抑郁障碍发病的影响越来越受到关注，尤其是抑郁障碍与促炎因子的关系[16-17]；同时，胶质细胞在抑郁障碍的致病过程中也发挥了重要作用，目前认为小胶质细胞、星形胶质细胞、少突胶质细胞以及髓鞘发育等功能异常是抑郁障碍的关键靶点[18-20]。基于LXRs在调控神经发生、神经炎症和胶质细胞功能方面发挥的重要作用，近年来越来越多的研究关注LXRs激动剂的研发及其在改善抑郁障碍中的调控机制和临床效果。

2.1促进海马神经发生 海马神经发生主要位于海马齿状回的颗粒细胞下层，部分新生神经元迁移分化为颗粒细胞，产生轴突、树突，形成突触连接，补充海马神经发生，并参与海马的情绪调节。临床研究表明，抑郁障碍患者额叶皮质、海马等多个脑区存在可塑性变化，海马不仅对情绪调节具有关键调控作用，同时也是有神经发生功能的主要脑区之一；束缚应激、昼夜颠倒、足底电击、社会孤立、断食断饮等模拟现实应激源，作为潜在调控神经发生的因素，可使动物产生抑郁样行为[21-23]。而长期饮酒、产前暴露于脂多糖(lipopolysaccharide，LPS)等也会产生类似抑郁的行为，并减少小鼠海马神经发生[24]。但抗抑郁治疗可使海马神经发生增强，提示海马神经发生可能介导抗抑郁治疗过程。临床脑部磁共振成像研究显示，抑郁障碍患者存在双侧海马神经发生受损，并最终导致情绪低落[25]。上述结果提示，海马神经发生受抑在抑郁障碍中发挥重要作用。

LXRs是脂质稳态的转录调节因子，在调控神经发生方面亦发挥至关重要的作用，是治疗神经退行性疾病和神经精神障碍的新靶点[5-6]。体外实验表明，GW3965和LXR623可通过增强小鼠神经祖细胞中促分裂原活化的蛋白激酶和胞外信号调节激酶的磷酸化，促进神经祖细胞体外增殖[26]。在体实验也证实，外源性激活LXRs可促进小鼠齿状回处神经元存活、神经干细胞增殖和颗粒细胞分化，改善慢性脑灌注不足小鼠的认知异常和自闭症样行为[27-30]；且激活LXRs还可通过诱导与神经发生和突触功能相关基因的快速甲基化，改善阿尔茨海默病小鼠的认知障碍[31]。此外，在体内、外过表达内源性24(S)，25-环氧胆固醇，均可特异性增加中脑多巴胺能神经发生，从而改善帕金森病的相关症状[32]；进一步的转录组学和染色质免疫沉淀测序组合分析提示，激活LXRs促进神经发生的作用主要依赖螺旋-环-螺旋转录因子固醇调节元件结合蛋白1[33]。对LXRβ基因敲除小鼠的研究发现，小鼠的神经元数量显著减少[34]。抑制LXRs转录激活后，中脑腹侧神经发生减少，细胞周期缩短，神经元数量减少，功能减退，而再次激活LXRs不仅使小鼠神经元数量增加，还促进了小鼠海马神经发生和轴突再生，且这些表现经侧脑室注射LXRs拮抗剂GSK2033后可被消除[35]。上述证据提示，LXRs激动剂激活LXRs后，可促进神经发生，有助于抑郁情绪的改善。有研究发现，LXRβ基因敲除大鼠表现出抑郁样行为，证实LXRs的下调可能与抑郁障碍的发病机制有关；而使用LXRs人工合成激动剂GW3965可通过促进海马神经发生对慢性不可预见性应激模型动物发挥抗抑郁作用[36]。此外，用X射线照射阻断大鼠海马神经发生发现，仅部分而非完全消除GW3965诱导的抗抑郁作用，表明LXRs激活后的抗抑郁作用可能还涉及其他机制，包括抑制炎症反应、促进胶质细胞发育等[37-38]。

2.2抑制促炎因子 炎症是由于有害刺激(包括微生物病原体、组织损伤和体内免疫交叉相互作用)导致的对损伤和感染的自然免疫反应。由活化的免疫细胞(如单核细胞和巨噬细胞)介导的这种炎症过程涉及多种炎症介质，包括炎症因子、自由基和某些酶类物质。炎症因子是一类由免疫细胞和神经胶质细胞分泌的大分子多肽调节蛋白，其主要生理作用为参与免疫应答以及介导和调节炎症反应。其中，白细胞介素(interleukin，IL)-6和肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α，TNF-α)是辅助抑郁诊断和疗效评估的生物标志物。

自1991年Smith[39]提出抑郁障碍的“炎症因子”假说以来，建立抑郁障碍病因、发病机制与免疫系统的联系已成为研究重点，“炎症因子”假说提示抑郁障碍与巨噬细胞激活及炎症因子的过度分泌密切相关。近年来，多数研究致力于探讨抑郁障碍与炎症反应的双向联系，结果发现，抑郁障碍通常伴随炎症因子水平升高和免疫相关基因多态性，且抑郁样行为也可由免疫炎症反应引起[40-41]。在抑郁障碍患者血清中检测到促炎因子(IL-1β、IL-6、TNF-α等)水平升高、抗炎因子(IL-10等)水平降低的现象也验证了抑郁障碍的“炎症因子”假说[42]。此外，LPS作为细胞因子诱导剂，可成功诱导炎症因子释放、炎症反应以及动物抑郁样行为[43]。炎症因子产生可能涉及抑郁障碍病理有关的神经改变，包括神经发生减少、区域性脑异常、单胺素系统改变以及神经变性等[44]。核因子κB(nuclear factor-κB，NF-κB)作为中枢炎症因子的下游信号分子，是炎症反应的中枢，通过泛素化NF-κB抑制剂(inhibitor of nuclear factor-κB，IκB)，在细胞质中由静息状态转为活跃状态，进入细胞核与相应受体结合，诱导关键炎症分子基因的表达[45]。因此，NF-κB信号通路的下调是减轻慢性炎症及抑郁障碍的主要目标之一。

研究显示，LXRs可抑制巨噬细胞和胶质细胞介导的免疫反应[37-38]。自Tontonoz和Nagy[46]首次报道激活LXRs可有效抑制LPS诱导的NF-κB依赖性促炎基因表达以来，也有研究证实了LXRs激动剂能够调节神经炎症反应，显著抑制NF-κB表达，下调下游炎症因子(包括NF-κB、IL-1β和TNF-α等)表达，从而减轻疾病症状[47]。以上研究中参与调节NF-κB活化涉及3个亚基，即p50、p65和IκB，通常情况下，NF-κB无活性存在于细胞质中，当 IκB被IκB激酶磷酸化并解离后，NF-κB被激活，随后p50和p65形成异质二聚体结合到IκB位点，启动下游炎症因子的编码基因转录，如 IL-1β、TNF-α、环加氧酶2、诱导型一氧化氮合酶等[48]。体外实验通过LXRs激动剂抑制了NF-κB活化和降低炎症因子水平，说明LXRs激动剂的抗炎作用是通过转录抑制NF-κB实现[49-50]。有研究指出，LXRs调控炎症反应可能具有时限性，如使用LXRs激动剂预处理巨噬细胞时长<12 h，可有效抑制LPS诱导的促炎因子表达，而长时间(24～48 h)预处理可增强LPS诱导的炎症反应[51]。除巨噬细胞外，LXRs还参与调节多种类型免疫细胞的炎症反应，如激活LXRs可抑制小鼠趋化因子诱导的中性粒细胞迁移；抑制IL-23/IL-17/粒细胞集落刺激因子炎症级联反应，维持机体清除衰老细胞过程中的中性粒细胞稳态；抑制淋巴细胞IL-17和辅助性T细胞1型细胞因子转录、增殖以及趋化因子诱导的定向迁移等[5]。综上，LXRs激动剂的开发为预防和治疗抑郁障碍提供了新思路，选择性地靶向抑制神经炎症因子过表达有望成为临床抗抑郁药物研发的新靶点。

2.3调控胶质细胞功能 胶质细胞包括星形胶质细胞、少突胶质细胞和小胶质细胞，在中枢神经系统免疫防御、诱导神经炎症、维持髓鞘发育和营养支持方面发挥重要作用。小胶质细胞是中枢神经系统中的固有免疫细胞，参与构成脑内第一道免疫防线。小胶质细胞在神经炎症反应中起关键作用，常被认为是炎症与抑郁之间的桥梁[52]。生理条件下，小胶质细胞处于静息状态，通过释放微量的炎症因子参与神经营养活动；在病理条件下，小胶质细胞由静息状态转为活跃状态，分泌炎症因子，可用于防御和恢复修复炎性损伤[53]。一旦调节不当，产生炎症级联反应，大量的炎症因子可以再次激活神经炎症细胞，从而放大中枢神经炎症过程，加剧炎症损伤，最终引起抑郁症的发生，在抑郁障碍患者脑中观察到小胶质细胞形态和功能的改变证实了这一点[54]。当有外来抗原物质或神经细胞碎片时，小胶质细胞可迅速被激活，有效调控中枢神经系统的炎症因子和炎症反应过程，发挥吞噬清除作用。已有报道显示，在小鼠脑内发现大量活化的小胶质细胞，抑郁障碍相关脑区的谷氨酸水平也显著升高，且该变化与抑郁样行为的发生密切相关[55]。

谷氨酸升高与胶质细胞功能变化密切相关，谷氨酸主要来源于星形胶质细胞，星形胶质细胞合成的谷氨酸通过谷氨酰胺合成酶转化为谷氨酰胺，启动相关信号事件[56]。有研究表明，应激后大鼠杏仁核星形胶质细胞发生变性，并诱导行为改变(如焦虑和抑郁)，均说明星形胶质细胞过度活化是引起抑郁障碍的重要因素，可能涉及多种生理反应(如细胞凋亡、自噬和突触可塑性)[57]。

少突胶质细胞是中枢神经系统中的髓鞘细胞，髓鞘形成和再生障碍将导致神经传导障碍和功能缺失。成人少突胶质细胞前体细胞虽然在整个中枢神经系统中只占5%[58]，但在髓鞘再生过程中起至关重要的作用。少突胶质细胞的成熟需经历一系列不同的发育阶段，包括未成熟的髓磷脂少突胶质细胞和成熟的髓磷脂少突胶质细胞，这一分化成熟的过程受到一系列转录因子的严密调控，包括少突胶质细胞转录因子(oligodendrocyte transcription factor，Olig)2、Olig1和转录因子NKX2.2(NK homebox 2.2)等，其中Olig1促进少突胶质细胞的分化成熟，而Olig2决定少突胶质细胞的早期定向分化[59]。在部分抑郁障碍患者脑皮质的匀浆中发现成熟少突胶质细胞水平降低，且显微镜下观察到病变脑区少突胶质细胞受损、空泡形成、质结构异常，存在脱髓鞘现象[60-61]。提示少突胶质细胞再生和髓鞘修复对改善抑郁症的中枢神经系统损伤有重要作用。

研究表明，天然和合成的LXRs激动剂均可诱导LXRs目的基因的转录活性，从而减弱星形胶质细胞与小胶质细胞的过度激活[62]，广泛用于各种中枢神经系统疾病动物模型。星形细胞活化通常先于小胶质细胞活化，活化状态的小胶质细胞亦能促进星形胶质细胞活化。众所周知，中枢神经损伤会诱导小胶质细胞产生炎症因子，其中关键炎症因子IL-1β能快速诱导星形胶质细胞激活、IL-18受体增加，进一步上调NF-κB水平[63]。星形胶质细胞对于小胶质细胞的激活作用主要是通过嘌呤能受体P2X4、P2X7、P2Y6、P2Y12等释放的腺苷三磷酸来实现的[64]。另外，LXRβ还可促进胶质细胞相互作用。在LXRβ基因敲除的帕金森病动物模型中发现，小胶质细胞和星形胶质细胞的活化均显著增多[65]；而LPS诱导的小胶质细胞和星形胶质细胞活化增加的现象可被LXRs激动剂有效抑制[66]。

有证据表明，伤害性刺激可引起小胶质细胞和星形胶质细胞活化，进而抑制神经再生，破坏少突胶质细胞的成熟分化[67]。少突胶质细胞产生的髓鞘富含胆固醇，而LXRs正是与调控髓鞘重要组成成分密切相关的关键核受体。LXRs的天然配体(25-OH)和合成配体(TO901317)均能激动少突胶质细胞内的髓鞘基因表达，髓鞘包裹结构具有大量的氧固醇，也能够通过LXRs信号转导途径增强髓鞘基因的表达[68]。既往研究显示，LXRs敲除的成年小鼠髓鞘形成严重受损[69]。另有研究表明，LXRs与焦虑和脱髓鞘现象有关，这为LXRs在体内发挥调控少突细胞分化和成熟的作用提供依据[70]。因此，LXRs对髓鞘发育至关重要。此外，抑郁障碍与异常的白质发育有关，包括少突胶质细胞分化发育和髓鞘功能障碍[71-72]。这些对少突胶质细胞分化的研究表明，少突胶质细胞再生和髓鞘修复对改善中枢神经系统损伤具有重要作用，且是深入探讨LXRs激动剂改善抑郁障碍这一重要前沿课题的关键突破口。LXRs调控抑郁障碍的机制，见图1。

3 小 结

目前发现的LXRs在抑郁障碍中的作用较少，但LXRs在整个疾病的发生、发展及诊治过程中扮演了重要角色。激活LXRs可以调节各类胶质细胞数量和功能，改善炎症反应，影响神经发生。且LXRs参与调节的功能均符合当前抗抑郁药的作用机制。鉴于传统抗抑郁药存在的诸多不足，LXRs激动剂或可成为抑郁障碍的理想治疗策略。目前关于LXRs激动剂的研究尚处于细胞和动物实验阶段，其作为临床药物预防或改善抑郁障碍的探索较少，LXRs的亚型特异性、配体的生物特异性以及合成的有效性等均将成为未来药物研发的关键靶点。