甘丙肽對抑郁癥狀的調(diào)控作用及其機(jī)制的研究進(jìn)展*

薛 冰 馬寅燕 梁 璟 李勇輝 張建軍**

（1）中國科學(xué)院心理研究所，中國科學(xué)院心理健康重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100101；2）中國科學(xué)院大學(xué)心理學(xué)系，北京100049）

抑郁癥是一種慢性精神類疾?。?］，其主要癥狀包括抑郁情緒、快感缺乏、神經(jīng)痛、睡眠中斷、食欲和認(rèn)知障礙以及自殺傾向等，嚴(yán)重影響患者正常的心理社會功能［2?4］。抑郁癥發(fā)病機(jī)理涉及單胺遞質(zhì)系統(tǒng)、神經(jīng)內(nèi)分泌、神經(jīng)免疫、神經(jīng)營養(yǎng)因子與神經(jīng)發(fā)生、膠質(zhì)細(xì)胞功能、遺傳因素、應(yīng)激與環(huán)境等因素［5?9］。目前大多數(shù)治療藥物是對腦內(nèi)單胺神經(jīng)遞質(zhì)如去甲腎上腺素（norepinephrine，NE）和5?羥色胺（serotonin，5?HT）等產(chǎn)生藥理作用，比如一些選擇性5?HT 或5?HT?NE 再攝取抑制劑、單胺氧化酶抑制劑類、三環(huán)類和四環(huán)類抗抑郁藥等［10?11］。但這些藥物存在有效性不一、起效慢、副作用大等缺陷［11］，因此開發(fā)新的抗抑郁藥或輔助性藥物顯得尤為重要。

隨著對抑郁癥發(fā)病機(jī)理和影響因素的深入研究，一些神經(jīng)肽類物質(zhì)在調(diào)節(jié)抑郁中的作用日益突出［12］。神經(jīng)肽及其受體在中樞和外周神經(jīng)系統(tǒng)中的表達(dá)具有區(qū)域特異性，一般認(rèn)為作用于神經(jīng)肽的藥物具有更高的藥理選擇性和較低的副作用［13］。甘丙肽（galanin，GAL）是30 年前被發(fā)現(xiàn)的重要神經(jīng)肽中的一種，它作為抑郁癥可能的治療靶點(diǎn)而受到關(guān)注。重度抑郁癥患者血漿的GAL 水平顯著高于對照組，尤其在女性患者中，血漿GAL 的水平與抑郁嚴(yán)重程度之間存在顯著的正相關(guān)［14］。靜脈注射GAL 可增加快速眼動睡眠的潛伏期，被試的睡眠腦電圖類似于抑郁癥治療性睡眠剝奪時的腦電圖［15］。這些證據(jù)提示，GAL 可能作為抑郁癥的生物標(biāo)志物之一，且圍繞GAL 及其受體有可能開發(fā)治療抑郁癥的新藥物。但是從早期提出這一可能性到現(xiàn)在，仍未有GAL 相關(guān)的抗抑郁藥物問世，因此需要對GAL 與抑郁癥相關(guān)的文獻(xiàn)進(jìn)行梳理，為未來的研究提供新的思路。

1 GAL及其受體

GAL 因其N 端和C 端分別為甘氨酸和丙氨酸殘基而得名［13，16］。大多數(shù)物種中，GAL由29個氨基酸殘基組成，其N 端1～15 個氨基酸殘基高度保守，具有生物活性，C端酰胺化且其17～29氨基酸殘基片段無生物活性［17］。而在人類中，GAL由30個氨基酸組成且C 端沒有被酰胺化［16，18］。目前已知的GAL 家族包括GAL、GAL 信息相關(guān)肽（galanin message associated peptide，GMAP）、GAL 樣肽（galanin like peptide，GALP）和Alarin 4 種［19?20］。其中，GAL 和GMAP 是由前原甘 丙肽（preprogalanin）基因編碼，由肽鏈內(nèi)切酶裂解產(chǎn)生；GALP 和Alarin 則由GALP 基因編碼，由不同的翻譯后剪接產(chǎn)生［19?20］。GAL 成熟肽非常保守，但在某些非哺乳類脊椎動物（如歐洲鱸魚等）中，發(fā)現(xiàn)了幾種可變剪切的mRNA［21］。GAL 廣泛分布于外周和中樞神經(jīng)系統(tǒng)，在海馬（hippocampus）、下丘腦、杏仁核、藍(lán)斑（locus coeruleus，LC）、腦干等區(qū)域密度較高，其與NE、5?HT、乙酰膽堿、谷氨酸、多巴胺、神經(jīng)肽Y、P 物質(zhì)、促性腺激素等多種神經(jīng)遞質(zhì)以及神經(jīng)肽共同表達(dá)［19，22?24］。

GAL信號通過3種受體進(jìn)行傳遞，甘丙肽受體1（GalR1）、甘丙肽受體2（GalR2）和甘丙肽受體3（GalR3），均為7 次跨膜的G 蛋白偶聯(lián)受體［23，25］，但由不同基因編碼。GalR1 首次從人類Bowes黑色素瘤細(xì)胞系中克隆出來，由349個氨基酸殘基組成，廣泛表達(dá)于杏仁核、丘腦、下丘腦、腦橋等區(qū)域［13，19，23，25］。大鼠、小鼠與人類的GalR1 在蛋白質(zhì)水平上有90%～93%的同源性［25］。大鼠和人類的GalR1 具有相同的N 連接糖基化（N?linked glycosylation）位點(diǎn)，但人類GalR1 中C端磷酸化位點(diǎn)比大鼠的多兩個［25］。GalR2 首次從大鼠下丘腦中克隆，由387個氨基酸殘基組成，與GalR1 有38%的同源性，多表達(dá)在海馬、下丘腦、皮層、杏仁核等區(qū)域［13，19，23，25］。GalR2有3個細(xì)胞外N連接糖基化位點(diǎn)和多個不同于GalR1的細(xì)胞內(nèi)磷酸化位點(diǎn)［25］。GalR3從大鼠下丘腦cDNA文庫克隆出來，人類中GalR3 由368 個氨基酸殘基組成，與大鼠GalR3相似性達(dá)90%［25］。GalR3在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的表達(dá)較為有限，主要局限于下丘腦和中、后腦等區(qū)域，在外周組織中分布相對廣泛［13，19，23，25］。人類和大鼠的GalR3 都有一個N 連接糖基化位點(diǎn)，以及多個細(xì)胞內(nèi)磷酸化位點(diǎn)［25］。

GalR1 和GalR3 為Gi/o 偶聯(lián)的受體，可以抑制腺苷酸環(huán)化酶（adenylate cyclase，AC）生成環(huán)磷酸腺苷（cyclic adenosine monophosphate，cAMP），打開G 蛋白偶聯(lián)的內(nèi)向整流鉀離子（G protein?coupled inward rectifying K+，GRK）通道，還能以百日咳毒素（pertussis toxin，PTX）敏感的方式激活絲裂原活化蛋白激酶（mitogen?activated protein kinase，MAPK）［19，23，25?26］。GalR2 主要與Gq/11 偶聯(lián)，可以激活磷脂酶C，促進(jìn)磷酸肌醇代謝并促進(jìn)胞內(nèi)鈣離子濃度增加，打開鈣離子依賴的通道，此外，GalR2也可以與Gi/o偶聯(lián)［19，23，25?26］。大量研究表明，GAL及其受體可調(diào)節(jié)如認(rèn)知、情緒、痛覺、進(jìn)食、神經(jīng)內(nèi)分泌、能量代謝等多種活動，還在抑郁、成癮、癲癇、疼痛、糖尿病、阿爾茨海默病等疾病中發(fā)揮作用［18?19，27?35］。

2 GAL及其受體表達(dá)的改變與抑郁

抑郁的不同癥狀通常伴隨不同腦區(qū)中GAL 及其受體轉(zhuǎn)錄水平的改變。在表現(xiàn)出快感缺失癥狀（糖水偏好降低）的大鼠中，下丘腦外側(cè)核、下丘腦背內(nèi)側(cè)核和海馬中GAL的mRNA水平降低［36?37］。下丘腦外側(cè)核和下丘腦背內(nèi)側(cè)核的GAL 分別與獎賞相關(guān)的正性情緒以及痛覺相關(guān)的負(fù)性情緒有關(guān)［38?39］。所以GAL 在下丘腦外側(cè)核中的轉(zhuǎn)錄水平降低更有可能介導(dǎo)快感缺失癥狀。腹側(cè)海馬投射到下丘腦、伏隔核、杏仁核等腦區(qū)，主要參與情感和動機(jī)行為的調(diào)節(jié)，而背側(cè)海馬投射到海馬下托、內(nèi)外側(cè)隔區(qū)等腦區(qū)，主要參與學(xué)習(xí)與記憶的認(rèn)知過程［40?41］。所以腹側(cè)海馬中GAL 轉(zhuǎn)錄水平降低也可能通過影響其下游腦區(qū)神經(jīng)元的活性介導(dǎo)快感缺失癥狀。糖水偏好降低的大鼠，其腹側(cè)導(dǎo)水管周圍灰質(zhì)（ventral periaqueductal gray，vPAG）和前額葉皮層（prefrontal cortex，PFC）中GalR1 的mRNA水平增加，腹側(cè)海馬中GalR2 的mRNA 水平降低，內(nèi)側(cè)PFC 中GalR2 的mRNA 水平不變［42?44］。vPAG的GalR1 參與對情緒的控制，在該腦區(qū)中敲除GalR1 可以逆轉(zhuǎn)快感缺失癥狀，而且轉(zhuǎn)錄因子Scratch2 可能通過抑制vPAG 中的GalR1 基因，使GalR1 表達(dá)降低從而減輕快感缺失癥狀［42，45］。GalR1 在內(nèi)側(cè)PFC 的表達(dá)水平較高［46］，其mRNA水平的降低可能會減弱GAL 對該腦區(qū)中谷氨酸能神經(jīng)元的抑制，從而激活下游腦區(qū)如腹側(cè)被蓋區(qū)中的多巴胺能神經(jīng)元，促進(jìn)獎賞行為［47］。GalR 在海馬各亞區(qū)的表達(dá)和作用均不同，GalR2在背側(cè)海馬的表達(dá)較高，介導(dǎo)焦慮樣行為［41，48］，而腹側(cè)海馬的GalR2 在抗抑郁中發(fā)揮作用［49］，其表達(dá)水平降低可能加重抑郁對情感和動機(jī)功能的損害。

在表現(xiàn)出絕望情緒（強(qiáng)迫游泳或懸尾測試中靜止時間的增加）的動物中，中縫背核（dorsal raphe nucleus，DR）GAL 的受體密度增加［50］，伏隔核中GAL 和GalR1 的mRNA 水平增高［51］。由于內(nèi)源性GAL可以減少多巴胺的釋放［52］，且伏隔核同時參與獎賞和厭惡情緒［53］，所以GAL轉(zhuǎn)錄水平增加可能通過降低多巴胺的水平來減少動機(jī)，也可能同時調(diào)節(jié)厭惡情緒，共同導(dǎo)致了絕望情緒。此外，表現(xiàn)出絕望情緒的大鼠中，vPAG 中GalR1 的mRNA 水平增高，腹側(cè)海馬GalR2 的mRNA 水平降低，內(nèi)側(cè)PFC 中GalR2 的mRNA 水平不變，這些與表現(xiàn)出快感缺失的大鼠相同［42，44］。這些證據(jù)共同提示，這些腦區(qū)的GalR 可能同時參與快感缺失與絕望癥狀的調(diào)節(jié)。人類研究也有類似發(fā)現(xiàn)，自殺的抑郁癥患者，其LC 和DR 中GAL 和GalR3 的mRNA 水平均升高［54］。GAL 可能通過GalR1 或GalR3 抑制這兩個腦區(qū)及其下游的NE 能神經(jīng)元和5?HT 能神經(jīng)元活性，降低遞質(zhì)的釋放［55?56］，從而加重抑郁癥狀。在快感缺失和絕望之外，抑郁還有神經(jīng)痛癥狀，而神經(jīng)性疼痛大鼠的伏隔核中GalR1的水平上調(diào)［57］，提示伏隔核中GalR1 也可能介導(dǎo)了抑郁的神經(jīng)痛癥狀。

GalR 的轉(zhuǎn)錄可以被神經(jīng)元激活誘發(fā)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路和DNA 甲基化等多種方式調(diào)控，可能是抑郁樣行為動物腦內(nèi)GalR 轉(zhuǎn)錄水平改變的機(jī)制。已有研究表明，AC?cAMP?蛋白激酶A（protein kinase A，PKA）?cAMP 效應(yīng)元件結(jié)合蛋白（cAMP?response element binding protein，CREB）信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路可以調(diào)控GalR1/2/3 的轉(zhuǎn)錄［58?60］。GalR2 與GalR3 的轉(zhuǎn)錄還受到蛋白激酶C（protein kinase C，PKC）、胞外信號調(diào)節(jié)激酶、末端激酶、p38 MAPK 等激酶的調(diào)控［61］。此外，自殺的抑郁癥患者LC 中GalR3 的mRNA 水平升高，GalR3 的DNA 甲基化下降，女性患者DR 的GalR3 DNA 甲基化也下降［54］，這些證據(jù)提示DNA甲基化也可能調(diào)控GalR的轉(zhuǎn)錄。

3 GAL及其受體對抑郁的調(diào)節(jié)作用

3.1 GalR1與抑郁

GalR1可能介導(dǎo)了應(yīng)激導(dǎo)致的抑郁。慢性溫和應(yīng)激處理的大鼠表現(xiàn)出抑郁樣行為，其vPAG 中GalR1的mRNA水平增加，使用siRNA特異性敲除該區(qū)域的GalR1，抑郁樣行為減弱［42］。這一效應(yīng)可能與該腦區(qū)中谷氨酸能的突觸傳遞減少有關(guān)。由于GalR1的mRNA與谷氨酸脫羧酶和囊泡型谷氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)體2 的mRNA 在該腦區(qū)中的分布有重疊［42］，所以GalR1可能部分位于谷氨酸能神經(jīng)元上。抑郁導(dǎo)致GalR1在vPAG的表達(dá)增加，GAL作用于該受體可能加強(qiáng)了對谷氨酸能神經(jīng)元的抑制，從而減少其突觸傳遞，導(dǎo)致抑郁樣行為［62］。PFC中的GalR1也有相似的作用。在雌激素戒斷誘導(dǎo)的產(chǎn)后抑郁模型中，大鼠PFC的GalR1表達(dá)上調(diào)，在PFC雙側(cè)注射GalR1?siRNA可以降低大鼠強(qiáng)迫游泳中靜止的時間，增加糖水偏好，改善抑郁樣行為，而且逆轉(zhuǎn)了PFC 中下降的5?HT 水平［43］。推測，敲除GalR1 可能是通過激活PFC投射到DR的谷氨酸能神經(jīng)元來增加5?HT的釋放［43，63］，從而緩解抑郁癥狀。

上述研究均表明，GalR1 介導(dǎo)促進(jìn)抑郁的作用，那么推測GalR1的激活會加重抑郁癥狀，不過目前的研究還存在不一致的結(jié)果。比如有研究在側(cè)腦室注射GalR1 激動劑M617，增加了大鼠在強(qiáng)迫游泳中靜止的時間［64］。而腹腔注射GalR 激動劑Galmic（主要與GalR1 結(jié)合），增加了小鼠積極游泳的時間，顯示出類似抗抑郁藥的作用，可能是因?yàn)镚almic還與GalR1之外的蛋白質(zhì)有相互作用［65］。GalR1敲除的小鼠在懸尾測試中的不動時間沒有顯著改變［66］，可能是因?yàn)槭荏w敲除后機(jī)體通過補(bǔ)償?shù)姆绞竭m應(yīng)了先天的缺失［67］。雖然這些結(jié)果并不一致，但是大多數(shù)證據(jù)提示，GalR1在腦內(nèi)主要發(fā)揮介導(dǎo)抑郁的作用，GalR1 的激活可能通過抑制vPAG和PFC中谷氨酸能神經(jīng)元的突觸傳遞，減少5?HT的釋放，從而導(dǎo)致抑郁行為。

3.2 GalR2與抑郁

GalR2 可介導(dǎo)抗抑郁的作用。GalR2 缺失的小鼠在習(xí)得性無助測試中，主動回避的百分比減少，回避的失敗率增加，但懸尾測試中的靜止時間與對照組無明顯差異［68］。研究者進(jìn)一步進(jìn)行固定效應(yīng)薈萃分析（fixed effect meta?analysis），發(fā)現(xiàn)GalR2敲除的小鼠實(shí)際上在懸尾測試中比野生型同胎鼠表現(xiàn)出輕微但顯著的不動性［68］，有力證明了GalR2在抗抑郁中的作用。不同年齡階段過表達(dá)GalR2的小鼠在強(qiáng)迫游泳中均表現(xiàn)出更短的靜止時間［69］，表明GalR2的抗抑郁作用具有跨年齡的一致性。不過該研究還發(fā)現(xiàn)，GalR2過表達(dá)的小鼠毛發(fā)呈灰色黏連的禿斑以及無或較少的胡須，可能是因?yàn)槭崂硇袨榈氖軗p［69］，提示該受體作為治療抑郁癥靶點(diǎn)潛在的副作用。

GalR2 發(fā)揮抗抑郁作用的主要腦區(qū)可能是DR。GalR2 在DR 有分布［70］，將GalR2 激動劑AR?M1896注射到該腦區(qū)，降低了大鼠在強(qiáng)迫游泳中的靜止時間，而不影響曠場的行為活動［71］。相反，將選擇性GalR2拮抗劑M871注射到DR，可逆轉(zhuǎn)在該腦區(qū)注射GAL 導(dǎo)致的強(qiáng)迫游泳中靜止時間增加［71］。GalR2 可能存在于DR 的5?HT 能神經(jīng)元。GalR2的激活可促進(jìn)磷酸肌醇代謝并導(dǎo)致胞內(nèi)鈣離子濃度增加，5?HT能神經(jīng)元激活從而5?HT的釋放增加，這可能是GalR2 抗抑郁的機(jī)制之一。GalR2在其他調(diào)節(jié)抑郁的關(guān)鍵腦區(qū)，如伏隔核、腹側(cè)被蓋區(qū)、杏仁核、腹側(cè)海馬、PFC、紋狀體等區(qū)域的作用還不是很清楚［72］，個別研究提示背側(cè)海馬中的GalR2 可能介導(dǎo)焦慮［48］，未來需要進(jìn)一步明確GalR2在不同腦區(qū)中的差異性作用及機(jī)制，包括在不同類型神經(jīng)元中的定位。

抗抑郁藥物可能通過GalR2發(fā)揮作用。腹腔注射氟西汀增加了大鼠DR 和LC 中GAL 的mRNA 水平，但只增加了DR 中非選擇性GalR 拮抗劑M40與GalR2的結(jié)合［73］。提示氟西汀可能通過增加DR中GalR2的結(jié)合位點(diǎn)，激活其介導(dǎo)的磷酸肌醇代謝和胞內(nèi)鈣離子濃度增加，使得DR 的5?HT 能神經(jīng)元興奮，增加5?HT水平，從而起到抗抑郁的作用。有研究使用3種不同類型的抗抑郁藥：三環(huán)類地昔帕明、選擇性5?HT 再攝取抑制劑帕羅西汀以及單胺氧化酶抑制劑苯乙肼，通過皮下植入微型泵的方式慢性給藥14 d，顯著減少了LC神經(jīng)元中GAL以及腹側(cè)被蓋區(qū)中GalR2的轉(zhuǎn)錄［74］。GalR2可表達(dá)在腹側(cè)被蓋區(qū)的多巴胺能神經(jīng)元［75］，抗抑郁藥的使用下調(diào)GalR2的表達(dá)，可能會減少對多巴胺能神經(jīng)元的刺激。不過也有研究表明，大鼠注射3 周的5?HT和NE再攝取抑制劑文法拉辛，沒有改變DR、海馬和PFC 的GAL 以及GalR1～3 的轉(zhuǎn)錄水平［76］?？赡苁且?yàn)榭挂钟羲幬镌谡游镏械淖饔貌煌谠谝钟魟游镏械淖饔谩?/p>

鑒于GalR2的抗抑郁作用，近年來以GalR2為靶點(diǎn)開發(fā)治療抑郁的藥物成為熱點(diǎn)領(lǐng)域，主要包括特異性激動劑的開發(fā)以及用藥方式的優(yōu)化。GalR2/3 激動劑AR?M1896 可以降低大鼠在強(qiáng)迫游泳中的靜止時間，其作用類似于抗抑郁藥丙咪嗪［64］。也有研究者針對不同配體開發(fā)了多種GalR2選擇性激動劑。例如，側(cè)腦室注射以GalR2 特異性肽（GalR2 subtype specific peptide）M1145序列設(shè)計(jì)的選擇性激動劑M1160，降低了小鼠在懸尾測試中靜止的時間［77］。腹腔注射以GalR2 特異性肽M1145和M1153［78］設(shè)計(jì)的GAL 類似物J18 配體，降低了雌性和雄性小鼠在強(qiáng)迫游泳以及懸尾測試中的靜止時間［79］。此外，J18還可以恢復(fù)GalR2敲除小鼠導(dǎo)致的抑郁樣行為，與丙咪嗪具有類似的效果［79］。最近還發(fā)現(xiàn)了一種新的內(nèi)源性配體spexin（SPX）神經(jīng)肽，作用于GalR2 和GalR3，采用取代殘基的方式開發(fā)了一種在血清中穩(wěn)定性更強(qiáng)的GalR2特異性激動劑dN1?Qu［80］。側(cè)腦室注射dN1?Qu 可以增加小鼠在高架十字迷宮開放臂的時間以及進(jìn)入次數(shù)［80］，表明其具有緩解焦慮的作用。有研究進(jìn)一步基于SPX 開發(fā)了選擇性GalR2 激動劑SG2A，小鼠鼻內(nèi)吸入該藥物，恢復(fù)了皮質(zhì)酮給藥降低的糖水偏好，降低了強(qiáng)迫游泳靜止的時間，還增加了在高架十字迷宮開放臂的時間以及曠場中心區(qū)域活動的百分比［81］，表明鼻內(nèi)給藥SG2A 具有抗抑郁和抗焦慮作用。該研究還找到了GalR2 中促進(jìn)與SG2A相互作用的殘基以及GalR3 中抑制與SG2A 相互作用的殘基，為通過計(jì)算機(jī)虛擬篩選小分子來開發(fā)GalR 亞型特異性激動劑和拮抗劑提供了新思路［82］。

3.3 GalR3與抑郁

與GalR1 類似，GalR3 也可介導(dǎo)抑郁。有研究表明，GalR3拮抗劑降低了動物在懸尾測試以及強(qiáng)迫游泳中的靜止時間，而不影響高架十字迷宮以及曠場的測試結(jié)果［83］。另一項(xiàng)研究也發(fā)現(xiàn)，GalR3選擇性拮抗劑SNAP 37889 和SNAP 398299 急性注射降低了大鼠強(qiáng)迫游泳中靜止的時間且增加了游泳的時間，還可減少母嬰分離導(dǎo)致的超聲發(fā)聲以及增加大鼠的社會互動，而且這種效應(yīng)呈現(xiàn)長期的效果，在給藥后14 d 以及21 d 均維持了抗抑郁的作用［56］。這種作用可能是通過減弱GAL 對DR 中5?HT 能神經(jīng)元的抑制作用，因?yàn)樵撍幬锊糠帜孓D(zhuǎn)了GAL在DR神經(jīng)元中誘發(fā)的放電抑制以及超極化電流［56］。不過，GalR3 敲除的小鼠表現(xiàn)出更低的在高架十字迷宮開放臂停留時間的百分比、在曠場中心區(qū)域時間的百分比、在明亮區(qū)域時間的百分比，以及降低的社交行為，但不影響懸尾測試表現(xiàn)［84］。這可能與受體敲除產(chǎn)生的代償效應(yīng)有關(guān)［67］。GalR3 的mRNA 在大鼠腦中的表達(dá)是離散且局限的，主要在視前區(qū)或下丘腦［85］。相比于大小鼠，人類大腦中的GalR3 較多，主要表達(dá)在LC中的NE 能神經(jīng)元和DR 中的5?HT 能神經(jīng)元上［86］。這表明人類和大鼠在GalR3的系統(tǒng)分布上有明顯的差異，所以GalR3在抑郁癥中的作用還需進(jìn)一步探究。此外，使用GalR3 的拮抗劑SNAP 37889 用于治療焦慮或抑郁還需要注意用藥量，可能會產(chǎn)生非GalR介導(dǎo)的毒性。研究表明，大于等于10 μmol/L的SNAP 37889 可誘導(dǎo)表達(dá)內(nèi)源性GalR3 的上皮細(xì)胞和小膠質(zhì)細(xì)胞（BV?2）、表達(dá)GalR2 的外周血單個核細(xì)胞和早幼粒細(xì)胞白血病細(xì)胞（HL?60）以及完全缺乏GalR 表達(dá)的神經(jīng)細(xì)胞系（SH?SY5Y）凋亡［87］。

3.4 GAL（1-15）與抑郁

GAL（1?15）是GAL 具有活性的N 端片段，其受體是GalR1?GalR2 異聚體［88?89］。GAL（1?15）是研究者先應(yīng)用固相合成（solid?phase synthesis）技術(shù)合成GAL，再用人工酶（如胞內(nèi)切蛋白酶等）裂解得到的，常用來研究與GAL 不同的生物學(xué)效應(yīng)［90?91］。近年來有研究發(fā)現(xiàn)，體內(nèi)也可以自然產(chǎn)生GAL 的N 端片段，比如在大鼠小腸以及牛腸道組織提取物中檢測到GAL（1?16）的抗血清反應(yīng)，且在大鼠腦內(nèi)發(fā)現(xiàn)GAL（1?13）、GAL（1?16）和GAL（1?20），推測這些片段可能是GAL的代謝產(chǎn)物［91］。GAL（1?16）具有與GAL（1?15）相似的性質(zhì)［92］。

與GAL 相比，GAL（1?15）介導(dǎo)更強(qiáng)的促抑郁的作用，可能與GAL（1?15）偏向性結(jié)合異聚體中的GalR1，而與GalR2 結(jié)合較少有關(guān)。側(cè)腦室注射GAL（1?15）可增加大鼠強(qiáng)迫游泳中的靜止時間，降低積極游泳的時間，顯示出促進(jìn)抑郁行為的作用，這一作用由GalR1 和GalR2 共同調(diào)控［88］。此外，該研究還發(fā)現(xiàn)，GalR1?GalR2異聚體可能存在于背側(cè)海馬和DR［88］，提示GAL（1?15）可能影響5?HT 系統(tǒng)的功能。相比于GAL，GAL（1?15）有更強(qiáng)的改變5?HT受體激動劑與5?HT受體結(jié)合的作用［92?93］。GAL（1?15）對5?HT 水平的抑制作用強(qiáng)于GAL［88］，表明GAL（1?15）可能通過抑制5?HT神經(jīng)元從而減少5?HT的釋放，起到增強(qiáng)抑郁的作用。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，GAL（1?15）可優(yōu)先激活GalR1?GalR2異聚體中的GalR1介導(dǎo)增強(qiáng)抑郁的作用［94］。在轉(zhuǎn)染GalR1?GalR2 異聚體的細(xì)胞中，GAL（1?15）比GAL更有效地抑制AC激活劑誘導(dǎo)的cAMP反應(yīng)元件活性的增加，且該抑制效應(yīng)可被非選擇性GAL拮抗劑M35和GalR2拮抗劑M871抵消［94］。在單獨(dú)轉(zhuǎn)染GalR2 的細(xì)胞中，這兩種多肽對CREB均無作用，推測GAL（1?15）可能優(yōu)先結(jié)合異聚體中的GalR1 并激活Gi/o 介導(dǎo)的信號［94］。這些結(jié)果共同提示，由GAL（1?15）誘導(dǎo)的GalR1?GalR2異聚體信號失衡可能是導(dǎo)致抑郁的原因之一。有研究通過生物信息學(xué)工具，識別了可能靶向GAL 中的裂解位點(diǎn)從而生成GAL（1?15）的已知蛋白酶，比如內(nèi)肽酶Asp?N、谷?；逆渻?nèi)切酶、原核天冬氨酸激酶等［91］。雖然這些酶能否在生理或病理?xiàng)l件下在體內(nèi)產(chǎn)生GAL（1?15）或GAL（1?16）還需要進(jìn)一步研究來驗(yàn)證，但是該研究提示干預(yù)這些酶從而抑制GAL（1?15）的產(chǎn)生，有可能降低其促抑郁作用。

4 GAL及其受體調(diào)節(jié)抑郁的可能機(jī)制

GAL 及其受體廣泛分布于中樞神經(jīng)系統(tǒng)，GAL與NE、5?HT、多巴胺、神經(jīng)肽Y等多種神經(jīng)遞質(zhì)或神經(jīng)肽共同表達(dá)［19，22?24］。因此GAL 及其受體可能通過與這些神經(jīng)遞質(zhì)或因子相互作用來調(diào)節(jié)抑郁。

4.1 5-HT及其受體調(diào)控機(jī)制

GAL可作用于GalR1和GalR3抑制DR的5?HT能神經(jīng)元，降低5?HT 釋放的水平，加重抑郁。GalR1 在DR 的5?HT 能神經(jīng)元大量表達(dá)［95］。電生理結(jié)果表明，GalR1～3 配體GAL 和GalR2/3 配體GAL（2?11）均抑制了DR 的5?HT 能神經(jīng)元［96］。5?HT1A受體（5?HT1AR）激動劑8?OH?DPAT可作用于自受體，降低大鼠海馬細(xì)胞外5?HT 的水平，與GAL聯(lián)用能進(jìn)一步降低5?HT的水平，5?HT1AR拮抗劑WAY?100635則可以減輕這種降低作用，提示GAL 和5?HT1AR 可在突觸前水平相互作用［97］。癲癇可與抑郁共病，部分誘發(fā)癲癇的大鼠在強(qiáng)迫游泳測試中表現(xiàn)出更長時間的不動行為，同時PFC的5?HT 水平下降，而在DR 注射GalR1/2 拮抗劑M40 能減少建模大鼠的靜止行為并增加5?HT 的水平［98］，提示GalR1 可影響DR 投射到PFC 的5?HT水平從而調(diào)節(jié)抑郁行為。

GalR1 可通過異源二聚作用與5?HT1AR 形成GalR1?5?HT1AR 異聚體，調(diào)節(jié)5?HT1AR 介導(dǎo)的信號通路［99］。還可以形成GalR1?GalR2?5?HT1AR 異源三聚體等，這些異聚體可能在調(diào)節(jié)抑郁中發(fā)揮重要作用［89］。GAL（1?15）可與5?HT1AR 激動劑相互作用，作用于DR 和背側(cè)海馬的GalR1?GalR2?5?HT1AR 異聚體或DR 投射到海馬的5?HT 能神經(jīng)元上的GalR1?GalR2?5?HT1AR 異聚體，變構(gòu)GalR2受體下游信號通路，影響5?HT1AR 的敏感性等，加強(qiáng)5?HT1AR 激動劑的抗抑郁效果。研究表明，GAL（1?15）而非GAL 能夠抑制背側(cè)海馬中配體與5?HT1AR 的結(jié)合［93］。同樣，在腹側(cè)邊緣皮層中，GAL（1?16）比GAL 更強(qiáng)、更有效地降低配體與5?HT1AR 的結(jié)合［92］。此外，GAL（1?15）與5?HT1AR 激動劑8?OH?DPAT 聯(lián)用時，可明顯降低大鼠在強(qiáng)迫游泳中靜止的時間，這種效應(yīng)強(qiáng)于8?OH?DPAT 與GAL 聯(lián)用［100］，提示GAL（1?15）增強(qiáng)了8?OH?DPAT 的抗抑郁作用。GalR1?5?HT1AR異聚體和GalR2?5?HT1AR異聚體在背側(cè)海馬和DR中均有分布［100］，GAL（1?15）分別增加和降低背側(cè)海馬和DR 中5?HT1AR 與8?OH?DPAT 的結(jié)合，且分別增加和降低這兩個區(qū)域5?HT1AR 的mRNA水平［100］。由此推測，一方面GAL（1?15）可能與5?HT1AR相互作用，變構(gòu)GalR1?GalR2異聚體，改變受體介導(dǎo)的信號通路；另一方面，GAL（1?15）改變5?HT1AR 作為自受體或突觸后受體的結(jié)合特征，從而改變8?OH?DPAT 的抗抑郁效果［100］。GAL（1?15）還有可能通過作用于DR 投射到海馬的5?HT 能神經(jīng)元上的GalR1?GalR2?5?HT1AR 異聚體，將其中GalR2 與Gq/11 偶聯(lián)的下游信號通路改變?yōu)榕cGi/o偶聯(lián)的下游信號通路，分別在DR和背側(cè)海馬降低和升高5?HT1AR 的mRNA 水平以及8?OH?DPAT與5?HT1AR的結(jié)合能力，減少5?HT能神經(jīng)元上5?HT1A自受體的信號傳遞，并增加海馬突觸后膜5?HT1AR 的信號傳遞，從而加強(qiáng)抗抑郁的作用［100?101］。

GAL（1?15）還可以與氟西汀相互作用，影響5?HT1AR 的mRNA 水平，從而加強(qiáng)氟西汀的抗抑郁效果或減輕氟西汀對認(rèn)知的破壞。研究表明，GAL（1?15）與氟西汀聯(lián)用，可減少大鼠在強(qiáng)迫游泳中靜止的時間，增加游泳的時間，還可減輕GalR1 與GalR2 敲除大鼠的抑郁樣行為［102］，同時可以增加背側(cè)海馬而非DR中配體與5?HT1AR的結(jié)合及該受體mRNA 水平［102］。GalR2 拮抗劑M871以及5?HT1AR拮抗劑WAY?100635均可阻斷兩藥物聯(lián)用的效應(yīng)，表明GalR2 和5?HT1AR 都在其中發(fā)揮作用［102］。與此發(fā)現(xiàn)一致，也有研究表明，背側(cè)海馬中5?HT1AR 的激活可起到抗抑郁作用［103］。GAL（1?15）可加強(qiáng)氟西汀的抗抑郁效應(yīng)，與上述GAL（1?15）單獨(dú)使用加重抑郁的發(fā)現(xiàn)不一致，可能是因?yàn)閱为?dú)GAL（1?15）主要作用于GalR1?GalR2 異聚體，而氟西汀增高胞外5?HT 水平會進(jìn)一步激活5?HT1AR 的復(fù)合體，比如GalR1?GalR2?5?HT1AR 異聚體［102］。一方面，GAL（1?15）和氟西汀共同作用于該復(fù)合體，可能加強(qiáng)了GalR2 與Gi/o 偶聯(lián)，減少了5?HT1AR 在質(zhì)膜上的內(nèi)化［101］。另一方面，GAL（1?15）同樣可能通過作用于GalR1?GalR2?5?HT1AR 異聚體，增加海馬突觸后膜5?HT1AR 的信號傳遞，從而加強(qiáng)抗抑郁的作用［100?101］。最近研究進(jìn)一步支持了后面的推測，該研究發(fā)現(xiàn)，GAL（1?15）可增強(qiáng)西酞普蘭（一種選擇性5?HT 再攝取抑制劑）的抗抑郁作用，GalR2拮抗劑和下調(diào)5?HT1AR均可阻斷此效應(yīng)［104］，表明5?HT1AR 在GAL（1?15）與西酞普蘭相互作用中的重要性。而且該研究還發(fā)現(xiàn)，GAL（1?15）與西酞普蘭聯(lián)用可以增加DR、腹側(cè)被蓋區(qū)和外側(cè)韁核（lateral habenular nucleus，LHb）的即刻早期蛋白免疫反應(yīng)的5?HT 能胞體數(shù)量，推測GAL（1?15）增強(qiáng)西酞普蘭誘導(dǎo)的抗抑郁作用，可能與激活DR?LHb 和VTA?LHb 兩個環(huán)路有關(guān)［104］。此外，GAL（1?15）還可以通過GalR2逆轉(zhuǎn)氟西汀帶來的認(rèn)知損傷（新物體識別受損）［105］。相比于單獨(dú)使用氟西汀，GAL（1?15）與氟西汀的聯(lián)用增加了內(nèi)側(cè)PFC 中5?HT1AR 的mRNA 的水平以及5?HT1AR與其受體激動劑的結(jié)合［105］。表明GAL（1?15）可能與氟西汀相互作用，通過增加內(nèi)側(cè)PFC 的5?HT1AR 活性和數(shù)量減輕氟西汀對認(rèn)知的損傷。以上研究提示了GalR 形成的異聚體特別是GalR1?GalR2?5?HT1AR 異聚體在調(diào)節(jié)抑郁中的重要作用。但目前對于這些異聚體調(diào)節(jié)抑郁的確切機(jī)制還不清楚，應(yīng)進(jìn)一步探究其在抑郁相關(guān)腦區(qū)或環(huán)路的定位、形成方式、結(jié)構(gòu)特征、信號傳遞、對腦區(qū)活動的調(diào)節(jié)機(jī)制等。這將為開發(fā)新的抗抑郁藥物以及規(guī)避現(xiàn)有抗抑郁藥物的不良反應(yīng)提供良好的研究基礎(chǔ)與方向指引。

4.2 去甲腎上腺素調(diào)控機(jī)制

GAL在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中與NE共定位，也可能通過影響NE神經(jīng)元活性來調(diào)節(jié)抑郁。早期研究表明，在人體注射GAL 可降低仰臥位和直立姿勢刺激導(dǎo)致的血漿NE 釋放［106］，提示GAL 可影響NE并調(diào)節(jié)心血管和自主神經(jīng)系統(tǒng)。側(cè)腦室注射GAL可降低基礎(chǔ)的以及抗抑郁藥物丙咪嗪和西酞普蘭誘導(dǎo)的大鼠海馬細(xì)胞外NE 水平的增加［107］，提示GAL 對LC 的NE 能神經(jīng)元有抑制作用。全細(xì)胞膜片鉗記錄顯示，GAL 對LC 中的NE 能神經(jīng)元的抑制是通過作用于GalR1 以及抑制性GRK 通道介導(dǎo)的［55］。因此，GAL 可通過GalR1 抑制NE 能神經(jīng)元，并降低NE 的釋放，導(dǎo)致抑郁樣行為。在NE能神經(jīng)元中敲除GAL 基因的小鼠品系中，腦橋、海馬以及PFC 中的GAL 水平降低，表明這些腦區(qū)的NE 能神經(jīng)元是GAL 的重要來源［108］，但是小鼠在抑郁測試中表現(xiàn)正常，只表現(xiàn)出焦慮水平的改變［108］。這可能同樣是由于機(jī)體通過代償?shù)姆绞竭m應(yīng)了GAL的缺失［67］。

4.3 神經(jīng)肽Y及其受體調(diào)控機(jī)制

GAL 可通過增加神經(jīng)肽 Y?Y1 受體（neuropeptide Y Y1 receptor，NPYY1R）與NPYY1R 激動劑的結(jié)合，以及增加NPYY1R 的mRNA 水平，或者通過GalR2?NPYY1R 異聚體，來調(diào)節(jié)抑郁。側(cè)腦室注射GAL 可增加海馬齒狀回NPYY1R 與配體的結(jié)合及其受體mRNA 表達(dá)，還促進(jìn)了NPYY1R 激動劑誘導(dǎo)的大鼠強(qiáng)迫游泳靜止時間進(jìn)一步下降［109］。這種效應(yīng)可能由海馬齒狀回中GalR2?NPYY1R 異聚體的形成所介導(dǎo)。與激活NPYY1R相比，GalR2和NPYY1R的共激活導(dǎo)致齒狀回中GalR2?NPYY1R異聚體密度增加，GalR2從Gq/11偶聯(lián)轉(zhuǎn)換為Gi/o偶聯(lián)，從而抑制了AC?PKA?CREB 信號通路，使得激活細(xì)胞數(shù)量進(jìn)一步減少［109］。此外，在培養(yǎng)細(xì)胞中共同激活GalR2 和NPYY1R，可導(dǎo)致GalR2被募集到細(xì)胞膜上，推測與胞外調(diào)節(jié)激酶通路的激活作用的增強(qiáng)有關(guān)［49］。

4.4 其他神經(jīng)遞質(zhì)或因子的調(diào)控機(jī)制

GAL 還可能通過腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子（brain?derived neurotrophic factor，BDNF）和多巴胺等因子或遞質(zhì)來調(diào)節(jié)抑郁。雙側(cè)PFC注射GalR1?siRNA可改善產(chǎn)后抑郁模型大鼠的抑郁樣行為，而且可以逆轉(zhuǎn)PFC 中CREB?BDNF 信號水平的下調(diào)［43］，表明抑制GalR1可能通過升高BDNF水平產(chǎn)生抗抑郁作用。GAL 還可與多巴胺相互作用調(diào)節(jié)抑郁。大鼠側(cè)腦室注射GAL（1?15）表現(xiàn)出快感缺失樣行為，其腹側(cè)被蓋區(qū)多巴胺轉(zhuǎn)運(yùn)體、囊泡單胺轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白2的表達(dá)水平降低，腹側(cè)被蓋區(qū)多巴胺受體3和伏隔核多巴胺受體1/2/3的表達(dá)水平升高［110］。這些結(jié)果提示，GAL（1?15）可能是通過改變多巴胺系統(tǒng)從而調(diào)節(jié)抑郁。此外，GAL 下游信號通路還可能與轉(zhuǎn)錄因子ETS?1 相互作用調(diào)節(jié)抑郁。研究表明，慢性溫和應(yīng)激降低了大鼠腹側(cè)海馬ETS?1 和GalR2的表達(dá)，腹側(cè)海馬ETS?1的過表達(dá)減輕了大鼠的抑郁樣行為，而且還增加了大鼠原代海馬神經(jīng)元GalR2的表達(dá)以及其下游磷酸化的胞外信號調(diào)節(jié)蛋白激酶1和2的水平［44］，這表明ETS?1的抗抑郁作用可能是通過增強(qiáng)腹側(cè)海馬GalR2的信號通路來實(shí)現(xiàn)的。

5 總結(jié)與展望

綜上所述，GAL 系統(tǒng)在調(diào)節(jié)抑郁中發(fā)揮了重要作用，GAL 及其受體作為治療抑郁癥的靶點(diǎn)呈現(xiàn)出巨大的潛力。首先，GalR1介導(dǎo)促進(jìn)抑郁的作用，GalR1的激活可能通過抑制DR的5?HT能神經(jīng)元、LC 的NE 能神經(jīng)元、vPAG 和PFC 的谷氨酸能神經(jīng)元，減少5?HT和NE的釋放，減少谷氨酸能的傳遞，從而導(dǎo)致抑郁行為（圖1a、b、c、e）；GalR2介導(dǎo)抗抑郁的作用，激活GalR2可能通過促進(jìn)5?HT 能神經(jīng)元磷酸肌醇代謝以及胞內(nèi)鈣離子濃度增加，增加5?HT 的釋放，達(dá)到抗抑郁的效果（圖1c）；GalR3 有致抑郁的作用，GalR3 激活可能通過加強(qiáng)GAL 對DR 的5?HT 能神經(jīng)元的抑制作用誘發(fā)抑郁（圖1c）。其次，GAL的N端有生物活性的片段GAL（1?15）通過結(jié)合GalR1?GalR2 異聚體，偏向性地激活GalR1 下游信號通路，介導(dǎo)比GAL更強(qiáng)的抑郁效應(yīng)（圖1c）。GAL（1?15）還可以與5?HT1AR，或者與GalR1?GalR2?5?HT1AR 異聚體相互作用，加強(qiáng)5?HT1AR 激動劑的抗抑郁效果（圖1d）。最后，GAL還可能通過神經(jīng)肽Y（圖1f）、BDNF 和多巴胺等遞質(zhì)或因子來調(diào)節(jié)抑郁。GAL 及其受體在抑郁中的作用及其機(jī)制研究雖取得較大進(jìn)展，但仍有一些問題需要被注意和解決。

Fig.1 The possible mechanisms of galanin and its receptors in regulating the function of depression-related brain regions圖1 甘丙肽及其受體調(diào)控抑郁相關(guān)腦區(qū)功能的可能機(jī)制

5.1 GAL及其受體調(diào)節(jié)抑郁的性別差異

人類研究表明，GAL 調(diào)節(jié)抑郁具有性別差異性，然而目前大部分動物研究使用的是雄鼠，對比雌雄鼠之間差異的研究很少［14，54，111?112］。GAL可與促黃體激素釋放激素共定位，其共表達(dá)的比例以及GAL 的表達(dá)水平都是女性高于男性，這表明GAL的部分作用可能是女性獨(dú)有的［113］，所以GAL在女性和男性抑郁癥患者中的作用可能不同，未來研究應(yīng)進(jìn)一步區(qū)分性別差異，并據(jù)此開發(fā)不同的抗抑郁藥物。

5.2 靶向GAL或GalR的藥物開發(fā)及其應(yīng)用

GAL 類抗抑郁藥物的開發(fā)還有待優(yōu)化。應(yīng)用多肽藥物的一個主要挑戰(zhàn)是難以通過血腦屏障［81］，目前針對GalR2的特異性激動劑SG2A可以鼻內(nèi)吸入且具有良好的抗抑郁效果［81］，但是也會導(dǎo)致厭食以及使正常小鼠體重顯著下降的副作用［81］，而且該藥物是否會影響正常的認(rèn)知和情緒功能尚沒有報道。因此還需要更多研究來評估用藥安全性并減少副作用。此外，不同腦區(qū)中GAL 及其受體對抑郁的調(diào)控作用不盡相同，作用機(jī)制也不完全清楚，極大地限制了藥物的設(shè)計(jì)與開發(fā)，所以需要加強(qiáng)機(jī)制的深入研究。除了直接靶向GalR 設(shè)計(jì)激動劑或拮抗劑之外，靶向生成GAL（1?15）或GAL（1?16）的酶、靶向GalR 的N 連接糖基化和細(xì)胞內(nèi)磷酸化過程、或者靶向GalR1?GalR2 異聚體或GalR1?GalR2?5?HT1AR 異聚體來設(shè)計(jì)藥物，對于開發(fā)新型抗抑郁藥物，加強(qiáng)傳統(tǒng)抗抑郁藥物的效果，或者改善其副作用可能都具有重要意義。