磁共振成像(MRI)已被公認為實現重度抑郁癥(MDD)“臨床診斷具體化”的有價值工具。然而,MRI結果的可靠性和有效性往往受到測試樣本中遺傳、環境和臨床異質性的影響。2025年7月9日,山東大學劉樹偉教授聯合山東大學齊魯醫院楊樂金副教授團隊在Molecular Psychiatry(IF 10.1)發表了題為“Alterations in miR-151a-3p of plasma-derived exosomes and associated multimodal neuroimaging patterns in major depressive disorder”的文章,研究通過將血漿外泌體衍生的miR-151a-3p表達與其相關的多峰MRI模式相結合,提出了一種創新的MDD診斷模型,有可能成為一種新的診斷工具。
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基因信息:miR-151-3p
病毒產品:AAV9-U6-miR-151-3p-sponge-eGFP、AAV9-U6-miR-151a-3p-eGFP、 AAV9-U6-NC-eGFP
實驗動物:6周齡雄性C57BL/6J小鼠
注射部位:ACC區域
注射劑量:0.6μL;0.2μL/min

AAV感染ACC細胞的eGFP染色


ACC中miR-151-3p敲低和miR-151a-3p過表達驗證
部分研究結果分享
1、抑郁癥患者血漿外泌體中miR-151a-3p的表達水平降低
MiRNAs可以從神經元釋放到細胞外環境中,并可以通過與RNA結合蛋白結合或通過外泌體和微囊泡運輸進一步傳播到體液循環中。MiRNAs非常穩定,使其成為理想生物標志物的候選者。作者首先從血漿中提取外泌體并使用NanoFCM技術證實了外泌體標記蛋白CD9、CD63和CD81的存在。采用miRNA測序分析MDD和HC(健康對照)組血漿外泌體中miRNA的差異表達,發現miR-151a-3p在MDD測序樣本中始終表現出較低的表達,在HC測序樣本中表現出較高的表達。此外,通過qRT-PCR實驗進一步證實了這一發現。因此,差異表達的血漿外泌體衍生的miR-151a-3p被鑒定為MDD的候選miRNA。作者構建出一個維度為229×34的特征矩陣,該矩陣作為輸入數據,用于支持向量機(SVM)模型以區分MDD患者與健康對照者,與miR-151a-3p相關的多模態MRI特征在MDD和HC組之間產生了更好的分類。
圖1. miR-151a-3p在MDD患者血漿來源的外泌體中的表達水平下調
2、小鼠ACC中miR-151-3p敲低和hsa-miR-151a-3p過表達的行為效應
為了研究miR-151a-3p異常表達與MDD發生之間的因果關系,作者利用AAV分別在小鼠ACC中下調miR-151a-3p和過表達hsa-miR-151a-3p,并利用qPCR證實了AAV病毒介導的表達效果。行為測試的結果還證實,敲低小鼠ACC中miR-151-3p的表達可以誘導抑郁樣行為,但不會影響小鼠的運動能力。相比于對照組CUMS-NC,miR-151-3p過表達組小鼠不動時間顯著縮短,并且糖攝入量增加。此外,不同組小鼠間的運動距離和平均運動速度沒有差異,表明CUMS暴露和hsa-miR-151a-3p表達不影響小鼠的運動能力。機制研究發現miR-151a-3p上調導致MAPK通路活性的抑制,從而抑制相關的炎癥反應,進而緩解抑郁樣行為。
圖2. 利用AAV在小鼠ACC中過表達hsa-miR-151a-3p可以緩解抑郁樣行為
研究結論
該研究首次在臨床血液樣本中觀察到MDD患者血漿外泌體中miR-151a-3p的表達水平顯著降低。動物實驗進一步證實了miR-151a-3p異常表達與MDD發生之間的因果關系。上述所有結果表明,所識別的miR-151a-3p相關多模態MR影像模式具有成為MDD特異性、基因介導的腦影像標志物的潛力。