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當你感到無助或者是面對壓力事件時，你會怎麼辦？儘管大部分人都能應對厭惡或壓力事件，但是厭惡或壓力事件是行為問題和情緒障礙的重要危險因素，然而促進對壓力事件的適應性或者易感性的遺傳因素以及調控機制還沒有闡明。

從該角度進行研究，來自冷泉港實驗室的Linda Van Aelst團隊發現內側前額葉PV神經元敲除基因Ophn1能夠誘導小鼠的無助和抑鬱樣行為，提示著Ophn1基因缺陷以及內側前額葉環路活動異常能夠導致個體發展出壓力應對相關行為障礙和情感疾病。

患有智力障礙的人士出現與壓力相關的行為問題以及情緒障礙的風險更大，因為他們在日常生活中可能遇見更多壓力事件，比如被欺凌、被強迫解決問題等。

編碼RhoGTP酶活化蛋白的OPHN1（oligophrenin-1）位於X染色體上，與智力障礙關聯的基因之一。OPHN1基因突變能夠導致X染色體智力障礙綜合徵，患者表現出一定的智力障礙以及行為問題，包括情緒失衡和不能忍受沮喪，從而引發無助或抑鬱反應，並且常常因壓力增加或加劇。

1。Ophn1敲除小鼠難以應對壓力事件

研究者利用β-actin-Cre小鼠與Ophn1-flox小鼠雜交構建ACTB-Ophn1cKO小鼠，並且透過習得性無助實驗正規化來檢測Ophn1敲除小鼠面對壓力事件的反應。

結果發現大約有74% 的ACTB-Ophn1cKO小鼠表現出習得性無助行為（LH）（圖1），即在不可預知的電擊刺激條件下，ACTB-Ophn1cKO小鼠的逃跑潛伏期更長，且躲避失敗率更高，意味著它們難以處理這種壓力事件。

圖1 更多的ACTB-Ophn1cKO小鼠表現出LH

另外，在經歷重複社交失敗壓力5天后，ACTB-Ophn1cKO小鼠表現出更顯著的社交逃避行為（圖2）。這些結果表明Ophn1對於個體調控壓力相關行為起著重要作用，Ophn1缺失促使小鼠在面對壓力事件時出現無助行為。

圖2 ACTB-Ophn1cKO小鼠表現出更顯著的社交逃避行為

2。PL-mPFC中PV神經元的Ophn1介導習得性無助反應

對ACTB-Ophn1cKO小鼠不同腦區注射AAV-Cre-GFP來敲除特定腦區的Ophn1，發現只有敲除內側前額葉皮層前緣區（PL-mPFC）的Ophn1才能誘導小鼠更多表現出LH。

同樣地，透過構建特定神經元型別Ophn1敲除小鼠，發現只有敲除PV神經元的Ophn1得到相同的結果。那特異性敲除PL-mPFC中PV神經元的Ophn1是否足以誘導LH呢？

為此，研究者構建了Ophn1flox/Y； PV-Flp小鼠，透過在PL-mPFC注射AAV-fDIO-Cre-GFP病毒就能實現特異性敲除PL-mPFC中PV神經元的Ophn1基因。結果發現相對於對照組（21%），有更多的（56%）Ophn1flox/Y； PV-Flp小鼠表現出LH（圖3），表明PL-mPFC中PV神經元的Ophn1表達是動物靈活應對壓力事件的充分條件。

圖3 PL-mPFC中PV神經元的Ophn1基因敲除導致小鼠難以應對壓力事件

3。Ophn1敲除導致腦區過度興奮

對PL-mPFC腦區中 II / III層PV神經元進行了全細胞膜片鉗記錄，發現敲除Ophn1後PV神經元自發性放電頻率以及興奮性突觸後電位降低。另外，記錄發現臨近的椎體神經元（PyN）活動增加，且傳入到PV神經元的單一興奮性突觸後電位受到了抑制（圖4）。

這些結果表明，敲除Ophn1導致PV神經元對來自鄰近PyN的興奮性突觸輸入的反應降低，進而導致PV神經元活動性降低，然後促進周圍神經元的活動性，使得PL-mPFC腦區興奮性增加。

圖4 PyN傳入到PV神經元單一興奮性突觸後電位降低

對Ophn1cKO小鼠注射hM3D（Gq）和hM4Di病毒來分別興奮PL-mPFC的PV神經元或者是抑制PL-mPFC腦區神經元活動，結果發現都能顯著改善Ophn1敲除導致的LH（圖5），表明PV神經元活性降低導致PL-mPFC腦區神經元活性增加是Ophn1敲除小鼠表現無助行為的原因。

圖5 興奮PL-mPFC PV神經元和抑制PL-mPFC腦區改善LH

4。Ophn1透過抑制RhoA/Rho通路介導LH

OPHN1是一種包含多結構域的Rho-GTP酶活化蛋白，可與許多銜接子/訊號分子相互作用，其中OPHN1與RhoA / Rho激酶的互作十分關鍵。OPHN1透過抑制RhoA及其下游效應子Rho激酶的活性來調節PyN樹突棘/突觸的發育。另一方面，RhoA和Rho激酶均在PV神經元中表達。

Ophn1缺失是否導致PV神經元中RhoA/Rho激酶活性增加，進而減少興奮性突觸的數量從而導致PL-mPFC神經元活動增加？

利用Rho激酶抑制劑法舒地爾來抑制PL-mPFC中Rho激酶的活性，能夠恢復PV-Ophn1cKO 小鼠的PL-mPFC中PV神經元的活動，並且能夠降低PL-mPFC神經元活動。同時，PV-Ophn1cKO小鼠的無助行為也有了一定的改善（圖6），即更多的小鼠能夠很好地去應對不可預知的電擊壓力事件。

圖6 抑制Rho激酶活性改善小鼠的LH

總 結

總而言之，本研究發現了一種Rho-GTP酶活化蛋白Ophn1缺失能夠促進個體在壓力應激下的無助/抑鬱樣行為。

在PL-mPFC中PV神經元特異表達的Ophn1缺失後，無法抑制RhoA及其下游效應子Rho激酶的活性，進而導致了PV神經元突觸發育異常，使得PV神經元活動性降低，進一步導致PL-mPFC過度興奮，最終促使個體更易表現出LH。

這一研究發現為闡述遺傳性智力障礙人群發展與壓力相關的行為問題和情緒障礙的機制提供了新的思路以及治療方向。

編譯作者：Sybil（brainnews創作團隊）

校審：Simon（brainnews編輯部）