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2026年4月6日,由华中科技大学同济医学院王芳、陈建国教授团队共同完成的研究论文《Liver-derived complement component 3 promotes the susceptibility to stress-induced depression by impairing blood-brain barrier integrity》在线发表于神经精神领域权威期刊《Molecular Psychiatry》。该研究依托多种慢性应激小鼠模型,结合全身基因敲除、肝脏特异性病毒定向调控、脑区局部给药、体外细胞共培养等多层次实验手段,完整揭示了一条全新肝 - 脑致病通路:慢性应激促使机体分泌皮质酮,通过激活肝细胞 NF-κB 信号通路诱导肝脏大量合成释放补体 C3;循环 C3 裂解生成活性片段 C3a,特异性结合伏隔核脑血管内皮 C3a 受体,经下游 C3aR–CCAAT/enhancer-binding protein-α 信号通路下调紧密连接核心蛋白 Claudin-5,选择性破坏伏隔核血脑屏障完整性,最终提升个体应激易感性并诱发抑郁样行为;研究同时通过缺失、抑制、过表达、挽救四类双向实验完成因果验证,证实靶向抑制肝脏 C3 或阻断伏隔核 C3a 受体均可修复血管屏障、改善抑郁相关表型,既阐明了肝脏通过外周免疫因子远程调控中枢情绪稳态的全新病理逻辑,也突破现有抗抑郁药物的研发思路局限,为应激诱导型抑郁症提供了肝脏靶向的新型干预靶点,为理解 “肝主情志” 的现代分子机制提供了关键实验依据。 01 研究方法 1.1 动物应激模型 研究构建四类互补的小鼠应激模型,覆盖社交、非社交、激素模拟三类应激场景:慢性社交挫败应激(CSDS)作为核心抑郁造模手段,可区分应激易感、应激抵抗小鼠;阈下社交挫败应激(SSDS)为轻度应激,用于验证 C3 对抑郁易感性的放大作用;慢性不可预测应激(CUS)模拟无规律生活压力,验证实验结论不依赖单一应激类型;慢性皮质酮给药模型直接模拟长期应激激素暴露,解析上游调控通路。雌雄小鼠均纳入实验,初步验证通路无明显性别偏向,后续机制实验主要采用雄性小鼠开展。 1.2 基因定向操纵技术(因果验证核心手段) 为精准区分肝脏来源 C3 与其他组织 C3 的功能,采用多层级基因操纵工具实现双向调控:全身 C3 基因敲除小鼠,从整体层面验证 C3 分子的必要功能;肝细胞特异性 rAAV2/8 载体携带 C3-shRNA,仅靶向抑制肝脏 C3 表达;肝细胞特异性慢病毒 LV-TBG-C3,仅在肝脏强制过表达 C3;立体定位脑区微量注射技术,向伏隔核局部给予 C3a 受体拮抗剂,在中枢局部阻断下游损伤通路。 1.3 体外细胞实验体系 搭建两类细胞实验辅助体内机制验证:原代肝细胞与 bEnd.3 小鼠脑微血管内皮细胞共培养体系,复现肝源性因子对脑血管内皮的直接作用;AML-12 肝细胞系皮质酮刺激实验,单独解析应激激素对肝细胞 C3 合成的调控;重组 C3a 蛋白直接孵育脑内皮细胞,单独验证 C3 活性片段对紧密连接蛋白的调控作用。 1.4 检测与统计技术 行为学检测包含社交交互、糖水偏好、飞溅梳理、悬尾、强迫游泳、旷场六项实验,从社交、奖赏、绝望、自主活动多维度评价抑郁样表型;血脑屏障通透性依靠 FITC - 葡聚糖、伊文思蓝血管渗漏实验定性定量评估;分子层面采用 qRT-PCR、Western blot、ELISA 分别检测基因转录、蛋白表达、体液分子浓度;免疫荧光共定位将血管内皮标记物 CD31 与通路关键蛋白共染,直观观察蛋白表达与细胞分布;统计学依托 t 检验、方差分析、Pearson 相关性分析完成组间差异与关联判定。 02 研究内容 2.1 C3 是应激诱导抑郁、伏隔核血脑屏障破损的必需分子 首先利用慢性社交挫败应激模型划分易感、抵抗小鼠,结果显示应激易感小鼠血清 C3 水平显著升高,血清 C3 含量与小鼠社交互动能力存在显著负相关。为明确 C3 的必要性,使用全身 C3 敲除小鼠开展平行应激处理:野生型小鼠经历应激后出现完整抑郁样行为,伏隔核出现明显血管染料渗漏;而 C3 敲除小鼠几乎不会出现社交回避、快感缺失、行为绝望等抑郁表型,伏隔核血脑屏障维持完整,小鼠的应激抵抗比例大幅提升。 结论:C3 分子是慢性应激造成抑郁行为、伏隔核血脑屏障损伤不可或缺的介质,缺失 C3 可显著提升小鼠应激耐受能力。 图 1:C3 是应激诱导抑郁、伏隔核血脑屏障渗漏的必要分子 2.2 慢性应激升高的循环 C3 特异性来源于肝脏,抑制肝脏 C3 可逆转病理损伤 多器官分子筛查结果显示,仅肝脏组织的 C3 基因转录与蛋白表达水平在应激后显著上调,肺、脾脏、肠道、脑组织内 C3 无明显变化,且雌雄小鼠应激后均存在肝脏 C3 升高的现象。相关性分析证实,肝脏 C3 表达量越高,小鼠抑郁相关行为异常越严重。为单独验证肝脏 C3 的作用,向小鼠尾静脉注射肝细胞特异性 rAAV 载体,实现肝脏 C3 特异性敲低。结果显示,肝脏 C3 被抑制后,小鼠外周血清 C3 同步下降,社交回避、快感缺失、行为绝望等抑郁表型得到明显缓解;同时伏隔核血管荧光染料渗漏程度显著降低,血脑屏障完整性得到修复。 结论:慢性应激下外周升高的致病 C3 完全由肝脏合成,仅抑制肝脏 C3 表达,即可同时改善应激诱导的抑郁行为与伏隔核血脑屏障破损。 图 2:肝脏特异性敲低 C3 可逆转应激造成的抑郁与屏障损伤 2.3 肝脏过表达 C3 可直接提升小鼠应激易感程度,诱发屏障损伤 采用慢病毒介导肝脏特异性 C3 过表达,分两组反向验证肝源性 C3 的充分致病作用。第一组在 C3 敲除小鼠肝脏回补 C3:原本具备强应激抵抗能力的敲除小鼠,重新出现社交回避、快感缺失、行为绝望,伏隔核血脑屏障再次发生渗漏。第二组对野生型小鼠进行肝脏 C3 过表达,仅施加不会造成损伤的轻度阈下社交应激,即可诱导出全套抑郁样行为,伏隔核同样出现明显血管渗漏。 结论:肝脏过量合成释放 C3 是诱发应激抑郁、破坏伏隔核血脑屏障的充分条件,肝源性 C3 能够放大应激带来的病理损伤,大幅降低小鼠应激耐受阈值。 图 3:肝脏过表达 C3 足以提升应激易感性,诱发抑郁与屏障破损 2.4 肝源性 C3 选择性下调伏隔核 Claudin-5,特异性破坏血管紧密连接 为解析血脑屏障破损的分子基础,研究检测三类核心紧密连接蛋白:Claudin-5、Occludin、ZO-1。结果显示,慢性应激仅下调伏隔核血管内皮的 Claudin-5 蛋白,Occludin 与 ZO-1 表达不受影响,且海马、前额叶等其他脑区 Claudin-5 无明显改变。 免疫荧光共定位结果显示,血管内皮标记 CD31 与 Claudin-5 的重合度可直观反映屏障完整程度:C3 敲除、肝脏 C3 敲低可恢复 Claudin-5 表达,提升二者共定位水平;肝脏特异性过表达 C3 会进一步抑制 Claudin-5,降低共定位信号。全程 CD31 表达无变化,说明血管内皮细胞总量未改变,仅细胞间密封结构受损。 结论:肝源性 C3 仅靶向伏隔核内皮 Claudin-5 进行调控,通过减少该核心紧密连接蛋白破坏血脑屏障,不改变血管内皮细胞数量与其他连接蛋白表达。 图 4:肝源性 C3 特异性下调伏隔核紧密连接蛋白 Claudin-5 2.5 C3aR-EPAC-C/EBP-α 信号轴介导 Claudin-5 下调与抑郁易感 体外共培养实验初步证实,应激小鼠肝细胞分泌的因子会抑制脑内皮细胞 Claudin-5,该效应依赖 C3 裂解产物 C3a 与内皮细胞表面 C3a 受体;C3a 结合受体后,会下调下游 EPAC 与转录因子 C/EBP-α,而 C/EBP-α 直接调控 Claudin-5 基因表达。体内挽救实验进一步验证通路功能:对肝脏 C3 过表达小鼠,向伏隔核局部微量注射 C3a 受体拮抗剂。结果显示,拮抗剂可恢复内皮细胞 EPAC、C/EBP-α 表达,上调 Claudin-5,修复伏隔核血脑屏障;对应小鼠社交、奖赏、绝望相关抑郁行为全部得到改善,小鼠体重、自主活动能力无变化,排除非特异性干扰。 结论:伏隔核内皮 C3aR 介导的 EPAC-C/EBP-α 信号抑制,是肝源性 C3 下调 Claudin-5、诱导抑郁行为的核心分子通路,阻断该受体可完全逆转肝 C3 过量带来的病理损伤。 图 5:C3aR-EPAC-C/EBP-α 通路介导 Claudin-5 下调与抑郁易感 2.6 皮质酮通过激活肝细胞 NF-κB 通路,驱动肝脏合成释放 C3 研究解析调控肝脏 C3 合成的上游应激激素通路:慢性应激会提升小鼠血清与肝脏内皮质酮浓度。体外肝细胞实验显示,皮质酮可呈时间、浓度依赖性促进肝细胞合成、分泌 C3;长期给小鼠注射皮质酮,可单独诱导肝脏 C3 升高、外周 C3 累积,并诱发抑郁样行为。机制层面,皮质酮刺激会激活肝细胞内 NF-κB 通路,促使通路核心蛋白 p65 从细胞质转移至细胞核;使用 NF-κB 通路抑制剂处理肝细胞,可完全阻断皮质酮诱导的 C3 升高。 结论:慢性应激释放的皮质酮是肝脏大量合成 C3 的上游启动信号,皮质酮通过激活肝细胞 NF-κB 转录通路,促进 C3 基因表达与蛋白释放,完整串联起全身应激与肝脏免疫分子合成的调控链条。 图 6:皮质酮通过激活肝细胞 NF-κB 通路促进肝脏分泌 C3 03 创新点 3.1 源头创新:首次明确肝脏是应激抑郁致病 C3 的外周核心来源 既往研究仅能证明抑郁患者外周 C3 升高,但无法区分 C3 来源于中枢脑组织或外周各类器官。本文依托肝细胞特异性基因操纵技术,直接证实慢性应激下参与致抑郁、破血脑屏障的功能性 C3 全部由肝脏合成,搭建了全新的肝 - 脑交互致病通路,打破抑郁症研究长期聚焦中枢神经递质的单一研究框架,拓展外周器官参与精神疾病发病的研究维度。 3.2 区域与分子机制创新:阐明伏隔核特异性血管损伤的完整逻辑 以往研究仅观察到应激会造成脑区血脑屏障渗漏,无法解释损伤为何集中在负责奖赏功能的伏隔核。本文明确两点关键机制:一是伏隔核脑血管内皮高表达 C3a 受体,对循环 C3a 高度敏感,形成脑区损伤特异性;二是肝源性 C3 仅选择性抑制 Claudin-5 这一单一紧密连接蛋白,不干扰 Occludin、ZO-1,解释了应激状态下神经血管损伤的分子特异性,完善应激诱导神经血管单元病变的理论体系。 3.3 通路闭环创新:构建从全身应激到抑郁行为的完整调控链条 文章串联多层级上下游信号,形成无断点的完整病理链条:慢性应激→皮质酮升高→肝细胞 NF-κB 通路激活→肝脏合成释放大量 C3→循环 C3 裂解产生 C3a→结合伏隔核内皮 C3aR→抑制 EPAC-C/EBP-α 信号→Claudin-5 表达下降→伏隔核血脑屏障渗漏→小鼠出现抑郁样行为。从上游应激激素、外周器官效应、中枢血管损伤到最终行为表型,每一段通路均通过体内外正反实验验证,因果证据链完整且严谨。 3.4 转化医学创新:提出抑郁症外周靶向干预的全新治疗思路 现有主流抗抑郁药物靶向中枢单胺类神经递质,普遍存在起效慢、部分患者无应答、中枢副作用明显等局限。该研究证实,直接抑制肝脏 C3 合成、阻断伏隔核 C3a 受体均可有效缓解抑郁病理表型,为抑郁症提供不依赖中枢神经递质的外周靶向干预靶点;靶向肝脏补体通路的药物无需大量穿透血脑屏障,理论上中枢不良反应更低,为难治性应激抑郁的新药研发提供扎实的动物实验依据。 04 启发 4.1 研究思路启发:拓宽精神疾病研究边界,重视外周 - 中枢交互轴 传统抑郁症研究重心集中于大脑内部神经元、神经递质、胶质细胞,本文提示肝脏、肠道等外周代谢免疫器官可通过循环分泌因子远程调控中枢脑区稳态,肝 - 脑轴是精神疾病极具挖掘价值的研究方向。外周先天免疫分子是连接全身慢性应激与中枢情绪相关脑区病变的关键桥梁,后续精神疾病机制研究不能局限于中枢组织,需兼顾全身器官交互作用。 4.2 实验设计启发:多层级双向操纵构建严谨因果论证体系 相关性结论无法支撑分子功能机制,该文采用一套可复刻的严谨实验范式:全身基因敲除证明分子必要性、组织特异性敲低锁定来源器官、组织特异性过表达证明分子充分性、局部受体阻断完成通路挽救验证。缺失、抑制、过表达、挽救四类实验互为补充,多层次反向验证排除混杂变量干扰,为动物水平分子机制研究提供标准化的论证思路,可直接借鉴用于同类免疫 - 神经交互课题。 4.3 病理机制启发:神经血管屏障是应激抑郁的核心中间病理节点 过去多将血脑屏障渗漏视作应激带来的次要伴随损伤,该研究证实伏隔核血脑屏障完整性直接决定小鼠奖赏、社交相关情绪状态,血管渗漏是诱发抑郁核心症状的关键中间病理环节,而非次要现象。神经血管单元可作为应激相关情绪障碍全新的核心研究切入点,围绕血管内皮、紧密连接蛋白开展机制与药物筛选具备重要研究价值。 4.4 临床转化启发:外周靶向药物具备独特开发优势 对比直接作用于中枢的药物,调控肝脏分泌蛋白、外周补体受体的小分子药物无需穿透血脑屏障,可规避中枢神经相关副作用,药物安全窗口更大。针对补体、肝脏炎症通路的外周抗炎药物,能够弥补现有抗抑郁药的短板,尤其适用于伴随全身低度炎症的应激型、难治性抑郁症,为临床分层治疗提供新方向。 4.5 后续研究拓展启发:明确现有研究存在的空白与挖掘方向 性别异质性有待深挖:雌性小鼠同样存在肝脏 C3 升高现象,但性激素对整条调控通路的修饰作用、雌雄抑郁易感性差异背后的分子机制尚未阐释;临床转化存在断层:全部实验仅基于啮齿类动物完成,缺少人体临床组织样本、临床试验数据支撑靶点有效性;脑区异质性机制可深入解析:不同脑区血管内皮 C3a 受体表达差异的转录、表观调控机制,可借助单细胞转录组、空间转录组技术开展细化研究。 参考文献: Deng, T., Chen, HS., Wang, HJ. et al. Liver-derived complement component 3 promotes the susceptibility to stress-induced depression by impairing blood-brain barrier integrity. Mol Psychiatry 31, 4233–4246 (2026). https://doi.org/10.1038/s41380-026-03551-1





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