近日，東南大學附屬中大醫院神經內科張志珺教授、羅雄劍教授和東南大學醫學院孔巖副教授團隊聯合中科院深圳先進院/深圳理工大學以“The regulatory variant rs1950834 confers the risk of depressive disorder by reducing LRFN5 expression”為題在BMC Medicine（中科院1區Top雜志）在線發表研究論著。該研究創新性結合遺傳學和生物信息學、CRISPR-Ca9介導的基因敲除和單堿基編輯以及慢性不可預知溫和應激（chronic unpredictable mild stress, CUMS）誘導的抑郁樣行為小鼠模型，發現并首次報道單核苷酸多態性位點rs1950834遠程調控靶基因-富含亮氨酸重復序列和纖維結合蛋白III型結構域5（leucine-rich repeat and fibronectin type III domain containing 5, LRFN5）表達參與抑郁發生的重要作用，為抑郁癥分子診斷和靶向干預提供了新的思路和實證。

張志珺教授、羅雄劍教授以及孔巖副教授為本論文共同通訊作者。欒迪、李一凡、張艾妮、柏晴晴和趙特為共同第一作者。本研究模式動物電生理測定相關研究得到中科院深圳先進院腦所朱英杰教授的支持和幫助。該研究獲得2030-科技創新重大項目、國家自然科學基金重點和面上項目以及深圳科技基金等項目資助。

rs1950834 通過調控伏隔核LRFN5表達參與抑郁發病的分子機制示意圖

抑郁癥遺傳度約37%，全球大樣本薈萃全基因組關聯分析（GWAS）發現了諸多單核苷酸多態性（SNPs）位點，但尚未確定任何致病基因，并亟待深入闡明風險變異位點參與抑郁發生的確切機制和功能意義。rs1950834變異位于人類14號染色體（14q21.1）LRFN5基因啟動子區域，與抑郁癥發病風險密切關聯。初步的功能基因組學研究發現34個抑郁癥風險SNPs位點破壞了11種轉錄因子結合，其中rs1950834A等位基因導致轉錄因子活性下降并增加抑郁發生風險，而其G等位基因具有保護性作用。LRFN5，又稱為突觸黏附樣分子5（synaptic adhesion-like molecule 5, SALM5），作為Ⅰ型跨膜蛋白主要表達在神經系統并調控突觸發育和功能，但其在抑郁發病中的作用尚未闡明。因此，本研究對rs1950834變異是否通過影響LRFN5在特定腦區和神經細胞類型中表達和功能參與抑郁癥發病機制開展了深入研究。

首先，功能基因組學分析發現rs1950834位于開放染色體區域，并與轉錄激活信號H3k4me3、H3k4me1和H3k27ac密切相關。相較于G等位基因，其A等位基因的轉錄因子RAD21和POLR2A結合活性減低；通過在人神經母細胞瘤SH-SY5Y細胞株和膠質母細胞瘤U251細胞株進行雙熒光素酶報告分析實驗證實，rs1950834-A等位基因顯著降低了啟動子活性。電泳遷移率實驗表明，rs1950834-A等位基因顯著降低轉錄因子RAD21和POLR2A結合能力。染色體免疫共沉淀-定量PCR及DNA測序表明，轉錄因子RAD21和POLR2A結合rs1950834 DNA區域并受其等位基因變異影響。

對GEO數據集GSE172425和GSE 12543分析后發現，通過小干擾RNA敲減小鼠皮層神經元Rad21或在小鼠成熟神經元突變Polr2a會降低Lrfn5表達。進而在SH-SY5Y和U251細胞株敲減RAD21或POLR2A后證實LRFN5 mRNA和蛋白表達均顯著下降。通過CRISPR-Cas9技術敲除或單堿基編輯SK-N-AS細胞后發現，rs1950834敲除或AA純合等位基因顯著減低LRFN5表達。與GG等位基因純合細胞相比，轉錄組分析發現rs1950834 AA等位基因純合細胞在未應激或地塞米松應激條件下分別有4567或5991個差異表達基因，并顯著富集于突觸和黏附分子通路。

對GEO數據庫中轉錄數據進行薈萃分析后發現，LRFN5在抑郁癥患者伏隔核這一情感環路核心腦區選擇性顯著下調，而非外周血以及前額葉皮層、杏仁核和扣帶回等其他腦區。通過CUMS誘導抑郁樣行為小鼠模型后發現，LRFN5在伏隔核神經元特異性顯著下調，并與糖水偏好下降和強迫游泳不動時間增加均顯著相關。通過腦定位注射腺相關病毒在小鼠伏隔核神經元特異性敲減Lrfn5可誘導小鼠出現抑郁樣行為，并增加小鼠對CUMS慢性應激易感性。而該腦區神經元過表達Lrfn5增強了小鼠對CUMS應激抗性。與行為學結果一致，伏隔核神經元敲減Lrfn5加重CUMS引起的突觸蛋白PTPRD、PSD95和SNAP25水平下降，以及樹突棘總密度、短粗型樹突棘密度和比例減少。而伏隔核腦區過表達Lrfn5可顯著改善以上突觸損傷。全細胞膜片鉗記錄發現CUMS可顯著減少伏隔核腦區微小興奮性突觸后電流（miniature excitatory postsynaptic currents, mEPSCs）頻率而非幅度以及配對脈沖比率（paired-pulse ratio, PPR），但對微小抑制性突觸后電流（miniature inhibitory postsynaptic currents, mIPSCs）無顯著影響。CUMS引起的伏隔核電生理改變可被該腦區神經元Lrfn5特異性過表達所逆轉。

綜上所述，本研究系統闡明了抑郁癥相關風險變異rs1950834在單核苷酸水平調控靶基因LRFN5表達，進而影響伏隔核神經元突觸功能參與抑郁癥發病的分子機制，加深了對抑郁癥遺傳調控機制的認識，為抑郁癥的精準診斷和干預策略提供新思路和新方法。（編輯劉敏 校對王倩 編審程守勤）

論文鏈接：

https://doi.org/10.1186/s12916-025-04141-8