客户文章丨Cell Reports︱武汉大学中南医院彭勉/李翔团队揭示右美托咪定通过星形胶质细胞 Srebf1-Phgdh通路抑制恐惧记忆巩固

发布时间：2026-04-24 13:40:36

创伤后应激障碍（PTSD）是一种严重的精神障碍，在暴露于创伤性事件后发生，然而目前仍缺乏有效的预防与治疗手段。右美托咪定是临床广泛使用的镇静药物，兼具镇静、镇痛、抗焦虑和抗交感作用。有研究表明，创伤事件暴露患者在术中或术后使用低剂量右美托咪定镇静，可显著降低PTSD发生率。然而，右美托咪定对恐惧记忆的作用及其深层机制仍不明确。

2025年3月17日，武汉大学中南医院彭勉、李翔团队在Cell Reports上发表题为“Dexmedetomidine inhibits fear memory consolidation via the astrocyte-specific Srebf1-Phgdh pathway in the prelimbic prefrontal cortex”的研究论文，右美托咪定特异性地抑制前边缘前额叶皮层（PLPFC）星形胶质细胞中固醇调节元件结合蛋白1（Srebf1）的核转位，从而降低其具有转录活性的活性形式水平。该变化进一步导致其靶基因磷酸甘油酸脱氢酶（Phgdh）表达下调。作为N-甲基-D-天冬氨酸（NMDA）受体辅激动剂D-丝氨酸的主要合成酶，Phgdh在调控突触稳定性中发挥关键作用，并最终参与抑制恐惧记忆的巩固。该研究阐明了右美托咪定抑制恐惧记忆巩固的分子机制，为其预防性应用提供了理论依据，并揭示了PTSD干预的新靶点。

右美托咪定通过抑制恐惧记忆巩固减轻小鼠恐惧，且不影响恐惧记忆消退

为探究亚麻醉剂量右美托咪定能否减轻小鼠恐惧、降低PTSD样行为，在第1天恐惧习得后立即腹腔注射40μg/kg右美托咪定，第2天同一时间进行记忆保持测试（图1A）。所有小鼠在最后一次条件刺激（CS）暴露时僵直行为均超过50%（图1B）。与对照组相比，右美托咪定可显著降低24小时后（图1C）及1周后条件刺激最后120秒的僵直时间。进一步探究右美托咪定对突触稳定性的作用，免疫印迹分析显示，恐惧状态下右美托咪定治疗降低脑源性神经营养因子（BDNF）和突触后致密蛋白95（PSD95）蛋白水平以及PLPFC树突棘密度（图1D-1F）。PLPFC脑片全细胞膜片钳记录（图1G）显示，右美托咪定组与对照组的自发兴奋性突触后电流（sEPSCs）幅度无差异，但频率显著降低（图1H-1K）。实验结果表明亚麻醉剂量右美托咪定可抑制恐惧记忆巩固，伴随突触稳定性受损，且不影响恐惧消退记忆。

图1 | 右美托咪定通过抑制恐惧记忆的巩固来缓解小鼠的恐惧反应，并伴随突触稳定性受损

右美托咪定在小鼠PLPFC中上调Srebf1 mRNA表达，降低具有转录活性的核内nSrebf1蛋白水平

为阐明右美托咪定抑制恐惧记忆巩固的机制，在恐惧习得后给予右美托咪定2小时，采集PLPFC与边缘下前额叶皮层（ILPFC）组织进行转录组测序（图2A）。差异表达分析显示，PLPFC中有55个基因显著改变，而ILPFC中未检测到差异表达基因（图2B-2D）。通过对记忆巩固阶段差异表达的蛋白编码基因进行了基因本体（GO）分析，发现其显著富集于“配体激活的转录因子活性”“防御反应负调控”“囊泡膜”“甘油三酯生物合成过程调控”等条目（图2E）。在差异表达基因中，Srebf1变化最显著，mRNA水平上调2.8倍（图2F）。

图2 | 右美托咪定处理的恐惧条件化小鼠中，PLPFC与ILPFC的转录组特征

进一步检测该转录上调是否转化为蛋白表达与亚细胞定位改变。蛋白质印迹结果显示，右美托咪定治疗增加PLPFC胞质Srebf1蛋白水平，但降低其核转位（图3A-3D）。免疫荧光染色结果一致，恐惧状态下给予右美托咪定后，活性Srebf1的核定位显著减少（图3E、3F），表明右美托咪定至少部分通过抑制PLPFC中Srebf1蛋白的核转位，削弱恐惧记忆巩固。

图3 | 右美托咪定抑制了Srebf1向细胞核的转位

敲低星形胶质细胞中的Srebf1可抑制小鼠恐惧记忆巩固

为明确行为表型的细胞特异性，首先进行Srebf1免疫荧光共定位分析，结果显示右美托咪定仅降低恐惧条件化小鼠PLPFC星形胶质细胞中核Srebf1（nSrebf1）表达。在小鼠PLPFC中双侧注射rAAV-GfaABC1D-EGFP-5'miR-30a-shRNA（mSrebf1）-3'miR-30a-WPREs，以特异性敲低星形胶质细胞Srebf1。结果显示其mRNA和蛋白水平均显著降低（图4A-4D）。该敲除不影响恐惧习得，但显著降低记忆保持阶段的僵直时间（图4E、4F）。分子与结构层面，星形胶质细胞特异性Srebf1敲低降低PLPFC中BDNF、PSD95表达，减少树突棘密度。PLPFC脑片电生理记录显示，sEPSCs幅度无变化，但敲低组sEPSCs频率显著低于随机序列对照组（图4G-4N）。综上，PLPFC星形胶质细胞中的Srebf1在右美托咪定介导的小鼠恐惧记忆巩固抑制中起关键作用。

图4 | 在星形胶质细胞中敲低Srebf1通过抑制恐惧记忆巩固减轻小鼠恐惧，并伴随突触稳定性下降

右美托咪定减少Srebf1与Phgdh启动子的结合

为探究Srebf1在恐惧记忆巩固中的作用，检测其下游靶基因。结合既往Srebf1染色质免疫共沉淀测序（ChIP-seq）数据，聚焦Phgdh（Srebf1可结合其启动子区）。与对照组相比，右美托咪定治疗降低Srebf1在Phgdh启动子的结合量（图5A）。免疫荧光染色显示Phgdh主要表达于星形胶质细胞，且右美托咪定可抑制恐惧训练诱导的小鼠PLPFC中Phgdh的表达上调（图5B、5C）。为明确Srebf1与Phgdh在恐惧记忆巩固中的关系，在PLPFC中星形胶质细胞特异性敲低Srebf1后，Phgdh蛋白水平显著降低（图5D）。在体外原代星形胶质细胞中，转染Srebf1 shRNA 4天后，Phgdh mRNA水平均显著低于随机序列对照组（图5E、5F）。Srebf1在调控星形胶质细胞Phgdh表达中起关键作用，而Phgdh对恐惧记忆巩固至关重要。

图5 | 右美托咪定增强Srebf1对Phgdh启动子的结合并影响其表达

Phgdh在右美托咪定抑制恐惧记忆巩固中起关键作用，而D-丝氨酸可能是其下游效应分子

在明确右美托咪定通过降低活性nSrebf1调控Phgdh表达后，进一步评估PLPFC星形胶质细胞Phgdh在恐惧记忆巩固中的作用。行为训练前，向小鼠PLPFC双侧注射pAAV-GfaABC1D-EGFP-3xFLAG-miR30-shRNA（Phgdh）-WPRE（图6A），有效降低Phgdh的mRNA和蛋白水平。Phgdh敲低不影响恐惧习得，但显著降低记忆保持期僵直时间。同时，BDNF和PSD95表达下降，树突棘密度减少（图6B-6F）。全细胞膜片钳记录显示，Phgdh敲低降低sEPSCs频率而不影响幅度（图6G-6I）。在挽救实验中，于PLPFC星形胶质细胞中过表达Phgdh并给予右美托咪定（图6J），结果显示Phgdh过表达不影响恐惧习得（图6K），但可逆转右美托咪定导致的恐惧减轻，其僵直时间显著高于右美托咪定对照组（图6L）。综上，星形胶质细胞Phgdh是Srebf1介导右美托咪定抑制恐惧记忆巩固的关键下游分子。鉴于Phgdh是D-丝氨酸合成的关键限速酶，进一步探究其下游产物D-丝氨酸是否介导右美托咪定对恐惧记忆巩固的作用。对PLPFC星形胶质细胞特异性Phgdh敲低小鼠，恐惧条件化前连续3天腹腔注射500 mg/kg D-丝氨酸（该浓度可有效调控NMDA受体功能），对照组注射等量生理盐水。结果显示外源性补充D-丝氨酸不影响恐惧习得，但与Phgdh过表达结果相似，显著增加恐惧测试中的僵直时间（图6M-6O），证明Phgdh通过调控D-丝氨酸可用性参与恐惧记忆巩固。