慢性肝病(CLD)是全球范围内的重大健康负担,具有极高的发病率和死亡率。越来越多的证据表明,CLD与神经精神并发症存在密切关联,约18%~58%的CLD患者会并发抑郁症而抑郁症不仅会加剧CLD的疾病进展,还会降低患者的生活质量。尽管CLD相关抑郁的病理生理机制尚未完全明确,但不断积累的研究数据显示,全身性炎症及器官间通信通路在其中发挥关键作用。
肝脏作为核心代谢和免疫器官,可通过神经、体液及免疫通路与大脑进行通信。在体液通路方面,慢性肝损伤会触发持续性免疫激活,导致促炎细胞因子与趋化因子向全身释放。在这些介质中,半乳糖凝集素3(Galectin3)已被证实是参与肝纤维化与炎症调控的关键分子。
值得注意的是,在神经退行性疾病患者的脑组织中,Galectin3表达水平显著上调,并参与小胶质细胞的激活。近期临床研究进一步发现,重度抑郁症(MDD)患者的血浆 Galectin3 水平升高,这提示该蛋白可能在抑郁症的发病机制中发挥作用。
间充质干细胞因其抗炎和免疫调节特性,在CLD治疗中展现出良好前景。间充质干细胞来源的外泌体(MSC-Evs)具有独特优势,可规避细胞疗法相关的伦理争议与致瘤风险。既往研究表明,人脂肪来源间充质干细胞外泌体(hADMSC-Evs)可以改善肝纤维化、急性肝衰竭,甚至促进神经元再生。然而,hADMSC-Evs在改善CLD相关抑郁症方面的治疗潜力仍未得到探索。
近期,上海大学王娇、中国医学科学院赵春华共同通讯在Brain,Behavior, and Immunity在线发表题为 “hADMSC-Evs attenuates depressive and anxiety - like behaviors in chronic liver disease via suppressing Liver-Brain Galectin3 signaling” 的研究论文。该研究旨在探讨hADMSC-Evs对慢性肝病相关的抑郁和焦虑的保护作用,特别是通过抑制肝脑Galectin3信号通路缓解抑郁和焦虑的机制。

1. CLD模型构建与hADMSC-Evs的双重治疗效果观察
研究团队通过给C57小鼠腹腔注射20% CCL4构建慢性肝病(CLD)模型,随后对模型小鼠进行hADMSC-Evs干预。结果发现,CLD模型小鼠不仅存在严重肝损伤,还表现出抑郁焦虑样行为。而hADMSC-Evs可同时改善肝损伤与抑郁焦虑行为。通过DiR荧光标记追踪发现,hADMSC-Evs主要聚集于肝脏,脑内无显著分布,提示其对神经精神症状的改善为间接作用。

图1.hADMSC-Evs减少CLD小鼠模型中出现的抑郁样行为
2. 肝-脑轴关键介质Galectin3的筛选与功能验证
为探索hADMSC-Evs间接改善抑郁的机制,研究团队对CLD小鼠肝组织进行RNA-seq分析,结合多组CLD相关数据库筛选,发现Galectin3(由Lgals3基因编码)在CLD小鼠肝组织中显著高表达,且血清Galectin3水平同步升高,人类CLD患者肝组织中Galectin3表达也呈相同趋势,进一步确认肝脏是循环Galectin3的主要来源。功能验证显示,给正常小鼠注射重组Galectin3可诱导抑郁焦虑样行为,相反,给CLD小鼠注射Galectin3抗体可显著降低血清Galectin3水平,同时改善肝损伤与抑郁焦虑,效果与hADMSC-Evs一致,证实Galectin3是介导CLD相关抑郁焦虑的肝-脑轴关键介质。

图2.hADMSC-Evs通过降低受损肝脏中Galectin3的合成和释放发挥保护作用
3. Galectin3的致病机制与hADMSC-Evs的调控作用
研究团队进一步探索机制,发现:1)循环Galectin3可跨血脑屏障,在CLD小鼠前额叶皮层聚集;2)Galectin3会诱导前额叶皮层小胶质细胞向促炎表型转化,并激活补体通路,进而增强小胶质细胞对突触的吞噬作用,导致突触可塑性受损;3)hADMSC-Evs可通过抑制受损肝脏合成与释放Galectin3,减少其脑内聚集,进而抑制小胶质细胞补体通路激活与突触吞噬,恢复前额叶皮层突触可塑性,最终缓解抑郁焦虑样行为。

图3.hADMSC-Evs和Gal3-Ab都抑制了前额叶皮层补体通路的活化
综上所述,本研究发现hADMSC-Evs能够减轻CLD小鼠的肝损伤和并发的抑郁样症状。hADMSC-Evs可以减少损伤肝脏合成和释放的Galectin3,减少外周Galectin3通过补体途径介导的前额叶皮层小胶质细胞的突触吞噬活性增强,从而抑制突触可塑性降低,减少CLD小鼠出现的抑郁样行为。

图4. hADMSC-Evs 改善慢性肝病小鼠的抑郁焦虑样行为的机制
原文链接:https://doi.org/10.1016/j.bbi.2025.106082