神经肽S（NPS）及其受体NPSR1对焦虑、清醒状态、学习记忆等行为有着重要调控作用，临床研究也发现，NPSR1基因上的I107N突变与人的情绪、睡眠以及应激反应异常密切相关，然而目前仍不清楚这一突变具体如何影响动物行为，以及它的作用是否存在性别差异。
基于此，军事医学研究院毒物药物研究所李斐副研究员、李锦研究员在《Neuropharmacology》杂志发表了“Neuropeptide S Receptor 1 variant (I107N) regulates behavioral characteristics and NPS effect in mice in a sex-dependent manner”揭示了神经肽S受体1变异体（I107N）以性别依赖的方式调节小鼠的行为特征及神经肽S（NPS）的效应。
为了阐明该SNP的病理生理学及药理学意义，作者构建了携带人类特异性AA变异型NPSR1的小鼠模型。该模型表现出与人类观察结果一致的性别特异性行为差异，包括恐惧反应、焦虑和抑郁。值得注意的是，脑室内注射NPS（1 nmol）显著促进了NPSR TT型小鼠的运动活性并缓解了由逼近刺激引发的恐惧和焦虑样行为，但在NPSR AA型小鼠中未观察到此效应。在强迫游泳实验中，NPS也以性别和基因型依赖的方式减少了抑郁样行为。作者对NPSR变异小鼠的研究加深了对由NPSR1 SNP引起的表型和药理学差异的理解，为携带该SNP的人类生理过程研究提供了重要的动物模型。
图一 NPSR1 I107N点突变敲入小鼠品系的构建与鉴定
作者采用CRISPR/Cas9基因编辑技术，构建了携带人源特异性NPSR1 I107N突变的基因敲入小鼠，该突变位于基因第4外显子，通过同源定向修复将TT突变为AA并经测序验证获得AA纯合突变小鼠；小鼠符合孟德尔遗传规律，生长及存活均正常。
研究对10～16周龄小鼠每两周检测体重与体长，通过三因素重复测量方差分析发现，NPSR1基因型、性别和时间均显著影响小鼠体重和体长，其中体重受基因型、性别、时间及时间与性别、基因型与时间交互作用影响，体长受基因型、性别、时间、时间与性别交互作用及三者交互作用影响；雄性AA突变小鼠各年龄段体重、体长均显著低于TT野生型小鼠，雌性AA突变小鼠体长显著短于TT小鼠，且相同基因型下雄性小鼠体重和体长均显著高于雌性。
图二 NPSR1 I107N变异及性别对小鼠正常行为的影响
作者在NPSR1 AA型和TT型小鼠中监测了40分钟内的精细行为（），包括不动、僵直、爬行、理毛、弯腰、甩头、嗅探、伸展和转身。
双因素方差分析显示，基因型和性别均未对小鼠的日常行为产生统计学上的显著影响。
图三 NPSR1 I107N变异及性别对运动活性的影响
本研究采用运动活性测试评估了NPSR1 AA纯合子与TT纯合子小鼠的活动能力。
双因素方差分析显示，AA型小鼠与TT型小鼠在运动能力方面无显著差异。此外，统计结果表明，在各测试时间点，不同NPSR1基因型及性别的小鼠之间，其活动能力均无显著差异。
图四 NPSR1 I107N变异及性别对旷场实验中焦虑样行为的影响
作者采用旷场实验和高架十字迷宫实验评估了NPSR1 AA型和TT型小鼠的焦虑样行为。
旷场实验结果显示，双因素方差分析存在显著的性别依赖性基因型效应，基因型与性别在中心区域停留时间、进入次数及移动距离上均存在显著交互作用。雄性中，TT型小鼠在中心区域活动更少，焦虑样行为更高；雌性中，AA型小鼠焦虑更明显。同一基因型内，AA型雌性比雄性焦虑更显著，TT型雌雄间无明显差异。
高架十字迷宫实验以开放臂进入次数比例和停留时间比例评估焦虑，同样发现基因型与性别存在显著交互作用。雄性中，AA型小鼠在开放臂活动更多，焦虑更低；雌性中，AA型焦虑少于TT型。同一基因型内，AA型雌性比雄性焦虑更高，而TT型则是雄性比雌性焦虑更高。
总结
综上所述，本研究证实NPSR1变异在调节精神疾病中发挥作用。利用NPSR1 TT和AA纯合子小鼠，作者发现TT基因型是以性别依赖的方式导致焦虑、抑郁和惊恐的危险因素。此外，本研究为NPSR1 TT基因型具有增强的药理学功能提供了额外证据。通过该小鼠模型深入探究NPSR变异相关疾病的机制以及NPSR1配体的影响，有望推动基于个体NPSR SNP谱的个性化疗法开发。
文章来源：
https://doi.org/10.1016/j.neuropharm.2023.109771
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