科学通报 | 抑郁为何会“伤心”: 揭秘抑郁与心梗之间的“脑–心”暗号|中枢神经系统|免疫性疾病|心梗|心肌梗死|抑郁|探针|生物学|科学通报|细胞

在现代高压力生活背景下, 抑郁已成为不容忽视的重要公共健康问题 [1] . 过去, 人们往往将抑郁简单理解为情绪低落或心理疲惫, 认为通过休息或心理调节即可缓解. 然而, 越来越多的研究表明, 抑郁不仅影响大脑功能, 还可能引发广泛的生理改变 [2] . 流行病学数据显示, 抑郁症患者发生急性心肌梗死的风险较普通人群增加约70%, 且一旦发生, 病情往往更严重、预后更差 [ 3 , 4 ] . 这一现象提示, 情绪异常可能通过特定生物学机制影响心血管系统功能. 然而, 一个关键问题长期缺乏明确解释: 情绪变化主要发生于大脑, 而心肌梗死发生于心脏, 这两个相距甚远的器官之间究竟如何建立联系? 既往研究多停留在流行病学相关性层面, 对于其中涉及的分子机制仍缺乏深入认识. 近期, 武汉大学袁荃教授和余锂镭教授在 Science Bulletin 发表研究, 通过自主开发的腺苷响应型化学探针, 揭示了一条可能参与抑郁加重心肌梗死的“脑–心”分子通路. 研究结果提示, 腺苷可能是连接脑部情绪调控与外周心脏损伤的重要信号分子之一 [5] .

研究人员将研究重点聚焦于一种广泛存在于体内的小分子——腺苷. 腺苷是一种重要的神经调节分子, 在中枢神经系统中参与调控神经兴奋性、睡眠节律以及情绪状态等生理过程 [6] . 同时, 腺苷也与多种心血管疾病密切相关 [7] , 但其是否能够作为连接“脑–心”相互作用的关键信号分子, 仍缺乏直接证据. 造成这一局限的重要原因在于技术瓶颈: 传统检测方法通常依赖组织取样, 不仅具有侵入性, 也难以实现活体动态监测, 因此无法反映腺苷在疾病状态下的时空变化 [8] . 为解决这一问题, 研究团队开发了一种基于核酸适体的腺苷响应型纳米探针. 当探针与腺苷特异性结合后, 其构象发生变化, 从而恢复荧光信号, 实现对腺苷的高灵敏识别与可视化检测. 为进一步提高在体稳定性与生物相容性, 研究人员利用脂质体对核酸适体进行封装, 使其能够跨越血脑屏障进入脑组织. 同时, 该探针发出的近红外荧光具有较强的组织穿透能力, 从而实现完整头部条件下的脑内成像 [5] .

利用这一成像技术, 研究团队在动物模型中观察到: 在抑郁状态合并心肌梗死的小鼠中, 大脑缰核区域的腺苷水平显著升高. 缰核是脑内与负性情绪调控密切相关的重要结构, 参与压力、失落及奖赏缺失等情绪过程的调节 [9] . 这一结果提示, 在抑郁状态下, 缰核区域的分子环境可能发生明显改变, 而腺苷可能在其中发挥关键作用. 进一步机制研究表明, 腺苷异常积累可激活脑内小胶质细胞. 小胶质细胞是中枢神经系统中的重要免疫细胞, 正常情况下参与维持神经环境稳定; 而在异常激活后, 会释放IL-1β、TNF-α、IL-6等促炎细胞因子, 从而诱导神经炎症反应. 这些炎症因子一方面可能通过受损的血脑屏障进入外周循环, 并进一步作用于心脏组织; 另一方面, 还可通过交感神经激活以及下丘脑-垂体-肾上腺轴异常等神经内分泌途径, 实现跨器官传递 [10] . 当这些炎症信号传递至心脏后, 激活心肌细胞中的JAK1–STAT1–RIPK1–caspase-8信号通路, 促进炎症反应及心肌细胞死亡, 从而加重心肌损伤( 图1 ). 这一系列结果表明, 抑郁状态的影响并不仅限于情绪变化, 还可能通过“脑–心”分子信号通路影响心脏功能. 进一步的干预实验也支持这一观点: 给予抗抑郁药物氟西汀治疗后, 小鼠的抑郁行为得到改善, 脑内腺苷水平明显下降, 同时心肌损伤程度也有所减轻. 这说明通过调控脑内异常分子信号, 可能有助于间接改善相关心血管损伤.

抑郁加重心肌损伤的“脑–心”作用通路示意图

综合上述结果, 研究人员提出了一条参与抑郁加重心肌损伤的生物学通路. 这一发现在活体水平上将抑郁与心肌梗死之间的关系从“理论相关”推进到“机制明确”, 为理解“脑–心”关联提供了直接证据. 该研究构建的腺苷响应型纳米探针体系, 为脑内小分子动态变化的活体监测提供了新的技术手段. 相比传统检测方法, 该探针具有动态成像、高灵敏度以及良好组织穿透能力等优势, 为研究“脑–心”关联提供了重要工具. 然而, 该探针体系仍存在一定局限. 例如, 探针的靶向效率有待优化, 其长期体内代谢行为也需持续评估. 此外, 目前相关研究主要基于动物模型, 距离临床应用仍需更多验证. 尽管腺苷介导的关键调控通路已在体内实验中得到初步验证, 但“脑–心”关联可能是由多种信号分子及多条调控通路共同参与的复杂网络, 目前尚不清楚其是否受到其他神经化学物质(如多巴胺、五羟色胺)的协同调节. 该研究重要的意义在于, 将“情绪影响健康”这一经验性认识, 转化为可被观测、量化并具备干预潜力的分子事件. 这不仅加深了我们对疾病发生机制的理解, 也为未来基于分子调控的精准干预提供了新的思路. 关爱心理健康, 让情绪的“心”免于疲惫, 才能让跳动的“心”远离损伤.

参考文献

[1] Thapar A, Eyre O, Patel V, et al. Depression in young people. Lancet, 2022, 400 617-631

[2] Krishnan V, Nestler E J. The molecular neurobiology of depression. Nature, 2008, 455 894-902

[3] Jha M K, Qamar A, Vaduganathan M, et al. Screening and management of depression in patients with cardiovascular disease. J Am Coll Cardiol, 2019, 73 1827-1845

[4] Neelakantan S. Psychology: mind over myocardium. Nature, 2013, 493 S16-S17

[5] Zhang L, Chu M, Ji C, et al. Adenosine signaling in the habenula: a depression-myocardial infarction nexus. Sci Bull, 2025, 70 4206-4218

[6] Guo Q, Gobbo D, Zhao N, et al. Adenosine triggers early astrocyte reactivity that provokes microglial responses and drives the pathogenesis of sepsis-associated encephalopathy in mice. Nat Commun, 2024, 15 6340

[7] Paganelli F, Gaudry M, Ruf J, et al. Recent advances in the role of the adenosinergic system in coronary artery disease. Cardiovasc Res, 2021, 117 1284-1294

[8] Wu Z, Lin D, Li Y. Pushing the frontiers: tools for monitoring neurotransmitters and neuromodulators. Nat Rev Neurosci, 2022, 23 257-274

[9] Yang Y, Cui Y, Sang K, et al. Ketamine blocks bursting in the lateral habenula to rapidly relieve depression. Nature, 2018, 554 317-322

[10] Fan X, Cao J, Li M, et al. Stroke related brain-heart crosstalk: pathophysiology, clinical implications, and underlying mechanisms. Adv Sci, 2024, 11 2307698

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