下丘脑室旁核神经元周围网络在神经源性高血压中的性别特异性重塑及其意义

《Cellular and Molecular Neurobiology》：Characterization of Perineuronal Nets in the Paraventricular Nucleus of the Hypothalamus and their Alteration in Neurogenic Hypertension

本研究针对神经源性高血压中下丘脑室旁核(PVN)过度活跃的机制，首次系统揭示了神经元周围网络(PNNs)在PVN的发育规律及其在DOCA-salt高血压模型中的性别特异性改变。研究发现雄性高血压小鼠PVN区PNNs数量和面积显著增加，且伴随兴奋性/抑制性(E/I)平衡失调，为理解高血压中枢机制提供了新视角。

　　

在全球范围内，高血压影响着超过十亿人口，其中难治性高血压患者占比高达40%，而这类高血压多源于神经调节异常。下丘脑室旁核(PVN)作为血压调节的关键中枢，其过度活跃被认为是神经源性高血压的核心特征。尽管既往研究揭示了PVN中谷氨酸能兴奋性传递增强和GABA能抑制性传递减弱等改变，但导致这种兴奋性/抑制性(E/I)平衡失调的深层细胞分子机制仍未完全阐明。

近年来，神经元周围网络(PNNs)这一特殊的细胞外基质结构引起了神经科学家的关注。PNNs主要由硫酸软骨素蛋白聚糖(CSPGs)构成，像"网"一样包裹在神经元胞体、近端树突等部位，对神经元兴奋性起到重要调控作用。有趣的是，PNNs的表达受神经元活动调节，并呈现昼夜节律性变化，这与血压的昼夜波动模式不谋而合。然而，PNNs是否参与高血压状态下PVN的过度活化，尚属未知领域。

发表在《Cellular and Molecular Neurobiology》的这项研究，首次系统描绘了PVN区PNNs的发育轨迹及其在神经源性高血压中的变化模式。研究人员发现，PNNs在PVN中的发育遵循与其他脑区相似的规律：出生后6天(P6)未见明显PNNs，至P14出现弥散分布，1月龄时形成成熟的结构。这种发育模式在两性间无显著差异。

通过系统绘制PNNs包裹的神经元类型图谱，研究团队发现一氧化氮合酶(nNOS)阳性神经元是两性中最主要被PNNs包裹的神经元亚型。值得注意的是，仅在催产素(OXT)神经元包裹比例上存在性别差异，雌性显著高于雄性。而通常在其他脑区被PNNs大量包裹的小清蛋白(PV)阳性神经元，在PVN中并未检测到。

在DOCA-salt诱导的神经源性高血压模型中，研究揭示了显著的性别二态性：雄性高血压小鼠PVN区PNNs覆盖面积和数量显著增加，且伴随E/I比值升高；而雌性小鼠尽管血压同等程度升高，PNNs参数却无显著变化。这一发现提示PNNs重塑可能是雄性特异性高血压机制的重要组成部分。

研究人员应用了多项关键技术方法：通过Wisteria Floribunda Agglutinin(WFA)染色进行PNNs标记和定量分析；利用免疫荧光技术对PVN内多种神经元亚型进行鉴定；采用立体定位技术进行PVN脑区精准定位；通过尾套测压法监测小鼠血压变化；应用液相色谱/质谱联用技术(LC/MS)检测神经递质水平；使用C57BL/6J和CRH-Cre/Ai14转基因小鼠模型。

Perineuronal Nets are Developmentally Regulated in the PVN

研究发现PNNs在PVN中的发育遵循特定时间规律。WFA染色显示，P6时未见PNNs结构，P14出现弥散分布，1月龄时形成成熟致密结构。定量分析表明，从P6到其他时间点，PNNs成分在两性中均显著增加，但无性别差异。与皮层和海马PNNs不同，PVN区PNNs树突覆盖有限，这可能与该脑区需要高度可塑性以适应多种输入的特性相关。

PNNs Surround Distinct Neuronal Subpopulations in the PVN

研究人员构建了PNNs包裹神经元亚型的立体定位图谱。nNOS神经元是最主要的PNNs包裹亚型。性别差异仅见于OXT神经元，雌性数量和百分比均高于雄性。其他神经元类型如加压素(AVP)、促肾上腺皮质激素释放激素(CRH)、生长抑素(SST)和酪氨酸羟化酶(TH)也被PNNs包裹，但比例较低。

DOCA-Salt Sensitive Hypertension Increases the Number of PNN-Enwrapped Neurons in the PVN of Male Mice

在DOCA-salt高血压模型中，两性小鼠均出现血压显著升高。然而，仅雄性小鼠表现PVN区WFA阳性面积增加、PNNs数量增多，且E/I比值升高。雌性小鼠无显著变化。这种性别特异性PNNs重塑为理解高血压的性别差异提供了新视角。

研究结论表明，PVN区PNNs遵循特定发育规律，且在神经源性高血压中发生性别特异性重塑。雄性DOCA-salt高血压小鼠PVN区PNNs数量和面积增加，与E/I平衡失调相关。研究人员提出创新性假说：高血压早期神经元活动增加可能招募原本"静息"的神经元形成PNNs，这些新形成的PNNs继而稳定和维持其高活动状态，从而参与PVN过度活化的维持机制。

这项研究的意义在于首次系统描述了PVN区PNNs的特征及其在高血压中的变化，为理解神经源性高血压的中枢机制提供了新思路。发现PNNs重塑的性别特异性，为阐释高血压性别差异提供了潜在解释。未来研究可通过酶解或遗传学手段干预PNNs，进一步验证其在血压调节中的因果作用，为高血压治疗提供新靶点。