2023年4月10日中国中医科学院针灸研究所荣培晶团队在CNS Neuroscience & Therapeutics发表了“Anti-neuroinflammation effects of transcutaneous auricular vagus nerve stimulation against depression-like behaviors via hypothalamic α7nAchR/JAK2/STAT3/NF-κB pathway in rats exposed to chronic unpredictable mild stress”，经皮耳迷走神经刺激通过下丘脑α7nAchR/JAK2/STAT3/NF-κB通路对暴露于慢性不可预测轻度应激大鼠的抑郁样行为的抗神经炎症作用，揭示了taVNS的抗炎-抗抑郁机制。
α7nAchR是大脑中表达最丰富的烟碱型乙酰胆碱受体之一，经皮耳迷走神经刺激(taVNS)是治疗抑郁症的重要神经调节方法，但其抗抑郁分子机制尚不清楚。α7烟碱型乙酰胆碱受体(α7nAchR)是迷走神经的关键介质，可介导抗炎功效，抗炎已被认为是一种可有效治疗抑郁症的新策略。在这里，作者研究了taVNS在慢性不可预测的轻度应激(CUMS)暴露大鼠中的抗抑郁作用是否通过 α7nAchR/JAK2/STAT3/NF-κB通路发挥作用。大鼠连续6周采用CUMS建立抑郁模型。从实验的第4周开始，暴露于CUMS的大鼠接受taVNS治疗3周。为了阐明α7nAchR在taVNS抗抑郁作用中的作用，使用了α7nAchR−/−基因敲除大鼠。糖水偏好试验（SPT）、旷场试验（OFT）和强迫游泳试验（FST）用于评估大鼠的抑郁样行为。免疫荧光染色用于观察下丘脑小胶质细胞的形态。Western blot检测下丘脑α7nAchR、p-JAK2、p-STAT3、IL-1β、NF-κB p65和p-NF-κB p65的蛋白表达。最终揭示下丘脑α7nAchR/JAK2/STAT3/NF-κB信号通路可能在taVNS的抗抑郁样行为中发挥重要作用。
图一 实验方案示意图
将大鼠适应性喂养1周后随机分配到对照组、模型组、taVNS组和 α7nAchR−/− + taVNS组（每组 n = 10）。除对照组外，其余各组均采用单笼饲养和慢性应激造模（CUMS）6周。TaVNS和α7nAchR−/− + taVNS组在第4周给予taVNS 治疗3周。CUMS造模开始和结束时进行行为学测试和体重测量，并在麻醉下处死大鼠，腹腔注射1%戊巴比妥钠并采集下丘脑。
图二 经皮耳迷走神经刺激示意图
电刺激部位如上图放大部分所示，为迷走神经耳支分布区。
图三 经皮耳迷走神经刺激对大鼠不同时间点体重及行为学测试的影响
为了研究 taVNS对CUMS大鼠的影响，通过体重测量和多项抑郁样相关行为测试（包括SPT、FST和OFT）对大鼠进行评估。6周时，与对照组相比，模型组体重明显减轻。TaVNS对CUMS 暴露大鼠的体重有增加的影响。然而，与 taVNS 组相比，CUMS暴露的α7nAchR−/−大鼠体重下降。在6周时，糖水偏好比在暴露于慢性应激后明显下降。TaVNS挽救了蔗糖偏好比的降低，但与taVNS组相比，α7nAchR−/− + taVNS组大鼠的糖水偏好比下降。6周时模型组在FST不动时间增加。TaVNS 减少了CUMS暴露后大鼠的不动时间。但它在暴露于CUMS的α7nAchR−/−大鼠中表现出不动时间增加的趋势。6周时，模型组出现一系列抑郁样行为，taVNS可以逆转这些抑郁症状，以上结果表明，taVNS可有效改善模型动物抑郁样行为，该效应在α7nAchR-/-基因敲除大鼠中减弱。
图四 下丘脑中小胶质细胞(Iba1)和IL-1β的免疫荧光染色
免疫荧光显示下丘脑小胶质细胞的形态。小胶质细胞被CUMS暴露激活。对照组的小胶质细胞处于静息状态，细胞体较小，典型的细长、分枝、精细的细突，发出多条分支，向四面八方延伸。与对照组相比，模型组小胶质细胞被激活，呈现出较少的分枝和变形虫细胞形态，其特征是模型组肿胀、截短的突起和增大的细胞体。与模型组相比，taVNS组小胶质细胞没有明显激活，而是处于相对静止状态。结果还显示，促炎细胞因子IL-1β在对照组中很少表达。与对照组相比，模型组IL-1β表达明显升高，而taVNS组则相反。与taVNS组相比，α7nAchR−/− +taVNS组IL-1β表达增加。结果表明taVNS可抑制CUMS模型大鼠下丘脑炎性反应，与taVNS组比较，α7nAchR-/-+taVNS组大鼠下丘脑小胶质细胞激活，IL-1β表达增加。
图五 经皮耳迷走神经刺激对下丘脑中α7nAchR、p-JAK2、p-STAT3、NF-kB p65、p-NF-kB p65和IL-1β表达的影响
为了探究taVNS抗抑郁的潜在分子机制，作者运用免疫印迹方法检测taVNS对CUMS模型大鼠下丘脑α7nAchR、NF-κB p65及其磷酸化、IL-1β、JAK2磷酸化、STAT3磷酸化影响。与对照组大鼠相比，模型组下丘脑α7nAchR蛋白水平显著降低，α7nAchR水平显示接受3周的taVNS后呈上升趋势。在α7nAchR−/−大鼠中检测不到 α7nAchR蛋白表达。与对照组相比，p-JAK2和p-STAT3的蛋白表达在模型组中减少。IL-1β、NF-κB p65 和 p-NF-κB暴露于CUMS的大鼠下丘脑中的p65水平显著增加。taVNS 组逆转了这些变化。与模型组相比，TaVNS不仅能挽救CUMS大鼠下丘脑p-JAK2和P-STAT3的蛋白水平，还能降低IL-1β、NF-κB p65和p-NF-κB p65的水平。以上结果表明下丘脑α7nAchR/JAK2/STAT3/NF-κB信号通路是taVNS发挥抗炎-抗抑郁作用的机制之一。
图六 taVNS对抑郁样抑郁症的抗神经炎症作用行为可能与下丘脑α7nAchR/JAK2/STAT3/NF-κB信号通路的调控有关
暴露于慢性应激6周可通过抑制CUMS大鼠下丘脑中的 α7nAchR、抑制 JAK2/STAT3和激活NF-κB信号通路来增加促炎因子IL-1β的释放。相反，taVNS增加了模型大鼠下丘脑中α7nAchR的表达，并逆转了下丘脑信号通路的上述改变。这表明taVNS可能通过调节α7nAchR的表达来调节 JAK2/STAT3和NF-κB信号通路，这一发现在接受taVNS干预的CUMS暴露的α7nAchR−/−大鼠中得到进一步验证，p-JAK2，p -STAT3的表达降低，而NF-κB P65、p-NF-κB p65和IL-1β的表达增加。
综上所述，下丘脑中α7nAchR的激活可能会抑制炎症并恢复导致肥胖、糖尿病和其他疾病（如抑郁症）体重变化的下丘脑炎症。之前的实验已经证明了 taVNS在治疗糖尿病-抑郁症合并症方面的有效性。所以taVNS可能是一种治疗抑郁症合并症的新方法，中枢性炎症是许多神经退行性疾病的重要病理机制，如阿尔茨海默病和帕金森病，它们也是与胆碱能系统相关的疾病。taVNS可改善CUMS模型大鼠抑郁样行为，抑制下丘脑小胶质细胞活化，增加下丘脑α7nAchR表达，进而激活JAK2/STAT3信号通路，抑制NF-κB信号通路。其上述作用在α7nAchR-/-基因敲除大鼠中减弱。TaVNS可有效改善中枢性炎症，有望成为治疗神经退行性疾病的有效方法。
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/cns.14207
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