精神分裂症是一种高致残性的重性精神疾病，临床症状涵盖阳性症状、阴性症状（如社交退缩、快感缺失）和认知功能障碍。目前临床抗精神病药物主要靶向多巴胺D2受体或5-羟色胺受体，虽能控制阳性症状，但对决定患者长期预后的社交与认知缺陷疗效十分有限。基底前脑胆碱能系统功能低下被认为是精神分裂症阴性与认知症状的核心病理环节之一，天然黄酮类小分子能否通过靶向胆碱能环路实现症状改善？近日，浙江中医药大学药学院、全省神经精神药理学重点实验室陈忠教授与程立副研究员团队（共同第一作者为李民主、王博诗、高陈淑、孙婧雯）在《Phytomedicine》发表题为“Kaempferol alleviates schizophrenia-like social and cognitive deficits through cholinergic modulation”的研究论文。研究团队跨越慢性MK-801药理学模型、胆碱能神经元特异性组胺H1受体敲除（ChAT-Cre;Hrh1fl/fl）转基因模型以及基底前脑斜角带核水平支（HDB）胆碱能神经元化学遗传学抑制模型，结合免疫组化映射与在体光纤钙成像记录，系统证实天然黄酮醇化合物山奈酚（Kaempferol）可通过恢复HDB胆碱能神经元的胆碱乙酰转移酶（ChAT）表达水平及行为锁时钙活动，显著逆转精神分裂症样的感觉运动门控缺陷、社交新奇偏好受损及认知记忆障碍。

01 / 结果 01

山奈酚逆转慢性MK-801模型小鼠的感觉运动门控、社交与认知障碍

NMDA受体非竞争性拮抗剂MK-801的慢性给药是模拟精神分裂症阴性症状与认知障碍的经典药理学模型。研究团队首先对成年C57BL/6J雄性小鼠连续腹腔注射MK-801（0.2 mg/kg）2周以建立精神分裂症样行为缺陷，随后在继续给药的同时，连续2周给予不同剂量山奈酚（Kaempferol，10、30或100 mg/kg）或临床一线非典型抗精神病药利培酮（Risperidone，阳性对照），并开展系统的行为学测试（图1A–B）。在评估感觉运动门控功能的前脉冲抑制（PPI）测试中，慢性MK-801造模显著降低了小鼠在74、78和82 dB三种前脉冲强度下的PPI抑制率；而30 mg/kg和100 mg/kg山奈酚治疗均显著逆转了PPI门控损伤，药效与利培酮相当，且不影响基础惊跳反应幅度（图1C）。

在评估阴性症状与认知记忆的行为测试中，各组小鼠的基础旷场自发活动距离无显著差异（图1D），但山奈酚与利培酮不同——它并不抑制急性MK-801诱发的高活动性（阳性症状样表型，图1E）。然而，在三箱社交实验的第三阶段（Phase 3，社交新奇偏好测试）中，慢性MK-801小鼠丧失了对陌生鼠（S2）相较于熟悉鼠（S1）的探索偏好，而30 mg/kg与100 mg/kg山奈酚显著恢复了社交新奇偏好指数（图1F–G）；在新物体识别实验（NOR）中，30 mg/kg与100 mg/kg山奈酚同样显著逆转了MK-801所致的物体辨别指数下降（图1H–I）。这表明30 mg/kg山奈酚即可有效改善精神分裂症样的感觉运动门控、社交新奇识别与工作记忆缺陷。

原论文图 1山奈酚（30、100 mg/kg）显著改善慢性MK-801小鼠的前脉冲抑制（PPI）、三箱社交新奇偏好与新物体识别记忆障碍。

02 / 结果 02

跨模型因果验证：山奈酚改善胆碱能缺陷转基因与化学遗传学模型行为异常

鉴于山奈酚在阿尔茨海默病等模型中提示具有潜在的胆碱能调节活性，且陈忠教授团队前期研究证实选择性敲除胆碱能神经元上的组胺H1受体（ChAT-Cre;Hrh1fl/fl小鼠）会因基底前脑胆碱能功能低下而自发表现出精神分裂症样阴性与认知症状，研究团队进一步在ChAT-Cre;Hrh1fl/fl条件性敲除小鼠中检验了山奈酚的疗效（图2A）。连续2周给予30 mg/kg山奈酚或利培酮后，ChAT-Cre;Hrh1fl/fl小鼠原本受损的74/78/82 dB前脉冲抑制率（图2B）、三箱社交Phase 3对新奇社交对象S2的偏好差值（图2E）以及新物体识别辨别指数（图2F）均得到显著恢复，提示山奈酚的抗精神分裂症样作用与胆碱能系统功能恢复密切相关。

为了直接锚定基底前脑特定亚区的胆碱能神经元，研究团队向ChAT-Cre小鼠双侧基底前脑斜角带核水平支（HDB）立体定位注射Cre依赖的抑制性化学遗传学病毒AAV-CAG-FLEX-hM4Di-mCherry（免疫荧光证实约68%的ChAT+神经元共表达mCherry，且约90%的mCherry+细胞为ChAT+胆碱能神经元，图3A–B）。慢性给予CNO选择性抑制HDB胆碱能神经元，在小鼠中直接诱导出PPI下降、三箱社交Phase 3新奇偏好丧失及新物体识别记忆受损等全套精神分裂症样行为缺陷（图3C–H）；而联合给予30 mg/kg山奈酚治疗则显著逆转了由HDB胆碱能神经元化学遗传学抑制所引发的PPI、社交新奇偏好与认知记忆障碍（图3C、3F–H）。

原论文图 3化学遗传学特异性抑制基底前脑HDB胆碱能神经元诱发精神分裂症样行为缺陷，山奈酚（30 mg/kg）可显著逆转该表型。

03 / 结果 03

脑区特异性分子定位：山奈酚精准修复HDB胆碱乙酰转移酶（ChAT）表达

慢性MK-801造模与山奈酚治疗究竟影响了基底前脑哪个亚区的胆碱能神经元？研究团队对小鼠从Bregma +0.98 mm至-0.58 mm的连续冠状脑切片进行了胆碱乙酰转移酶（ChAT）免疫荧光定量映射，系统筛查了内侧隔核（MS）、斜角带核垂直支（VDB）、斜角带核水平支（HDB）、腹侧苍白球（VP）、无名质（SI）、大细胞视前核（MCPO）、基底核（NBM）以及尾壳核（CPu）共8个富含胆碱能神经元的脑区（图4A–B）。

定量分析揭示了一个高度特异的病理特征：各组小鼠在全部受检脑区中的ChAT阳性神经元细胞密度（Cells/mm²）均未发生显著改变，说明慢性MK-801并未引起胆碱能神经元死亡或丢失；然而，在基底前脑HDB亚区，慢性MK-801模型组（MK-801 + Veh）的ChAT蛋白相对表达水平骤降至正常对照组的约30%（p <= 0.01，图4C–D）。给予30 mg/kg山奈酚（MK-801 + Kae）或利培酮（MK-801 + Ris）治疗2周后，HDB亚区受损的ChAT蛋白表达水平得到了显著且完整的恢复（p <= 0.001，图4C–D），表明山奈酚主要通过上调并恢复HDB胆碱能神经元的乙酰胆碱合成酶表达来重建胆碱能功能。

原论文图 4全基底前脑ChAT免疫荧光映射证实慢性MK-801特异性下调HDB亚区ChAT蛋白表达，而山奈酚（30 mg/kg）将其恢复至正常水平。

04 / 结果 04

在体光纤钙成像：山奈酚恢复社交与认知探索中的HDB胆碱能神经元动态反应

HDB亚区ChAT表达的恢复是否转化为清醒行为状态下胆碱能神经元实时活动的重塑？研究团队向ChAT-Cre小鼠的HDB注射Cre依赖的基因编码钙指示剂病毒AAV-EF1α-DIO-GCaMP6m并植入光纤，在慢性MK-801造模及山奈酚（30 mg/kg）给药后，同步记录小鼠进行三箱社交与新物体识别任务时HDB胆碱能神经元的在体钙信号（图5A–C）。在三箱社交测试中，正常对照小鼠每当主动嗅探熟悉鼠（S1）或新奇陌生鼠（S2）时，HDB胆碱能神经元均会爆发强烈的锁时钙瞬变（ΔF/F显著升高）；而慢性MK-801模型小鼠在探索S1与S2窗口期的钙信号响应幅度和曲线下面积（Normalized AUC）均严重钝化（图5F–G）。经过30 mg/kg山奈酚治疗后，小鼠在社交探索（尤其是接触新奇社交伙伴S2）期间的HDB胆碱能神经元钙信号强度与AUC得到了显著恢复（图5F–G）。

一致地，在新物体识别（NOR）任务中，当小鼠主动探索熟悉物体或新奇物体时，慢性MK-801模型组HDB胆碱能神经元的事件相关钙信号同样呈现显著衰减，而山奈酚治疗组则重新恢复了高幅度的探索锁时钙反应（图5J–K）。这一在体动态证据直接表明，山奈酚能够逆转精神分裂症模型中HDB胆碱能神经元在新奇社交与认知信息编码时的功能失活。

原论文图 5在体光纤钙成像记录证实山奈酚（30 mg/kg）显著恢复慢性MK-801小鼠在三箱社交与新物体识别探索期间HDB胆碱能神经元的实时钙活动。

05 / 结果 05

总结与展望：靶向基底前脑胆碱能环路的植物源性候选先导分子

综合药理学、条件性基因敲除、化学遗传学、免疫荧光映射与在体光纤钙成像证据，该研究提出了清晰的作用机制模型（图6）：在精神分裂症病理状态下，基底前脑斜角带核水平支（HDB）胆碱能神经元的ChAT蛋白表达下调且实时神经活动受损，进而导致感觉运动门控缺陷（PPI下降）、社交新奇偏好丧失与认知记忆受损；而广泛存在于银杏叶、西兰花、茶叶等植物中的天然黄酮醇化合物山奈酚（Kaempferol），能够通过恢复HDB胆碱能神经元的ChAT表达与在体钙信号活动，在多种互补动物模型中重塑胆碱能神经传递并改善上述精神分裂症核心症状。

鉴于目前临床抗精神病药物对阴性症状和认知障碍的疗效瓶颈，以及外周胆碱酯酶抑制剂或非选择性毒蕈碱激动剂常见的胃肠道与心血管副作用，该研究不仅进一步确立了基底前脑HDB胆碱能神经元作为治疗精神分裂症社交与认知缺陷的关键环路靶标，也为开发以山奈酚为代表的、靶向中枢胆碱能调制的天然源性抗精神分裂症辅助治疗药物提供了扎实的实验依据。

原论文图 6山奈酚通过恢复基底前脑HDB胆碱能神经元ChAT表达与神经活动改善精神分裂症样感觉运动门控、社交及认知障碍的机制模式图。