Exposure to intense or repeated stressors can lead to depression or post-traumatic stress disorder (PTSD). Neurological changes induced by stress include impaired neurotrophin signaling, which is known to influence synaptic integrity and plasticity. The present study used an ex vivo approach to examine the impact of acute or repeated stress on BDNF-stimulated TrkB signaling in hippocampus (HIPPO) and prefrontal cortex (PFC). Rats in an acute multiple stressor group experienced five stressors in one day whereas rats in a repeated unpredictable stressor group experienced 20 stressors across 10 days. After stress exposure, slices were incubated with vehicle or BDNF, followed by immunoprecipitation and immunoblot assays to assess protein levels, activation states and protein–protein linkage associated with BDNF-TrkB signaling. Three key findings are (1) exposure to stressors significantly diminished BDNF-stimulated TrkB signaling in HIPPO and PFC such that reductions in TrkB activation, diminished recruitment of adaptor proteins to TrkB, reduced activation of downstream signaling molecules, disruption of TrkB-NMDAr linkage, and changes in basal and BDNF-stimulated Arc expression were observed. (2) After stress, BDNF stimulation enhanced TrkB-NMDAr linkage in PFC, suggestive of compensatory mechanisms in this region. (3) We discovered an uncoupling between TrkB signaling, TrkB-NMDAr linkage and Arc expression in PFC and HIPPO. In addition, a robust surge in pro-inflammatory cytokines was observed in both regions after repeated exposure to stressors. Collectively, these data provide therapeutic targets for future studies that investigate how to reverse stress-induced downregulation of BDNF-TrkB signaling and underscore the need for functional studies that examine stress-related TrkB-NMDAr activities in PFC.

暴露于强烈或反复的压力源会导致抑郁或创伤后应激障碍 (PTSD)。压力引起的神经系统变化包括受损的神经营养因子信号传导，已知这会影响突触的完整性和可塑性。本研究使用离体检查急性或反复压力对海马 (HIPPO) 和前额叶皮层 (PFC) 中 BDNF 刺激的 TrkB 信号传导的影响的方法。急性多重压力源组的大鼠在一天内经历了五个压力源，而重复不可预测压力源组的大鼠在 10 天内经历了 20 个压力源。应力暴露后，将切片与载体或 BDNF 一起孵育，然后进行免疫沉淀和免疫印迹分析，以评估与 BDNF-TrkB 信号传导相关的蛋白质水平、活化状态和蛋白质-蛋白质连接。三个主要发现是（1）暴露于压力源显着减少了 HIPPO 和 PFC 中 BDNF 刺激的 TrkB 信号传导，从而减少了 TrkB 激活，减少了对 TrkB 的衔接蛋白募集，减少了下游信号分子的激活，破坏了 TrkB-NMDAr 连接，并观察到基础和 BDNF 刺激的 Arc 表达的变化。(2) 应激后，BDNF 刺激增强了 PFC 中的 TrkB-NMDAr 连接，提示该区域存在补偿机制。(3) 我们发现 TrkB 信号、TrkB-NMDAr 链接和 PFC 和 HIPPO 中的 Arc 表达之间存在解偶联。此外，在反复暴露于压力源后，在这两个区域都观察到促炎细胞因子的强劲激增。总的来说，这些数据为未来的研究提供了治疗靶点，这些研究旨在研究如何逆转压力诱导的 BDNF-TrkB 信号传导下调，并强调需要进行功能研究来检查 PFC 中与压力相关的 TrkB-NMDAr 活性。暗示了该地区的补偿机制。(3) 我们发现 TrkB 信号、TrkB-NMDAr 链接和 PFC 和 HIPPO 中的 Arc 表达之间存在解偶联。此外，在反复暴露于压力源后，在这两个区域都观察到促炎细胞因子的强劲激增。总的来说，这些数据为未来的研究提供了治疗靶点，这些研究旨在研究如何逆转压力诱导的 BDNF-TrkB 信号传导下调，并强调需要进行功能研究来检查 PFC 中与压力相关的 TrkB-NMDAr 活性。暗示了该地区的补偿机制。(3) 我们发现 TrkB 信号、TrkB-NMDAr 链接和 PFC 和 HIPPO 中的 Arc 表达之间存在解偶联。此外，在反复暴露于压力源后，在这两个区域都观察到促炎细胞因子的强劲激增。总的来说，这些数据为未来的研究提供了治疗靶点，这些研究旨在研究如何逆转压力诱导的 BDNF-TrkB 信号传导下调，并强调需要进行功能研究来检查 PFC 中与压力相关的 TrkB-NMDAr 活性。