Stressful events during adulthood are potent adverse environmental factors that can predispose individuals to psychiatric disorders, including depression; however, many individuals exposed to stressful events can adapt and function normally. While stress vulnerability may influence depression, the molecular mechanisms underlying the susceptibility and adaptation to chronic stress within the brain are poorly understood. In this study, two genetically distinct mouse strains that exhibit different behavioral responses to chronic stress were used to demonstrate how the differential epigenetic status of the glial cell-derived neurotrophic factor (Gdnf) gene in the ventral striatum modulates susceptibility and adaptation to chronic stress. Our results suggest that the histone modifications and DNA methylation of the Gdnf promoter have crucial roles in the control of behavioral responses to chronic stress. Our data provide insights into these mechanisms, suggesting that epigenetic modifications of Gdnf, along with genetic and environmental factors, contribute to behavioral responses to stress.

There is growing evidence suggesting that early life events have long-term effects on the neuroendocrine and behavioral developments of rodents. However, little is known about the involvement of early life events in the susceptibility to subsequent stress exposure during adulthood. The present study characterized the effect of maternal separation, an animal model of early life adversity, on the behavioral response to repeated restraint stress in adult rats and investigated the molecular mechanism underlying behavioral vulnerability to chronic stress induced by the maternal separation. Rat pups were separated from the dams for 180 min per day from postnatal day 2 through 14 (HMS180 rats). We found that, as young adults, HMS180 rats showed a greater hypothalamic-pituitary-adrenal axis response to acute restraint stress than nonseparated control rats. In addition, repeatedly restrained HMS180 rats showed increased depression-like behavior and an anhedonic response compared with nonrestrained HMS180 rats. Furthermore, HMS180 rats showed increased expression of REST4, a neuron-specific splicing variant of the transcriptional repressor REST (repressor element-1 silencing transcription factor), and a variety of REST target gene mRNAs and microRNAs in the medial prefrontal cortex (mPFC). Finally, REST4 overexpression in the mPFC of neonatal mice via polyethyleneimine-mediated gene transfer enhanced the expression of its target genes as well as behavioral vulnerability to repeated restraint stress. In contrast, REST4 overexpression in the mPFC of adult mice did not affect depression-like behaviors after repeated stress exposure. These results suggest that the activation of REST4-mediated gene regulation in the mPFC during postnatal development is involved in stress vulnerability.

The clinical diagnosis of major depressive disorder (MDD) still depends on subjective information in terms of various symptoms regarding mood. Detecting the characterization of extracellular vesicles (EVs) in blood may result in finding a diagnostic biomarker that reflects the depressive stage of patients with MDD. Here, we report the results on the glycosylation pattern of enriched plasma EVs from patients with MDD. We compared glycosylation patterns by lectin blotting expressed in EVs isolated from the plasma of both patients with MDD and age-matched healthy control participants (HCs) using size-exclusion chromatography. The levels of Wheat germ agglutinin (WGA), N-acetyl glucosamine (GlcNAc), and N-Acetylneuraminic acid (Neu5Ac, sialic acid) - binding lectin, were significantly decreased in patients with MDD in the depressive state compared to HCs and in remission state. Furthermore, proteome analysis revealed that the von Willebrand factor (vWF) was a significant factor recognized by WGA. WGA-binding vWF antigen differentiated patients with MDD versus HCs and the same patients with MDD in a depressive versus remission state. In this study, the change patterns in the glycoproteins contained in plasma EVs support the usability of testing to identify patients who are at increased risk of depression during antidepressant treatment.