Nature 子刊:催产素受体神经元调控焦虑样行为
催产素 (OXT) 因其抗焦虑作用和促进社交奖赏而广为人知。编码OXT的基因主要位于下丘脑室旁核(PVN)和视上核(SON)的大细胞性神经元中表达,OXT受体(OXTr)的基因广泛表达在隔核、伏隔核和腹侧被盖区区域。
研究表明 OXT 引起抗焦虑作用,并具有治疗改善抑郁症的潜能,但也有证据表明OXT引起焦虑。这些看似矛盾的结果的背后也更进一步表明OXT在大脑中功能的复杂性。
隔核是一种边缘脑结构,调控动机、情绪、空间记忆等功能。
2021年9月6日阿尔伯特爱因斯坦医学院Yunlei Yang研究团队发现慢性激活隔核表达 OXT受体的神经元诱发焦虑样行为。该脑区OXT受体神经元投射到Broca斜角带,激活该神经环路同样引起焦虑样行为。
布罗卡斜带(Diagonal Band of Broca,DBB)位于基底前脑,细分为垂直(vDBB)和水平部分(hDBB),包括胆碱能、GABA 能和谷氨酸能神经元,广泛投射到内侧前额叶皮质、下丘脑、杏仁核中央核。
研究人员向OXTr-cre小鼠隔核注射化学遗传性病毒实现慢性激活或抑制效应,激活表达OXTr的神经元后引起雌、雄性小鼠焦虑样行为,但不会引起抑郁样行为。病毒示踪实验发现隔核OXTr能神经元投射到hDBB部位,光激活该神经环路后也引起焦虑样行为。
免疫荧光发现隔核OXTr能神经元属于GABA能抑制性神经元。进一步的电生理实验发现光激活隔核OXTr能神经元后抑制hDBB神经元活性。
早期的隔区-海马系统包括海马、外侧隔核、内侧隔核,调控情绪和记忆,海马和膈核相互存在投射。研究表明腹侧海马(vHip)是隔核经典的兴奋性输入。
黑白穿梭箱是评估焦虑样行为的经典行为学实验,一般来说,小鼠或大鼠喜欢在暗箱活动。抗焦虑药物能够促进小鼠待在明亮箱的时间。通过光纤记录系统发现小鼠的vHip脑区在明亮箱停留时的钙离子水平明显高于黑暗箱中的水平,此外vHip脑区在高架实验中的开放臂中时的钙离子活动明显增加,这就表明该脑区神经元活动参与抗焦虑样行为。
进一步实验发现vHip投射到隔核的神经元在在明亮箱中的钙离子水平也明显高于黑暗箱中的水平,此外,上述投射神经元在高架实验中开放臂中的钙离子水平也明显高于闭合臂的钙离子水平。
催产素在不同脑区中发挥的功能不同,本文揭示了在隔核脑区表达催产素受体的神经元通过抑制其下游布罗卡斜带神经元活性能够引起焦虑样行为。
【参考文献】
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