压力诱导小鼠内侧前额叶皮质神经元 GHS-R1a表达促进焦虑易感性研究成果显著

研究人员为探究焦虑神经机制，开展 GHS-R1a信号对小鼠焦虑影响研究，发现其可促焦虑，或为新治疗靶点。

　　在生活中，人们或多或少都体验过焦虑的滋味。偶尔的焦虑是正常的情绪反应，但对于患有焦虑症的人来说，强烈、过度且持久的焦虑和恐惧严重干扰着他们的日常生活。目前，焦虑及相关障碍的神经机制尚未完全明晰，这极大地阻碍了焦虑症的有效治疗。此前的研究发现，压力性生活经历可能触发焦虑症，而且实验室研究表明，重复应激暴露会使啮齿动物出现焦虑相关行为。同时，生长激素促分泌素受体 1a（GHS-R1^a）作为外周代谢激素胃饥饿素（ghrelin）的受体，虽在大脑中广泛分布，但它在压力诱导的焦虑或抑郁发展过程中的作用却并不清楚。为了解开这些谜团，青岛大学的研究人员开展了一系列研究，相关成果发表在《Communications Biology》杂志上。

研究人员运用了多种关键技术方法。在动物实验方面，选用雄性成年 C57BL/6 J 小鼠和 Ghsr1a 基因敲除（KO）小鼠，对小鼠进行重复束缚应激（RRS）处理 。行为学测试上，采用高架十字迷宫（EPM）测试、社会互动（SI）测试、悬尾（TS）测试和强迫游泳（FS）测试评估小鼠焦虑相关行为。利用病毒注射技术，向小鼠内侧前额叶皮质（mPFC）特定区域导入病毒，以操控神经元活动或基因表达。还通过体内钙纤维光度测定、免疫荧光染色、荧光原位杂交、定量逆转录 PCR 以及 mPFC 脑片制备和电生理记录等技术，从不同层面探究神经元活动、基因表达和突触传递变化。

研究结果如下：

• RRS 暴露增强焦虑样行为并改变 mPFC^αCaMKII+神经元的活动：研究发现，经 RRS 处理（1 小时 / 天，持续 4 天）的小鼠，在 EPM 测试中开放臂探索时间减少、SI 测试中社交性降低、TS 和 FS 测试中不动时间增加，这些都表明小鼠焦虑相关行为增强。而且，RRS 暴露 6 天后小鼠的行为变化比 90 分钟时更显著，说明应激暴露与焦虑相关表型的发展之间存在时间延迟。进一步研究发现，mPFC 中 αCaMKII⁺兴奋性神经元占主导地位，RRS 暴露 90 分钟后，PrL 区域的 mPFC^αCaMKII+神经元中 c-Fos 表达增加；6 天后，焦虑相关行为增强，c-Fos 表达却减少，这表明 PrL^αCaMKII+神经元的活动可能与小鼠焦虑相关行为呈负相关。而 IL^αCaMKII+神经元在 RRS 暴露后 c-Fos 表达持续增加，说明其在调节焦虑相关行为中可能与 PrL^αCaMKII+神经元作用不同。另外，RRS 暴露 6 天后，PrL 区域 5/6 层 mPFC^αCaMKII+神经元的微小兴奋性突触后电流（mEPSCs）幅度和频率均降低，而微小抑制性突触后电流（mIPSCs）不受影响，这表明 PrL^αCaMKII+神经元可能通过适应性激活来抵御应激诱导的焦虑。
• PrL^αCaMKII神经元在 EPM 探索过程中活动发生变化：通过体内纤维光度测定发现，在基线状态下，小鼠进入 EPM 开放臂时，PrL 区域 5/6 层 PrL^αCaMKII+神经元的 Ca²⁺信号增加；但 RRS 暴露后，这种增加不再出现。而在进入封闭臂时，基线状态和 RRS 暴露后 Ca²⁺信号均降低。总体而言，RRS 暴露 6 天后，PrL^αCaMKII+神经元在开放臂和封闭臂探索时的 Ca²⁺活动均低于基线状态。
• 激活 PrL^αCaMKII神经元减少焦虑样行为：实验表明，化学遗传学激活 PrL^αCaMKII+神经元可减少焦虑样行为。向小鼠 PrL 区域注射 AAV-Camk2a-hm3dq-mCherry 病毒，通过氯氮平 - N - 氧化物（CNO）激活 PrL^αCaMKII+神经元后，在 EPM 测试中，应激小鼠在开放臂的停留时间增加；在 TS 测试中，不动时间减少，这证实了选择性激活 PrL^αCaMKII+神经元能减轻焦虑相关行为。
• RRS 诱导 PrL^αCaMKII神经元中 GHS-R1^a表达延迟上调：研究人员发现，RRS 暴露 6 天后，小鼠 PrL 区域 GHS-R1^a转录水平显著增加，而在 90 分钟时无明显变化；通过荧光原位杂交也证实了 RRS 暴露 6 天后，PrL^αCaMKII+神经元中 GHS-R1^a表达增加。这表明 RRS 暴露诱导 PrL^αCaMKII+神经元中 GHS-R1^a表达延迟增加，且与 RRS 诱导的焦虑相关行为增强一致。
• 降低 PrL^αCaMK神经元中内源性 GHS-R1^a表达减轻焦虑样行为：GHS-R1^a基因敲除小鼠在 RRS 暴露 6 天后，EPM 测试中开放臂探索时间和 SI 测试中社交互动时间与基线状态相似，说明 GHS-R1^a缺乏具有抗焦虑作用。此外，在 PrL 区域敲低 GHS-R1^a表达的小鼠，在 EPM 测试中开放臂探索时间增加，TS 测试中不动时间减少；其 PrL 区域 5/6 层 PrL^αCaMKII+神经元在 RRS 暴露 6 天后 mEPSCs 频率增加。这表明破坏 PrL^αCaMKII+神经元中内源性 GHS-R1^a表达可逆转 RRS 诱导的兴奋 / 抑制（E/I）失衡，预防应激诱导的焦虑样行为发展。
• 增加 PrL^αCaMK神经元中 GHS-R1^a表达增强焦虑样行为：向小鼠 PrL 区域注射 AAV-Camk2a-hGhsr1a-GFP 病毒，过表达 GHS-R1^a。结果显示，在 RRS 暴露 6 天后，GHS-R1^a过表达小鼠在 EPM 测试中开放臂探索时间减少，FS 测试中不动时间增加，且其 PrL 区域 5/6 层 PrL^αCaMKII+神经元的 mEPSCs、自发性兴奋性突触后电流（sEPSCs）减少，自发性抑制性突触后电流（sIPSCs）频率增加。这表明增加 PrL^αCaMKII+神经元中 GHS-R1^a表达会加剧 RRS 诱导的 E/I 失衡，增强焦虑样行为。而在基底外侧杏仁核（BLA）中过表达 GHS-R1^a对焦虑相关行为无影响，进一步证实了 PrL^αCaMKII+神经元中 GHS-R1^a表达与焦虑样行为的因果关系。

研究结论和讨论部分指出，目前关于 ghrelin 和 GHS-R1^a在情绪处理中的作用存在矛盾。该研究首次揭示了 mPFC 中 ghrelin/GHS-R1^a信号与应激诱导的焦虑相关行为增强之间的因果关系。RRS 暴露导致 mPFC 中 GHS-R1^a表达延迟增加，进而加剧 E/I 失衡，增强焦虑样行为。GHS-R1^a信号在 PrL^αCaMKII+神经元中可能是治疗应激诱导的焦虑症（如创伤后应激障碍，PTSD）的潜在靶点。这一研究为焦虑症的治疗提供了新的方向和理论依据，有望推动相关药物研发和治疗手段的创新，帮助更多焦虑症患者摆脱痛苦。