评估CRF能神经元传导在心理社会压力下雄性和雌性小鼠的焦虑反应及下丘脑边缘系统（BNST）神经元活动中的作用

《Physiology & Behavior》：Evaluation of the role of CRFergic neurotransmission in anxiety and BNST neuronal activity in male and female mice exposed to psychosocial stress

焦虑症发病率上升，但女性群体神经生物学机制研究不足。该实验通过观察雌雄小鼠对社会挫败应激（WSDS）的反应，发现CRF1受体在BNST中起关键作用：雌性经WSDS处理后出现焦虑样行为（EPM开臂探索减少），而拮抗剂CP376395能逆转此现象并抑制BNST ventral区c-Fos表达。雄性未出现类似反应，提示性别特异性机制。研究为女性焦虑靶向治疗提供新思路。

　　本研究探讨了在社会性压力影响下，雌性与雄性小鼠在床核（BNST）中CRF1受体（CRF1R）信号传导对焦虑样行为的调控作用。焦虑障碍在全球范围内日益普遍，而心理社会性压力是影响其发生的重要因素之一。然而，目前关于女性群体中焦虑调节机制的研究仍较为有限，尤其是在动物模型中。因此，本研究旨在填补这一知识空白，通过实验分析CRF1R在BNST中的作用，揭示其在应对间接社会性压力时的性别特异性表现。

焦虑是一种适应性反应，通常表现为对环境威胁的感知，并引发相应的行为和神经内分泌反应，从而帮助个体应对危险。在人类中，焦虑可能表现为回避行为、担忧、不适以及高度警觉的状态。然而，当这些反应变得频繁且强烈时，可能导致非适应性行为，进而成为焦虑障碍的特征。焦虑障碍是世界上最常见的心理疾病之一，与多种其他健康问题相关，包括心血管疾病、消化系统问题、偏头痛、高血压、过敏、肥胖以及自杀行为。值得注意的是，尽管这些障碍在女性中更为常见，但其临床表现和治疗反应在性别之间存在差异。因此，深入研究焦虑调节机制在不同性别中的差异，对于开发针对性治疗策略具有重要意义。

压力是焦虑障碍发生的关键因素之一，而社会性压力尤为突出。压力可以是直接的，也可以是间接的，例如通过观察他人遭受压力而产生影响。在这一背景下，居民-入侵者范式（resident-intruder paradigm）被广泛用于研究动物的压力反应。该范式通过将入侵者小鼠放入居民小鼠的笼子中，通常会引发居民小鼠的攻击行为。这种方法有助于研究社会性压力引发的行为反应、失败行为以及压力诱导的镇痛机制。然而，直接攻击的范式存在一定的局限性，因为它无法区分物理伤害对行为和生理指标的影响，同时主要适用于雄性小鼠，因为雌性小鼠在该范式中通常不表现出攻击行为。

为了解决这些问题，本研究采用了一种新的范式——观察社会性失败压力（witnessing social defeat stress, WSDS）。已有研究表明，观察到同类个体遭受负面刺激的啮齿类动物会表现出压力相关的反应，包括焦虑样行为、抑郁样行为、社交回避以及认知障碍。近期研究进一步指出，观察社会性失败的小鼠可能会对创伤性刺激产生长期的敏感性，这种敏感性包括社交行为受损、恐惧记忆障碍、空间工作记忆受损、体重增长减少、在压力测试中表现出被动行为、皮质酮水平升高以及快感缺失。这些结果表明，在啮齿类动物中，观察社会性失败可以引发多层次的长期影响。

压力反应激活了下丘脑-垂体-肾上腺（HPA）轴，其起始点位于下丘脑的室旁核（PVN），该区域释放促肾上腺皮质激素释放因子（CRF）。CRF刺激前下丘脑垂体分泌促黑素细胞激素前体（POMC），进而生成促肾上腺皮质激素（ACTH）。ACTH随后作用于肾上腺，促使皮质醇（人类中的激素）释放，从而帮助机体应对压力。皮质醇通过促进糖异生、激活交感神经系统以及抑制非必要功能如免疫、生殖、消化和生长，协助机体管理压力。HPA轴的活动受到边缘系统区域的调控，包括杏仁核、海马体、前额叶皮层以及BNST。BNST与PVN相连，并可以分为前部和后部区域。研究表明，BNST在调节情境性恐惧和压力诱导的疾病方面起着关键作用，同时也在焦虑和药物依赖的调节中发挥作用。此外，一些研究指出，BNST的电刺激可能会减少压力样行为，而其损伤则可能降低压力诱导的ACTH分泌。

在压力相关的神经传递中，CRF信号传导尤为显著。CRF作用于两种G蛋白偶联受体：CRF1R和CRF2R。CRF1R具有高亲和力，并在下丘脑、杏仁核、腹侧被盖区以及前部BNST中广泛分布，而CRF2R则具有较低的亲和力，并在后部BNST（尤其是其背外侧和背内侧区域）中高度表达。CRF1R被认为在调节压力应对和自主反应中起主要作用，而CRF2R则可能在调节压力适应和自主反应中起辅助作用。CRF信号传导对压力反应的调节已有充分研究，包括一些研究表明，CRF1R敲除小鼠表现出焦虑减少，其中CRF受体与β-抑制蛋白的结合在雄性小鼠中更为显著。

BNST是大脑中最具性别二态性的核团之一，其体积在雄性中显著大于雌性，这种差异可能与出生前和出生后的雄激素暴露有关。这种结构性差异与神经元密度、CRF1受体表达以及对压力相关刺激的突触反应有关。在社会或情绪压力模型中，雌性表现出更强的BNST激活，这表现为c-Fos、CRF和CRF1受体表达的增加，表明雌性对环境挑战具有更强烈和持续的神经内分泌反应。

CRF系统作为压力反应的核心轴，通过激活HPA轴协调皮质醇的释放。然而，其影响不仅限于下丘脑，还扩展到其他区域，如BNST，其中调节焦虑、回避和社交行为。在这一背景下，雌性表现出更强且更持久的CRF信号传导，其特征是CRF1受体与Gs蛋白的更强耦合以及受体内化减少，从而产生持续的兴奋效应。相反，雄性表现出对这一通路更有效的调控，这表现为受体快速脱敏和HPA轴的更严格控制，与对重复压力的生理耐受性有关。性激素与CRF-BNST系统之间的相互作用是理解压力和焦虑易感性性别差异的关键。雌激素促进BNST及其他边缘结构中CRH基因的转录和CRF1受体的表达，从而增强压力反应。相比之下，睾酮则对CRF信号传导产生负向调控作用，抑制HPA轴激活并减少焦虑样行为。这些神经内分泌差异在临床上表现为女性中焦虑障碍的高发和严重程度，这一现象得到了近期遗传学和流行病学证据的支持。

基于上述背景，本研究旨在评估WSDS范式以及CRF1R拮抗剂CP376395对焦虑样行为和BNST神经激活模式的影响。实验中，98只瑞士-韦伯斯特小鼠（49只雄性和49只雌性）被用于研究。这些小鼠在实验前被饲养在特定的环境中，并按照一定的条件进行分组。实验中，雌性小鼠被分为两个组：一组为观察非攻击性互动（WNAI），另一组为观察社会性失败（WSDS）。雄性小鼠同样被分为这两个组。实验结束后，小鼠的行为被评估，并通过特定的测试方法进行分析。此外，实验还涉及使用CRF1R拮抗剂CP376395进行干预，并在特定时间点对小鼠进行测试，以评估其对焦虑样行为的影响。

在实验中，雌性小鼠在WSDS条件下表现出明显的焦虑样行为，这种行为在给予CRF1R拮抗剂CP376395后得到显著缓解。同时，这些受过社会性失败刺激的雌性小鼠在BNST的腹侧区域表现出更高的c-Fos蛋白表达，这一反应在CRF1R阻断后有所减弱。值得注意的是，在相同的实验条件下，雄性小鼠并未表现出显著的行为或神经激活变化。这一结果表明，CRF1R信号传导在BNST中对间接社会性压力引发的焦虑样行为具有性别特异性的作用，进一步强调了这一神经生物学机制在开发针对女性的治疗策略中的潜在价值。

此外，实验还采用了社会互动测试（SIT）来评估小鼠的焦虑样行为。SIT能够识别出小鼠在面对社交情境时的两种表型：易感型和抗压型。在本研究中，雌性小鼠被分为WNAI组和WSDS组，其中WSDS组表现出更高的焦虑样行为。雄性小鼠同样被分为这两个组，其中WSDS组表现出较低的焦虑样行为。这一结果进一步支持了CRF1R在BNST中对焦虑样行为的性别特异性作用。

研究还涉及使用CRF1R拮抗剂CP376395进行干预，并在特定时间点评估小鼠的行为反应。在给予CP376395后，雌性小鼠表现出焦虑样行为的显著减少，而雄性小鼠则未表现出类似的变化。这一结果表明，CRF1R拮抗剂对女性的焦虑样行为具有显著的缓解作用，而对雄性则效果有限。这进一步说明，CRF1R在BNST中对焦虑样行为的调节具有性别特异性。

本研究还探讨了CRF1R在BNST中的表达模式以及其对神经激活的影响。在实验中，通过免疫荧光技术检测了c-Fos蛋白的表达，从而评估BNST的激活情况。结果显示，受过社会性失败刺激的雌性小鼠在BNST的腹侧区域表现出更高的c-Fos蛋白表达，而给予CRF1R拮抗剂后，这一表达水平显著下降。这一结果表明，CRF1R在BNST中对焦虑样行为的调节具有重要作用，并且其作用在性别之间存在差异。

在实验过程中，所有动物均遵循伦理原则进行处理，并获得了相应的伦理批准。研究结果不仅为理解焦虑障碍的性别差异提供了新的视角，也为开发针对性治疗策略提供了理论依据。此外，本研究还涉及多个研究团队的合作，包括来自不同机构的科学家，共同完成了实验设计、数据分析和结果解读。研究团队的贡献涵盖了从概念化到撰写论文的各个阶段，确保了研究的全面性和科学性。

综上所述，本研究揭示了CRF1R在BNST中对焦虑样行为的性别特异性调控作用，特别是在间接社会性压力下，女性表现出更高的焦虑反应。研究结果强调了在开发针对女性的治疗策略时，应充分考虑性别差异，同时加强对CRF-BNST系统的深入研究。这些发现不仅有助于理解焦虑障碍的神经生物学机制，也为未来的临床研究和药物开发提供了重要的参考。