揭秘焦虑 “幕后黑手”:腹侧被盖区至基底外侧杏仁核 GluA1 依赖性突触增强机制

【字体: 时间:2025年04月22日 来源:Biological Psychiatry 9.6

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  焦虑障碍危害巨大,机制却不明。研究人员以慢性社会挫败应激(CSD)小鼠为对象,探究腹侧被盖区(VTA)谷氨酸能神经元对杏仁核的影响。结果发现 VTA - BLA 突触增强会促焦虑,GluA1 起关键作用。这为焦虑症治疗提供新方向。

  在日常生活中,焦虑情绪时不时就会 “冒” 出来影响人们的生活,而当它发展成焦虑障碍时,危害就更大了。焦虑障碍是极为常见的精神疾病,给个人和社会都带来沉重负担。当前,虽然知道病理性焦虑和恐惧回路中杏仁核的过度活跃有关,但杏仁核主神经元活动增加的具体细胞机制却不清楚,这就像一座挡住人们治疗焦虑障碍道路的大山。为了找到攻克焦虑障碍的方法,国外研究人员开展了相关研究,其成果发表在《Biological Psychiatry》上。
研究人员主要运用了慢性社会挫败应激(CSD)小鼠模型、解剖示踪、膜片钳记录、光遗传学、体内光纤光度记录、阵列断层扫描和电子显微镜等技术。他们选用 C57BL/6J、CD1、vGAT - CRE、VGluT2 - CRE 等多种小鼠,先让小鼠经历慢性社会挫败应激,之后进行行为学测试和各种实验记录。

研究结果如下:

  • 慢性社会应激增加焦虑和基底外侧杏仁核主神经元的突触放电:对小鼠进行 10 天的慢性社会挫败应激(CSD)后,通过 O 迷宫和旷场实验发现,应激小鼠焦虑行为增加,且不影响运动功能。膜片钳记录显示,CSD 使基底外侧杏仁核(BLA)主神经元自发兴奋性突触后电流(sEPSC)频率增加,动作电位发放概率提高,说明慢性应激可能通过增加谷氨酸释放和 BLA 主神经元的突触放电来增加小鼠焦虑。
  • VTA 谷氨酸能神经元与 BLA 主神经元功能相连:研究人员利用表达 ChR2 - mCherry 等方法,发现 VTA 谷氨酸能神经元(VTAGlu)轴突投射在 BLA 和中央内侧杏仁核最丰富。通过多种实验手段证明 VTAGlu 神经元与 BLA 主神经元功能相连,如光刺激 VTAGlu 终末能在 BLA 主神经元引发内向电流和动作电位,且该过程由 AMPA 受体介导,还能增加 BLA 内 cFos + 细胞数量。
  • VTA 谷氨酸能神经元被社会应激激活:在 VGluT2 - Cre 小鼠 BLA 中使用逆行 Cre 依赖示踪剂,发现投射到 BLA 的谷氨酸能神经元主要在 VTA 内侧。通过 cFos 共免疫染色、光纤光度记录和全细胞膜片钳记录等实验表明,社会应激能激活 VTAGlu 神经元,使其兴奋性增加,从而增强对 BLA 的谷氨酸能输入,促进焦虑。
  • CSD 应激特异性增强 VTA - BLA 突触:BLA 神经元接收来自内侧前额叶皮层(mPFC)和 VTA 等区域的兴奋性输入。通过实验发现,CSD 增加了 VTA - BLA 突触的 AMPAR/NMDAR 比值,而 mPFC - BLA 突触的该比值未改变,说明 CSD 导致来自 VTA 的谷氨酸能驱动增加,而 mPFC 的未增加。
  • CSD 增强 AMPA 受体(AMPAR)的转运,促进 GluA1 亚基插入和 BLA 神经元的突触放电:CSD 使 VTAGlu - BLA 突触的 AMPA 受体电流内向整流增加,即 GluA2 缺失的 AMPA 受体增多,可能是由于 GluA1 转运增加。结构证据显示,CSD 使 BLA 中 VTAGlu 轴突终末与 AMPA 受体 GluA1 亚基的关联增多,且这种增强的突触输入能使 BLA 神经元更容易发放动作电位。
  • 体内光遗传学控制 VTAglu - BLA 回路双向调节焦虑:对 VTAglu - BLA 回路进行体内光遗传刺激,发现刺激该回路会增加小鼠焦虑,抑制它则能减轻 CSD 诱导的焦虑,说明该回路与焦虑之间存在因果关系。
  • AMPA GluA1 受体亚基的转运:通过设计病毒表达 GluA1 亚基的羧基细胞质尾(GluA1ct)来阻断内源性 GluA1 亚基的转运,结果发现能防止社会应激导致的焦虑增加,且抑制 BLA 神经元在 CSD 后的突触放电,表明应激诱导的焦虑由含 GluA1 的 AMPA 受体在接收 VTA 输入的 BLA 神经元中的整合介导。

研究结论和讨论部分指出,焦虑的产生依赖于对环境刺激的持续检测和评估,杏仁核在其中起着关键作用。本研究表明 VTA 谷氨酸能投射与杏仁核的焦虑调节区域相连,CSD 增强了 VTA - BLA 的连接,而 GluA1 亚基的插入在其中发挥了重要作用。此外,VTA 不仅参与奖励处理,还在解释环境威胁刺激和触发防御反应中扮演重要角色。该研究揭示了慢性应激导致焦虑的新机制,为焦虑症的治疗提供了潜在的新靶点和精准医学方法,对焦虑症的临床治疗和研究有着重要意义。

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