胃泌素释放肽在应激条件下对听觉条件恐惧泛化的关键作用

【字体: 时间:2025年05月16日 来源:Molecular Brain 3.3

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  为探究 GRP 在强厌恶刺激下的作用,研究者以 GRP 敲除(Grp?/?)小鼠为模型,结合急性束缚应激(RS)与高强度听觉恐惧条件反射实验,发现 GRP 对 CS + 强化反应及 CS - 恐惧泛化不可或缺,为焦虑相关疾病治疗提供新靶点。

  
恐惧,作为动物生存的基本防御机制,需在威胁识别与安全分辨间维持精准平衡。然而,当个体经历强烈应激或创伤后,这种平衡可能被打破 —— 对相似非威胁刺激的过度恐惧泛化,正是创伤后应激障碍(PTSD)等焦虑类疾病的核心特征。目前,尽管学界已知神经肽胃泌素释放肽(Gastrin-releasing Peptide,GRP)参与应激下恐惧记忆的调控,但其在高强度厌恶刺激引发的恐惧泛化中的具体机制仍存空白。为填补这一领域的认知缺口,日本富山大学(University of Toyama)的研究团队开展了系列研究,相关成果发表于《Molecular Brain》。

研究团队以 GRP 基因敲除小鼠(Grp?/?)为模型,结合急性束缚应激(Restraint Stress,RS)与高强度听觉恐惧条件反射实验(0.8 mA 足底电击),系统探究 GRP 在恐惧记忆强化与泛化中的作用。研究采用的关键技术包括:①基因敲除技术构建Grp?/?小鼠模型;②急性束缚应激(RS)诱导小鼠应激状态;③听觉恐惧条件反射实验,通过条件刺激(CS+,10 kHz 音调)与非条件刺激(CS-,2 kHz 音调)的区分,量化恐惧反应与泛化程度;④病毒载体(AAV)注射结合免疫荧光染色,追踪听觉皮层(Auditory Cortex,AC)神经元活性。

GRP 对高强度应激下恐惧反应强化的必要性


在高强度电击(0.8 mA)条件下,野生型(WT)小鼠经 RS 处理后,对 CS + 的 freezing 反应显著强于Grp?/?小鼠,表明 GRP 是应激后 CS + 与厌恶刺激关联强化的关键因子。同时,RS 处理的 WT 小鼠对 CS - 的反应也显著增强,而Grp?/?小鼠的 CS - 反应无明显提升,提示 GRP 参与应激诱导的恐惧泛化过程。通过区分 “discriminator”(辨别者,DS>2)与 “generalizer”(泛化者,DS<2),研究发现 RS 处理的 WT 小鼠中泛化者比例(29%)显著高于Grp?/?小鼠(0%),进一步证实 GRP 对恐惧泛化的必要性。

听觉皮层中 GRP 对恐惧泛化的调控作用


为明确 GRP 作用的脑区,研究人员向Grp?/?小鼠听觉皮层(AC)局部注射 GRP。结果显示,GRP 注射可恢复 RS 处理小鼠对 CS - 的 freezing 反应,并使泛化者比例提升至 50%,而生理盐水对照组无此效应。这表明 AC 区域的 GRP 是应激后恐惧泛化的关键介导因素。

GRP 对听觉皮层神经元泛化响应的驱动机制


通过病毒载体标记 CS + 响应神经元(mCherry+),研究发现 RS 处理的 WT 小鼠中,CS - 刺激诱导的 c-Fos + 神经元在 mCherry + 群体中的比例显著高于 WT 对照组与Grp?/?小鼠。这提示 GRP 可促使 AC 区原本对 CS + 特异的神经元在应激后对 CS - 产生响应,从而推动恐惧泛化。

讨论与意义


本研究揭示了 GRP 在高强度应激下恐惧泛化中的双重作用:既强化条件刺激的恐惧反应,又通过听觉皮层神经元的响应泛化驱动非条件刺激的恐惧泛化。值得注意的是,GRP 的作用呈现应激强度依赖性 —— 在中等强度电击(0.5 mA)条件下,GRP 敲除未显著影响恐惧反应,提示其功能与极端应激场景密切相关。

从机制上看,GRP 可能通过激活听觉皮层中血管活性肠肽(VIP)阳性中间神经元介导的去抑制微环路,增强谷氨酸能神经元的兴奋性,从而促进恐惧信号的泛化传递。这一发现不仅为理解 PTSD 等疾病中 “过度恐惧泛化” 的神经基础提供了新视角,更提示 GRP/GRPR 信号通路可能成为焦虑类疾病治疗的潜在靶点。未来研究可进一步探索 GRP 在性别差异中的作用 —— 鉴于女性 PTSD 患病率更高,其在应激相关恐惧泛化中的性别特异性机制值得深入挖掘。

综上,富山大学团队的研究首次系统阐明了 GRP 在极端应激下恐惧泛化中的关键作用,为解析病理性恐惧的神经机制及开发新型干预策略奠定了重要基础。

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