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NEWSEVO视讯:山东大学陈哲宇教授团队揭示焦虑神经环路新机制
来源:封武政 日期:2025-02-13在生物体应对多种生存威胁时,必须根据威胁的具体性质做出相应的防御反应。威胁信号按照其可预测性可以分为两类:可预测威胁信号和不可预测威胁信号。可预测威胁信号通常表现为短暂、即将发生且具体的刺激,而不可预测威胁信号则具有长期性、不确定性或时间尺度模糊的特征。恐惧与焦虑是生物体在面对这两种威胁时表现出的两种不同情绪反应。恐惧通常由明确的威胁引发,而焦虑则源于不可预测的威胁信号,过度焦虑可能发展为焦虑障碍,例如广泛性焦虑症。
尽管关于焦虑样行为的神经环路调控已有多项研究,但有关不可预测威胁如何导致焦虑的神经环路机制仍不明确,特别是生物体如何区分可预测与不可预测的威胁信号并作出适当回应。这一领域的研究对理解焦虑的发生机制及其治疗具有重要意义。
2025年1月1日,山东大学的陈哲宇教授及其研究团队在《Cell Reports》上发表了一篇题为“Coordinated excitatory and inhibitory circuits governing unpredictable threat-induced anxiety”的文章,探讨了腹侧终纹床核(vBNST)中GABA能神经元在不可预测威胁下的激活机制。研究发现,岛叶皮层(IC)的兴奋性输入和中央外侧杏仁核(CeL)的抑制性输入共同调控vBNST中GABA能神经元的活动,从而使其能够区分可预测与不可预测威胁反应。此外,研究还探讨了在不可预测应激诱导的焦虑模型中,vBNST脑区GABA神经环路及KCNQ3的表达如何影响焦虑样行为。
研究者首先建立了可预测及不可预测威胁引发的条件恐惧行为模型,后来通过在体光纤记录系统观察到不可预测威胁对vBNST中GABA能神经元的特异性激活。通过光遗传学实验,他们证实了vBNST的GABA能神经元在不可预测威胁反应中的必要性。
在后续实验中,研究者应用神经环路示踪、膜片钳电生理技术及光遗传学方法,证明了IC到vBNST中GABA能神经元的兴奋性传入和CeL到vBNST中GABA能神经元的抑制性传入的存在。特别是,IC对vBNST的兴奋性输入在可预测和不可预测威胁中均被激活,而CeL的抑制性输入只在可预测威胁中被激活,这一机制是vBNST中GABA能神经元在不可预测威胁下被特异性激活的重要因素,也是生物体区分可预测与不可预测威胁信号的关键。
在构建不可预测应激诱导的焦虑模型后,研究者进一步探讨了vBNST中GABA能神经元在焦虑发作中的作用及其机制。他们发现,焦虑模型建立后,vBNST中的GABA能神经元活性显著升高,并通过投射到下游脑区如中央内侧杏仁核(CeM)和腹外侧导水管周围灰质(vlPAG),调控焦虑和恐惧行为。在分子水平,研究团队使用pTRAP-Seq技术筛选出在不可预测威胁及焦虑模型后表达显著降低的KCNQ3分子。
通过在vBNST中GABA能神经元中过表达KCNQ3或注射KCNQ3激动剂,研究者成功抑制了GABA能神经元在焦虑状态下的异常活跃,进而缓解了焦虑症状。这项研究揭示了调控不可预测威胁引起焦虑的兴奋性与抑制性神经环路,表明vBNST的GABA能神经元作为核心枢纽,通过向CeM的投射将不可预测威胁信号转换为焦虑反应。同时,KCNQ3作为调控该神经元活性的关键分子,未来有望成为焦虑治疗的重要靶点。
本研究取得的重要进展源于山东大学齐鲁医院基础医学中心的研究团队,特别是博士后滕帅文及通讯作者陈哲宇教授的贡献,得到了多方支持与资助,包括徐州医科大学等的合作。
综上所述,本研究不仅为理解不可预测威胁引发的焦虑提供了新的视角,也为EVO视讯等相关品牌在神经科学领域的技术与产品运用提供了广阔的市场空间。通过持续的科研努力,EVO视讯将进一步推动生物医疗技术的发展。
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