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小鼠杏仁核活动与应激诱导的焦虑行为关联研究

期刊:Neuroscience BulletinDOI:10.1007/s12264-021-00762-0

本文由Shou-he Huang、Wei-zhu Liu、Xia Qin、Chen-yi Guo、Qing-cheng Xiong、Yu Wang、Ping Hu、Bing-xing Pan和Wen-hua Zhang等作者共同完成,研究团队主要来自南昌大学生命科学研究院恐惧与焦虑障碍实验室和南昌大学转化医学研究所。该研究于2021年9月7日在线发表在《Neuroscience Bulletin》期刊上,题为“Association of Increased Amygdala Activity with Stress-Induced Anxiety but Not Social Avoidance Behavior in Mice”。

研究背景

慢性压力(chronic stress)是导致多种精神疾病的重要因素,尤其是焦虑症和抑郁症。尽管大多数人在经历压力事件后能够恢复并表现出较强的心理韧性(resilience),但仍有约20%的人对压力表现出脆弱性(vulnerability),并发展为与压力相关的精神疾病。因此,理解大脑在面对压力时的韧性与脆弱性机制,对于开发新的治疗方法至关重要。

杏仁核(amygdala)是情绪调节的关键脑区,尤其是其基底外侧杏仁核(basolateral amygdala, BLA)在压力反应中扮演重要角色。研究表明,BLA神经元的异常活动和过度兴奋与多种压力相关精神疾病的发生密切相关。然而,BLA神经元活动如何动态响应压力,并如何影响个体对压力的脆弱性,仍然不清楚。

研究目的

本研究旨在通过慢性社会挫败压力(chronic social defeat stress, CSDS)小鼠模型,探讨BLA神经元活动在压力相关行为中的作用,特别是其在焦虑样行为(anxiety-like behavior)和社交回避行为(social avoidance behavior)中的不同作用。

研究方法

研究使用了雄性C57BL/6J小鼠,通过CSDS模型对小鼠施加压力,并根据其社交互动行为将小鼠分为易感组(susceptible)和韧性组(resilient)。研究采用了多种实验技术,包括: 1. 体内光纤光度法(in vivo fiber photometry):用于实时记录BLA神经元的钙信号变化,反映神经元活动。 2. 体外膜片钳记录(in vitro patch-clamp recording):用于测量BLA神经元的兴奋性。 3. 行为学测试:包括社交互动测试(social interaction test, SI)、开放场测试(open field test, OFT)和高架十字迷宫测试(elevated plus maze test, EPM),用于评估小鼠的焦虑样行为和社交回避行为。

研究结果

  1. 急性压力增加BLA神经元活动:通过光纤光度法,研究发现当小鼠遭受攻击时,BLA神经元的钙信号显著增加,表明急性压力能够迅速激活BLA神经元。
  2. 慢性压力持续增加BLA神经元活动:在CSDS模型中,无论是易感组还是韧性组小鼠,BLA神经元活动在压力暴露后1天和20天均显著增加。然而,只有易感组小鼠表现出社交回避行为,而两组小鼠均表现出焦虑样行为的增加。
  3. BLA神经元兴奋性增加:通过膜片钳记录,研究发现CSDS显著增加了BLA神经元的兴奋性,且这种增加在压力暴露后20天仍然存在。
  4. 焦虑样行为与BLA神经元活动相关:研究发现,BLA神经元活动的增加与焦虑样行为显著相关,但与社交回避行为无关。

结论

本研究首次揭示了慢性压力对BLA神经元活动的长期影响,并表明BLA神经元活动的增加与焦虑样行为密切相关,而与社交回避行为无关。这一发现为理解杏仁核在压力相关精神疾病中的作用提供了新的视角,特别是其在焦虑症中的潜在机制。

研究亮点

  1. 新颖的实验方法:研究采用了光纤光度法和膜片钳记录技术,能够实时、动态地监测BLA神经元的活动变化。
  2. 长期效应的揭示:研究发现BLA神经元活动的增加在压力暴露后20天仍然存在,表明慢性压力对大脑的长期影响。
  3. 行为与神经元活动的分离:研究首次揭示了BLA神经元活动与焦虑样行为和社交回避行为的不同关联,为理解压力相关精神疾病的机制提供了新的线索。

研究意义

本研究不仅加深了我们对杏仁核在压力反应中作用的理解,还为开发针对焦虑症的治疗策略提供了新的思路。通过揭示BLA神经元活动与焦虑样行为的关系,未来可以探索针对BLA神经元的干预措施,以缓解压力引起的焦虑症状。

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