丁寧寧 科技日報記者 劉傳書
學(xué)習(xí)壓力大，工作強度高，長期焦慮讓人“吃不好”“睡不好”。近年來，科學(xué)家們研究發(fā)現(xiàn)慢性壓力下造成的焦慮、抑郁等負(fù)面情緒，會進一步導(dǎo)致代謝失衡現(xiàn)象，然而其內(nèi)在神經(jīng)機制并不明確。
3月22日，中國科學(xué)院深圳先進技術(shù)研究院腦認(rèn)知與腦疾病研究所、深港腦科學(xué)創(chuàng)新研究院楊帆課題組在Nature旗下神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域著名期刊《分子精神病學(xué)》（Molecular Psychiatry）發(fā)表最新研究成果。研究團隊發(fā)現(xiàn)慢性壓力應(yīng)激下，大腦中下丘腦腹內(nèi)側(cè)核（Ventromedial hypothalamus, VMH）神經(jīng)元的簇狀放電參與了焦慮與能量代謝的調(diào)控作用。
該研究成果不僅深入解析了壓力應(yīng)激導(dǎo)致焦慮與代謝異常的神經(jīng)機制，也為干預(yù)焦慮應(yīng)激等相關(guān)疾病提供新的干預(yù)策略。深圳先進院楊帆研究員為論文的獨立通訊作者，深圳先進院邵杰博士、博士生高大雙與副研究員劉運輝為共同第一作者，深圳先進院為論文第一單位。
神經(jīng)元會“放電”
隨著生活節(jié)奏的加快，幾乎每個人都會經(jīng)歷不同程度的焦慮，而長期處于這種焦慮情緒不僅會影響心理健康，通常也會引起食欲下降、內(nèi)分泌紊亂、代謝異常等生理問題。
為什么焦慮的人會食欲下降，從而導(dǎo)致代謝異常？其內(nèi)在神經(jīng)機制是如何？這要從一類會“簇狀放電”的神經(jīng)元說起。
研究首先發(fā)現(xiàn)，長期處于壓力應(yīng)激下的小鼠，出現(xiàn)了焦慮行為，焦慮的小鼠表現(xiàn)出了攝食減少，能量消耗降低的現(xiàn)象。與此同時，其大腦中的一類下丘腦腹內(nèi)側(cè)核團（VMH）中的簇狀放電神經(jīng)元的比例和強度也顯著上升。
通過光遺傳技術(shù)對這類VMH神經(jīng)元進行調(diào)控，可持續(xù)誘發(fā)簇狀放電，并進一步誘發(fā)了小鼠的焦慮樣行為和代謝變化。這表明簇狀放電的改變，是慢性壓力應(yīng)激下VMH神經(jīng)元調(diào)控焦慮與外周代謝的重要機制。
“在大腦網(wǎng)絡(luò)中，信號的傳遞需要通過神經(jīng)元的‘放電行為’，對信號進行處理和傳遞，簇狀放電是VMH神經(jīng)元的特性，是神經(jīng)元短時間內(nèi)連續(xù)、高頻的放電行為，這種放電行為的異常會產(chǎn)生不同的功能障礙。”邵杰解釋道。
抑制“放電” 緩解焦慮
既然VMH神經(jīng)元的簇狀放電行為會導(dǎo)致焦慮，并進一步導(dǎo)致代謝異常，那么抑制這種“放電行為”，是否能夠進一步緩解焦慮和代謝異常的現(xiàn)象？
為進一步驗證VMH神經(jīng)元簇狀放電的功能，研究團隊首先在離體電生理實驗中，運用抑制鈣離子通道的阻滯劑——米貝拉地爾可，發(fā)現(xiàn)該藥能夠抑制VMH神經(jīng)元的簇狀放電，而對慢性壓力應(yīng)激小鼠模型進行套管給藥，則可以緩解焦慮行為和代謝改變。
“離子通道就像‘開關(guān)’一樣，它決定著神經(jīng)元的放電行為。我們發(fā)現(xiàn)鈣離子通道Cav3.1在VMH神經(jīng)元的調(diào)控中扮演了重要角色。”邵杰表示，通過干擾VMH核團中相關(guān)離子通道的表達(dá)，可直接造成焦慮小鼠VMH中簇狀放電神經(jīng)元的減少，以及自發(fā)鈣信號的減弱，焦慮樣行為及相關(guān)代謝改變也得到一定程度的緩解。
在臨床治療中，氟西汀是一種用于抑郁癥和焦慮癥的治療的常見藥物。研究團隊通過對慢性壓力應(yīng)激小鼠模型施以四周的氟西汀，以阻斷慢性壓力應(yīng)激誘發(fā)的焦慮情緒，同對照組相比VMH核團簇狀放電神經(jīng)元比例下降，小鼠的外周代謝水平和焦慮樣行為也得到了緩解，提示VMH的簇狀放電神經(jīng)元也是氟西汀的潛在作用靶點。
此前，楊帆團隊解析出了一條慢性壓力應(yīng)激引發(fā)焦慮和骨丟失的神經(jīng)環(huán)路（JCI, 2020），其中VMH神經(jīng)元擔(dān)任了傳遞“焦慮信號”的重要角色。“在此項研究中，我們進一步發(fā)現(xiàn)VMH核團中的簇狀放電神經(jīng)元在調(diào)控慢性壓力應(yīng)激誘導(dǎo)的焦慮樣行為及代謝改變中扮演了重要作用，研究發(fā)現(xiàn)的鈣離子通道Cav3.1也為臨床干預(yù)焦慮癥、抑郁癥等相關(guān)疾病提供了潛在靶點。”楊帆表示。
長期慢性壓力應(yīng)激導(dǎo)致的焦慮情緒會進一步誘發(fā)代謝異常等現(xiàn)象，而機體代謝穩(wěn)態(tài)的打破會造成肥胖、骨質(zhì)疏松、高血脂等一系列代謝疾病。楊帆表示，長期壓力下導(dǎo)致的焦慮情緒更需要引起關(guān)注，日常生活中避免長期處于壓力大的環(huán)境，保持心情愉悅，適當(dāng)運動，聽音樂，冥想等方式都有助于腦區(qū)神經(jīng)元的正常工作，為大腦“松綁”，緩解焦慮情緒。
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