科学研究

科研进展

孙文智课题组发现奖赏缓解焦虑的机制

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2019-03-08

很多人会发现,感到压力山大的时候喝可乐会在一定程度上缓解焦虑和抑郁。这是因为可乐中含有大量的糖,已有科学研究报道称,吃糖(奖赏)可以作用于大脑室旁核(PVN)中的促肾上腺皮质激素释放激素(CRH)神经元,引起PVN CRH神经元中c-Fos和CRH表达的变化。但是,这些神经元如何动态响应奖励刺激来调节奖励的压力缓冲效应此前并不清楚。


北京脑科学与类脑研究中心孙文智课题组与上海科技大学生命学院胡霁课题组合作,在压力(应激)与奖赏系统相关的神经科学研究领域取得进展,相关成果以“Reward Inhibits Paraventricular CRH Neurons to Relieve Stress”为题,3月7日在国际学术期刊Current Biology上在线发表。该研究首次揭示了应激反应的重要室旁核CRH神经元可以被奖赏强烈抑制。

 


室旁核CRH神经元构成了一个关键的神经群体,通过沿着下丘脑-垂体-肾上腺(HPA)轴启动激素级联反应,并通过直接投射到边缘和自主大脑中心来组织与压力相关的行为,从而组织内分泌、自主和行为对压力的反应。研究团队结合脑部立体定位手术以及遗传学手段将钙信号的指示蛋白GCaMP6特异表达在了室旁核的CRH神经元中,然后利用光纤记录技术来实时检测自由运动的小鼠脑内CRH神经元的活动,发现PVN CRH神经元受到奖励消耗的快速和强烈抑制。奖励减少了由PVN CRH神经元的直接急性激活或反复压力挑战引起的焦虑样行为和应激激素激增。


细胞机制方面,反复压力应激会上调室旁核CRH神经元中谷氨酸能神经递质传递并诱导这些神经元产生N-甲基-D-天冬氨酸受体(NMDAR)依赖的簇状放电模式,而奖赏可以重新平衡突触稳态并消除簇状放电。在神经解剖水平上,研究人员发现室旁核的CRH神经元整合了来自前脑和中脑的压力和奖赏相关脑区的广泛信息,其中就包括了多个长程γ-氨基丁酸能传入神经通路。


总之,这些发现揭示了应激与奖赏整合的一个新的神经机制,也提示干预室旁核的CRH神经元的活动以及其相关神经环路可以为治疗压力相关疾病提供新方法。


该研究由北京脑科学与类脑研究中心孙文智课题组与上海科技大学生命学院胡霁课题组共同合作完成。上海科技大学生命学院博士研究生袁媛和吴为为文章共同第一作者,孙文智和胡霁为共同通讯作者。


https://www.cell.com/current-biology/fulltext/S0960-9822(19)30218-0