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焦慮是一種消極的、負(fù)性情緒狀態(tài)，在焦慮癥和抑郁癥中這種狀態(tài)表現(xiàn)得更加淋漓盡致了。目前研究表明大腦杏仁核,終紋床核（BNST）區(qū)域是引起焦慮的關(guān)鍵腦區(qū)。下丘腦內(nèi)側(cè)視前區(qū)（mPOA）有明顯雌雄差異的區(qū)域，激活該區(qū)域后雄性會(huì)表現(xiàn)出母性行為。

2021年2月1日南加州大學(xué)齊爾卡神經(jīng)遺傳研究所Huizhong Whit Tao研究團(tuán)隊(duì)在Nature Neuroscience雜志上發(fā)表文章揭示性分化腦區(qū)mPOA的抑制性神經(jīng)元和興奮性神經(jīng)元在調(diào)控焦慮中發(fā)揮相反的作用。

環(huán)境應(yīng)激引起的焦慮樣行為

為模擬人類(lèi)壓力狀態(tài)，研究人員將小鼠依次進(jìn)行強(qiáng)迫游泳、電擊、高溫等刺激，隨后這些小鼠出現(xiàn)明顯的焦慮樣行為（不敢在開(kāi)放區(qū)域停留），并激活杏仁核、 BNST和導(dǎo)水管周?chē)屹|(zhì) (PAG)、mPOA等腦區(qū)神經(jīng)元。在這些激活的區(qū)域中，mPOA腦區(qū)激活的神經(jīng)元最多，并且約80%激活的神經(jīng)元為谷氨酸興奮性神經(jīng)元。

為更進(jìn)一步確認(rèn)mPOA腦區(qū)興奮性神經(jīng)元參與應(yīng)激引起的焦慮行為，他們?cè)赩glut2-cre工具小鼠的mPOA腦區(qū)注射AAV- Cre依賴(lài)的GCaMP6s，通過(guò)光纖鈣成像記錄技術(shù)發(fā)現(xiàn)無(wú)論是在強(qiáng)迫游泳、電擊還是高溫刺激中均能明顯觀察到mPOA腦區(qū)興奮性神經(jīng)元鈣離子活性增強(qiáng)。這些結(jié)果就表明mPOA腦區(qū)興奮性神經(jīng)元參與應(yīng)激狀態(tài)下焦慮情緒。

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光調(diào)控mPOA腦區(qū)興奮性神經(jīng)元

通過(guò)光遺傳學(xué)技術(shù)直接激活mPOA腦區(qū)興奮性神經(jīng)元后，小鼠表現(xiàn)出焦慮樣行為，與此同時(shí)在實(shí)時(shí)位置偏好實(shí)驗(yàn)中也表現(xiàn)出厭惡狀態(tài)。這就表明該類(lèi)型神經(jīng)元編碼負(fù)性情緒信息。在慢性抑制該類(lèi)型神經(jīng)元后可以緩解因應(yīng)激引起的焦慮樣行為。

mPOA腦區(qū)約一半的神經(jīng)元為抑制性神經(jīng)元。在光激活該抑制性神經(jīng)元后雄性小鼠的焦慮樣行為減弱，增強(qiáng)雌性的母性行為。這就表明mPOA腦區(qū)的興奮性和抑制性神經(jīng)元在調(diào)控焦慮中發(fā)揮相反的作用。

無(wú)論是強(qiáng)迫游泳、高溫還是電擊等刺激都屬于環(huán)境應(yīng)激，那么mPOA腦區(qū)是否參與社交應(yīng)激尼？在一個(gè)特定空間中長(zhǎng)期居住一只雄性小鼠在面對(duì)突然闖入的雄性成年小鼠或看到幼崽，對(duì)這些入侵者表現(xiàn)出攻擊行為的同時(shí)會(huì)明顯增強(qiáng)mPOA腦區(qū)興奮性神經(jīng)元鈣離子活性。

但面對(duì)雌性闖入者時(shí)，常駐雄性小鼠并不會(huì)表現(xiàn)出鈣離子活性的增加。然而在慢性抑制mPOA腦區(qū)興奮性神經(jīng)元后常駐雄性小鼠在與雄性侵入者接觸之后，并不會(huì)表現(xiàn)得那么焦慮了。

光激活mPOA-PAG神經(jīng)環(huán)路后促進(jìn)小鼠焦慮

mPOA腦區(qū)興奮性神經(jīng)元接受哪些腦區(qū)的輸出和輸入？研究人員向mPOA腦區(qū)注射順行示蹤病毒后，在下游PAG腦區(qū)發(fā)現(xiàn)了大量的神經(jīng)投射纖維。光激活mPOA-PAG神經(jīng)環(huán)路后增加小鼠的焦慮樣行為，在光抑制該神經(jīng)環(huán)路后減少焦慮樣行為。

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逆行病毒示蹤實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)存在多個(gè)腦區(qū)興奮性輸入到mPOA腦區(qū)，主要包括外側(cè)隔核區(qū)、下丘腦室旁核、BNST等腦區(qū)。

總的來(lái)說(shuō)，本文揭示了下丘腦視前區(qū)在環(huán)境壓力和社交壓力下引起的焦慮行為中發(fā)揮關(guān)鍵作用：激活抑制性神經(jīng)元緩解焦慮，而激活興奮性神經(jīng)元促進(jìn)焦慮。

【參考文獻(xiàn)】https://doi.org/10.1038/s41593-020-00784-3 ，文中圖片均來(lái)自參考文獻(xiàn)。

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