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从回避到探索:杏仁核抑制细胞的不同分工

Translational psychiatry · 2024-10-05

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Translational psychiatry · 研究前沿

从回避到探索:杏仁核抑制细胞的不同分工

雄鼠研究发现,BLA 的 PV 与 CCK-GABA 细胞对不同应激和行为的作用各有侧重;SST 细胞虽有活动响应,受测干预却未改变行为。

AI 概念插画:小鼠与不同抑制性细胞群

同在杏仁核、同样释放抑制性递质,细胞的工作会一样吗?2024 年发表于 Translational Psychiatry 的研究,逐一观察基底外侧杏仁核(BLA)中由生长抑素(SST)、小清蛋白(PV)和胆囊收缩素(CCK)标记的 GABA 抑制性细胞。面对相同刺激,它们有时一同活跃,有时却朝相反方向变化;改变其活动后,社会互动、糖水偏好和开放空间探索,也出现不同组合。一个区域的“抑制增强”,因而需要细分到具体细胞与行为。

关键发现

BLA PV 细胞调节多项抑郁样行为指标,CCK-GABA 细胞更突出地影响开放空间探索,并改变部分其他指标;作用依赖应激条件和行为背景。

阅读目录 · 6个部分

同一群体对不同应激的响应

厌恶性足部刺激出现时,BLA GABA 群体的钙信号升高;进入悬尾任务,群体信号却下降。慢性社会失败后,小鼠与同类接触时,这群细胞的响应也比之前弱。对不同压力事件,抑制细胞并非总以相同方向响应。

组织观察中,足部刺激后带有 c-Fos 的 GABA 细胞增加,但总体 GABA 标记细胞数量基本相近。细分到 SST、PV 与 CCK-GABA 也有相似的活动标记增加,让研究关注的是细胞怎样被调动,而不是细胞数量增减。

这种区别很重要:短暂厌恶刺激、持续应激和后来与同类相遇,是不同的行为背景。群体活动下降是否会参与行为变化,团队接着通过激活实验检验,而不是只根据记录时活动高低判断功能。

原论文图 1BLA GABA 群体的事件相关响应
BLA GABA 群体的事件相关响应
原论文 Figure 1:足部厌恶刺激引起群体钙信号上升,悬尾时下降,慢性社会失败后的社会互动响应减弱。
来源:Asim M et al. · Translational psychiatry · CC BY-NC-ND
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激活方式改变了结果

在慢性社会失败小鼠中,受测较高频率的 GABA 群体激活,增加社会互动和糖水偏好,降低悬尾不动时间,并增加旷场中央停留。较低频率没有同样效果,总活动距离也没有明显变化,行为差别没有伴随整体跑动增加。

钙记录还显示,较高频率激活之后,兴奋性细胞对足部厌恶刺激的响应降低,次日仍能观察到;较低频率和对照条件没有相同变化。群体抑制的增强,由此与下游活动及行为改变相连。

但这个大群体包含不同细胞。改善可以同时出现在几个指标上,不意味着每一种细胞都各自承担全部作用。研究因此把 GABA 群体分为三个带有不同分子标记的亚群,比较它们的活动和干预结果。

原论文图 2不同激活条件下的活动与行为
不同激活条件下的活动与行为
原论文 Figure 2:较高受测频率改善多项行为指标,并降低兴奋性细胞的厌恶刺激响应;较低频率没有同样效果。
来源:Asim M et al. · Translational psychiatry · CC BY-NC-ND
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SST:会响应,却未改变受测行为

SST 细胞在足部厌恶刺激与悬尾开始时都有活动增加。慢性社会失败前后,社会互动相关响应却没有明显差别。它们确实会被一些应激事件调动,但这种调动没有自动转成同样的行为作用。

在较轻的社会失败条件下抑制 SST,社会互动、糖水偏好、不动时间和旷场指标基本相近;在慢性社会失败条件下激活 SST,也没有明显改善这些指标。结果把细胞响应与干预后果分开:在这些受测条件下,调高或调低 SST 的活动,都没有带来明显的行为差别。

原论文图 3SST 响应与受测干预结果
SST 响应与受测干预结果
原论文 Figure 3:SST 的刺激响应,以及抑制或激活后社会互动、糖水偏好、不动时间与旷场指标未见明显变化。
来源:Asim M et al. · Translational psychiatry · CC BY-NC-ND
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PV:社会互动与奖赏选择的变化

PV 细胞也响应足部刺激与悬尾开始,但慢性社会失败后,社会互动相关响应下降。抑制这群细胞,会降低社会互动比值和糖水偏好;悬尾不动时间、旷场中央停留及总距离却没有明显改变。

在慢性社会失败条件下激活 PV,社会互动与糖水偏好增加,不动时间降低;旷场中央停留仍保持相近。几个抑郁样指标随 PV 活动改变,开放空间探索却没有一同改善,使它的作用侧重更清晰。

原论文图 4PV 活动与不同类型的行为指标
PV 活动与不同类型的行为指标
原论文 Figure 4:PV 社会互动响应在慢性失败后减弱;细胞干预影响部分社会互动、糖水与不动时间指标,旷场中央停留未见明显改变。
来源:Asim M et al. · Translational psychiatry · CC BY-NC-ND
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CCK-GABA:开放空间的选择更敏感

CCK-GABA 细胞在足部刺激时活跃,在悬尾时却降低活动;慢性社会失败前后,社会互动相关钙响应没有明显差别。它们的响应模式与 PV、SST 并不相同,也不能从一个任务推到所有行为。

抑制 CCK-GABA,社会互动和旷场中央停留减少,糖水偏好与不动时间基本相近。激活这群细胞,则增加中央停留并降低不动时间,但社会互动与糖水偏好没有明显改善。开放空间选择与部分应对行为,是这里更突出的变化。

原论文图 5CCK-GABA 的响应与行为作用
CCK-GABA 的响应与行为作用
原论文 Figure 5:CCK-GABA 活动与刺激背景相关;激活增加中央停留、降低不动时间,社会互动与糖水偏好改善未达显著。
来源:Asim M et al. · Translational psychiatry · CC BY-NC-ND
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把区域作用细分到细胞

这项成年雄鼠研究没有把所有抑制细胞归为一类。不同亚群、不同应激背景、不同任务,得到的是有选择性的组合:群体激活可以改善多项指标,亚群干预却各有侧重。细胞标记帮助辨认这种分工,标记分子本身怎样参与作用,还需要另行检验。

从社会接触到糖水选择,再到开放空间探索,研究把常被并列称作负面状态的表现拆成具体行为。杏仁核的局部抑制,因此呈现出更细的结构:同一种递质之下,不同细胞的活动仍能以不同方式改变动物的选择与应对。

论文信息

Asim M, Wang H, Waris A, He J.
Basolateral amygdala parvalbumin and cholecystokinin-expressing GABAergic neurons modulate depressive and anxiety-like behaviors
Translational psychiatry · 2024-10-05
DOI: 10.1038/s41398-024-03135-z