杏仁核怎样向上游“回话”?一条CCK输入的化学反馈
内嗅皮层的CCK输出参与压力相关行为,接收侧mGluR5与内源性大麻素信号则限制肽释放和突触增强。
神经信号沿轴突抵达下一颗细胞,接收者也能反过来影响发送端。在内嗅皮层至基底外侧杏仁核的连接中,研究者发现CCK输入参与压力相关行为,杏仁核mGluR5又与一种反向化学反馈相联系。肽释放与突触增强随之改变,让这条连接呈现出双向调节的意味。
EC CCK输出改变压力模型表现;BLA mGluR5激活减少CCK传感信号与LTP,补充CCK或阻断CB1改变相关突触效应,支持局部反馈模型。
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CCK输入抵达杏仁核,也改变压力下的行为
CCK即胆囊收缩素,是可以调节神经通信的肽信号。双向追踪确认内嗅皮层(EC)CCK细胞投向基底外侧杏仁核(BLA)。刺激它们时,BLA兴奋性群体钙活动提高,地点任务中出现回避。来自同一上游的肽细胞,既改变接收区域的活动,也改变动物对场所的选择。
较弱社会挫败中激活末梢,社交和蔗糖偏好下降,不动增加;慢性挫败模型中抑制则改善相关读数,总运动距离相近。两种压力背景中的相反操作,说明这条输入可以改变动物对压力的表现,而接收侧是否有办法调节它,成为接下来的问题。
来源:Asim M et al. · Advanced science (Weinheim, Baden-Wurttemberg, Germany) · CC BY
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压力后,接收侧的mGluR5减少
慢性挫败后,BLA的mGluR5蛋白下降,CB1总蛋白相近。扩增显微显示,较多mGluR5位于接收EC输入的兴奋性细胞和突触后标记附近,EC末梢也有少量信号。受体主要的位置,把研究方向指向输入接收端。
mGluR5属于代谢型谷氨酸受体,其信号可以调节细胞内部过程。上游既送来快速兴奋性输入,也有CCK肽释放;研究者问的是,改变接收端受体,能否影响肽与行为?因此,他们将受体药理与CCK条件放进同一个实验。
受体作用,随CCK条件而改变
局部阻断BLA mGluR5后,较弱挫败引起的多个行为读数改变;在CCK缺失动物中,效应减弱,补充CCK-4后再次出现。受体操作与肽条件之间的互动,使CCK成为理解这份行为变化的重要部分。
在每次挫败之前给予mGluR5激动剂,随后社交、蔗糖偏好和不动表现改善,开放场中心时间却未显著改善,总移动相近。干预在压力经历期间发挥了部分保护,影响并没有平均地出现在每一个任务中。
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肽释放减少,局部突触增强也变弱
长时程增强描述连接在特定刺激后变得更强。它常出现在学习研究中,但参与压力反应的连接同样具有可塑性。这次实验把增强放在EC–BLA输入上观察,让行为中的压力变化与局部连接强度有了可以比较的读数。
切片中,激动操作降低 BLA 的 theta 爆发诱发 LTP,补充 CCK-4 可部分恢复;CCK 缺失也降低这项增强。活体中,EC 刺激引起的 BLA 钙响应和 CCK 传感信号变小,足部电击引起的相关信号也降低。不同读数在肽和局部输入层面相互支持,但它们不是同一项测量。
受体拮抗对电击钙响应只有未达显著的增强趋势。激动剂却同时减弱局部增强和改善部分压力行为,说明突触塑性的意义取决于连接正在参与什么过程。研究因而继续检验:哪种化学信号能从接收细胞返回上游,限制CCK释放?
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内源性大麻素,成为返回末梢的信号
作者提出接收侧 mGluR5 招募内源性大麻素,再通过上游 CCK 末梢的 CB1 限制释放。阻断 CB1 可减弱激动操作造成的 LTP 抑制;化学传感也显示激动后相关信号增加,输入相关 mGluR5 敲除则取消这一增加,盐水对照没有同样变化。组合实验支持局部反馈而非单向传递。
这个模型的特别之处,在于受体主要位于接收侧,影响却表现为上游肽释放与突触增强减少。CB1阻断和受体相关遗传操作,从不同方向检验这份反馈。快速递质、肽和内源性大麻素在同一连接上相遇,形成多层调节。
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一条突触连接,也有来自接收端的调节
成年雄鼠研究显示,CCK输入不只是单向抵达杏仁核;接收侧的受体信号,可以与返回末梢的化学反馈相联系。压力改变这份调节,局部肽释放和塑性也随之变化。理解某条连接是否增强,因此还需要看接收细胞怎样回应、输入参与何种行为。
mGluR5、内源性大麻素与CB1共同构成的模型,解释了为何同一条输入可以受到局部反向调节。其最清晰的认识,是突触并非只有发送端控制信息量,接收端也能参与调整这份交流。
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