中脑腹侧被盖区（VTA）多巴胺（DA）神经元在奖赏处理、动机驱动以及应激诱发的焦虑与抑郁样行为调控中处于核心地位。尽管已有研究表明星形胶质细胞可通过钙信号与胶质递质释放调节局部突触传递，但VTA星形胶质细胞如何响应厌恶性应激事件、并通过何种分子机制重塑VTA局部微环路兴奋—抑制平衡以抵御情绪障碍进展，此前尚不清楚。2025年6月11日，北京基础医学研究所（军事医学研究院）与复旦大学王以政院士、李佳妮团队合作（共同第一作者为杜军、刁华鹏）在《Cell Reports》发表题为“Astrocytic modulation of GABA transmission in the VTA limits progression of anxiety- and depression-like behaviors in adult mice”的研究论文。研究团队结合在体光纤钙信号与神经递质探针（GRAB_DA1h、GRAB_Ado）记录、光遗传学双向操控、离体脑片全细胞膜片钳电生理及细胞类型特异性shRNA基因敲降，发现在成年小鼠中，急性厌恶性应激（而非自然奖赏刺激）可显著激活VTA星形胶质细胞IP3R2依赖的钙信号并促使其释放腺苷；腺苷通过激活局部GABA能中间神经元上的腺苷A1受体（A1R）抑制GABA释放，从而去抑制VTA多巴胺神经元、促进伏隔核（NAc）多巴胺释放，并有效限制亚阈值慢性温和应激（SCMS）向焦虑与抑郁样行为发展。

01 / 厌恶应激特异性钙响应

VTA星形胶质细胞对急性厌恶性应激而非自然奖赏产生强劲钙信号响应

为了在自由活动小鼠中实时监测中脑腹侧被盖区（VTA）星形胶质细胞的生理活动，研究团队在成年小鼠VTA注射星形胶质细胞特异性启动子驱动的钙指示剂病毒AAV5-GfaABC1D-GCaMP6f（免疫荧光证实98.4%的GCaMP6f阳性细胞与星形胶质细胞标志物S100β共标，仅0.72%与神经元标志物NeuN共标），并在VTA上方植入光纤进行在体光纤记录。

实验系统对比了厌恶性应激与自然奖赏两类刺激：当小鼠遭受急性悬尾（5 s）、急性身体束缚（5 s）或急性足底电击（0.3 mA，1 s）等不同模态的厌恶性刺激时，VTA星形胶质细胞的GCaMP6f荧光信号（ΔF/F及曲线下面积AUC）均出现快速且显著的升高；相反，当小鼠进行饮用糖水、摄取食物颗粒或探索雌鼠等自然奖赏行为时，VTA星形胶质细胞钙信号并未发生显著变化。这表明VTA星形胶质细胞对急性厌恶性应激具有高度选择性的反应特性。

原论文图 1急性厌恶性应激特异激活VTA星形胶质细胞在体钙信号而自然奖赏无明显激活

02 / 多巴胺激活与情绪改善

光遗传学激活VTA星形胶质细胞促进伏隔核多巴胺释放并产生D1受体依赖的抗焦虑抗抑郁效应

急性应激诱发的VTA星形胶质细胞激活发挥怎样的行为功能？研究团队在小鼠双侧VTA注射AAV5-GfaABC1D-hChR2-EGFP进行星形胶质细胞特异性光遗传学激活（473 nm，10 Hz，20 ms脉冲）。免疫荧光与光纤探针记录显示，蓝光激活VTA星形胶质细胞显著提高了VTA内酪氨酸羟化酶阳性（TH+）多巴胺神经元的c-Fos共标率，并在下游伏隔核（NAc）中诱发了显著的多巴胺荧光探针（AAV9-hSyn-GRAB_DA1h）信号升高。

行为学测试表明，光遗传学激活VTA星形胶质细胞不影响旷场测试（OFT）中的基础运动距离，但显著增加了小鼠在高架十字迷宫（EPM）开放臂中的停留时间百分比，缩短了悬尾测试（TST）中的不动时间，并在实时位置偏好（RTPP）和条件性位置偏好（CPP）范式中诱发显著的位置偏好。更为关键的是，预先腹腔注射多巴胺D1受体拮抗剂SCH23390（0.5 mg/kg）完全阻断了光激活VTA星形胶质细胞在高架十字迷宫、悬尾测试及位置偏好中的行为学效应，证实VTA星形胶质细胞通过增强中脑边缘多巴胺输出发挥抗焦虑、抗抑郁及奖赏效应。

原论文图 2光激活VTA星形胶质细胞增强多巴胺神经元活性与NAc多巴胺释放并产生抗焦虑抗抑郁作用

03 / 突触去抑制与腺苷A1受体

星形胶质细胞通过激活突触前腺苷A1受体抑制VTA多巴胺神经元接收的GABA能输入

VTA星形胶质细胞如何激活邻近的多巴胺神经元？离体脑片全细胞膜片钳记录（通过生物胞素填充与TH免疫染色确认所记录细胞为VTA多巴胺神经元）显示，蓝光激活表达hChR2的VTA星形胶质细胞并未改变多巴胺神经元的自发兴奋性突触后电流（sEPSCs），却显著降低了自发抑制性突触后电流（sIPSCs）的频率（幅值不变），同时显著增大了50 ms与100 ms间隔下电诱发抑制性突触后电流（eIPSCs）的成对脉冲比（PPR），并提高了多巴胺神经元的自发动作电位放电频率。这提示星形胶质细胞激活降低了突触前GABA释放概率，从而对多巴胺神经元产生去抑制（disinhibition）作用。

药理学筛查进一步揭示，在灌流液中加入选择性腺苷A1受体（A1R）拮抗剂CPT（10 μM）可完全阻断光激活VTA星形胶质细胞所引起的sIPSC频率下降、eIPSC成对脉冲比升高以及多巴胺神经元放电频率增加；而加入选择性腺苷A2A受体拮抗剂SCH58261（1 μM）则无任何阻断作用。这一结果提示，星形胶质细胞释放的腺苷（或其前体ATP迅速降解生成的腺苷）通过作用于突触前A1受体抑制局部GABA释放。

原论文图 3光激活VTA星形胶质细胞经腺苷A1受体降低多巴胺神经元sIPSC频率并提升放电率

04 / GABA能神经元A1R靶点验证

敲降VTA局部GABA能神经元上的腺苷A1受体阻断星形胶质细胞突触调制与情绪改善

RNAscope原位杂交联合免疫染色证实，腺苷A1受体基因（Adora1）在VTA局部GABA能中间神经元中有丰富表达。为了在体因果验证VTA GABA能神经元上的A1R是否介导星形胶质细胞的调控作用，研究团队在GAD2-Cre小鼠VTA中注射Cre依赖的AAV9-EF1a-DIO-mAdora1-shRNA-mCherry，特异性敲降VTA GABA能神经元的A1R表达。行为学分析显示，特异性敲降VTA GABA能神经元A1R不仅在基线状态下即诱发小鼠旷场中心停留减少与高架十字迷宫开放臂探索降低等焦虑样表型，还在10天亚阈值慢性温和应激（SCMS）后显著加重了糖水偏好下降及悬尾/强迫游泳不动时间延长。

进一步在GAD2-Cre小鼠VTA中联合表达星形胶质细胞hChR2与GABA能神经元A1R-shRNA。脑片膜片钳与行为学实验一致表明，在对照shNC组中，光激活VTA星形胶质细胞可正常降低多巴胺神经元sIPSC频率、升高50 ms成对脉冲比，并显著增加EPM开放臂停留时间、缩短TST不动时间；而在敲降GABA能神经元A1R的小鼠中，光激活VTA星形胶质细胞的上述电生理去抑制效应与抗焦虑、抗抑郁行为效应均被完全消除。

原论文图 4特异性敲降VTA GABA能神经元A1受体消除光激活星形胶质细胞的突触调制与抗焦虑抗抑郁作用

05 / 内源保护机制与应激易感性

阻断星形胶质细胞IP3R2钙信号或囊泡递质释放削弱腺苷激增并加剧慢性应激易感性

最后，研究团队探究了生理状态下VTA星形胶质细胞内源性钙信号与胶质递质释放对抵御慢性应激的保护意义。内质网2型肌醇1,4,5-三磷酸受体（IP3R2）是介导星形胶质细胞内钙释放的主要通道。通过在VTA注射AAV8-GFAP-ip3r2-shRNA-mCherry（90.22%与S100β+星形胶质细胞共标）敲降星形胶质细胞IP3R2，在体光纤记录显示急性悬尾与足底电击诱发的VTA星形胶质细胞钙信号显著衰减，且胞外腺苷探针（AAV5-GfaABC1D-Ado1.0）检测到的应激诱发VTA腺苷浓度激增同样被显著削弱；脑片电生理则显示ip3r2敲降降低了50 ms eIPSC成对脉冲比，并显著增强了VTA多巴胺神经元接收的电诱发eIPSC幅值（原论文Figure 5）。

行为学评估证实，无论是通过ip3r2-shRNA敲降VTA星形胶质细胞内钙信号，还是在10天亚阈值慢性温和应激（SCMS）期间利用光遗传学工具AAV5-GfaABC1D-Opto-vTrap-mCherry可逆性抑制VTA星形胶质细胞的囊泡胶质递质释放，均会导致小鼠在SCMS后出现显著的旷场中心停留减少、高架十字迷宫开放臂探索下降、糖水偏好率（SPT）降低，以及悬尾测试（TST）和强迫游泳测试（FST）不动时间延长。这完整证实了VTA星形胶质细胞在应激下通过“IP3R2钙信号 → 囊泡释放腺苷 → 激活GABA能神经元A1R → 去抑制多巴胺神经元”通路构筑了限制焦虑与抑郁样行为进展的内源性保护屏障。

原论文图 6敲降VTA星形胶质细胞IP3R2或光遗传学抑制胶质递质囊泡释放显著加剧小鼠对慢性应激的易感性