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压力之后,杏仁核的抑制网络接过调节棒

Neurobiology of stress · 2024-10-16

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Neurobiology of stress · 研究前沿

压力之后,杏仁核的抑制网络接过调节棒

成年雄鼠研究发现,增强基底外侧杏仁核CCK中间神经元的活动,可减轻急性应激后的焦虑样行为;脑片中,抑制作用还能通过活动模式得到加强。

根据论文主题制作的 AI 科学概念插画

压力过去了,行为上的紧绷却可能还在。经历急性应激的小鼠,更少探索开放的空间;与此同时,基底外侧杏仁核的活动标记升高。怎样让这个网络重新安静一些?2024年发表于 Neurobiology of Stress 的研究,将目光转向杏仁核内部表达胆囊收缩素(CCK)的抑制性中间神经元。团队发现,这些细胞既能抑制局部网络响应,也能在特定活动模式后加强抑制效果,并影响应激后的小鼠行为。

关键发现

应激后激活基底外侧杏仁核CCK中间神经元,小鼠在开放区域停留增多,局部c-Fos标记减少,总运动距离未显著改变;未受压小鼠没有同样的显著行为变化。

阅读目录 · 7个部分

兴奋性细胞周围,还有调节它们的邻居

基底外侧杏仁核(BLA)参与情绪相关信息的处理。这里既有向外传递信号的兴奋性细胞,也有在局部发挥作用的抑制性中间神经元。它们共同决定,输入来到时,网络会产生多大的响应。CCK中间神经元就是这套局部调节系统的一员。

组织图像中,CCK细胞的末梢散布在兴奋性细胞周围,并与抑制性突触相关的标记相邻。在研究抽样的兴奋性细胞中,约七成出现这种对应关系。细胞之间的空间联系,让调动CCK细胞、观察局部网络变化成为顺理成章的下一步。

原论文图 1兴奋性细胞周围,还有调节它们的邻居
兴奋性细胞周围,还有调节它们的邻居
原论文 Figure 1:BLA内CCK标记末梢、兴奋性细胞及抑制性突触相关标记的组织定位。
来源:Fang W et al. · Neurobiology of stress · CC BY-NC
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把局部响应压低,而不是让整个网络停止

在脑片中,研究者提高CCK中间神经元的活动,观察周围网络对电刺激的反应。记录到的场兴奋性突触电位幅度下降,说明相同外部输入引起的局部响应变弱了。它反映的是一片细胞共同产生的信号,呈现出局部抑制对网络输出的影响。

这种下降并非只出现在干预进行时。相关药物洗脱后,抑制效果还延续了一段时间,随后记录逐渐回到基线附近。CCK细胞因此不只是瞬间挡住输入:在这项脑片观察中,局部网络的响应变化可以持续到激活条件撤去之后。

原论文图 2把局部响应压低,而不是让整个网络停止
把局部响应压低,而不是让整个网络停止
原论文 Figure 2:激活CCK中间神经元后,电刺激诱发的场电位幅度下降;药物洗脱后作用延续,较晚时段与基线差异不再显著。
来源:Fang W et al. · Neurobiology of stress · CC BY-NC
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小鼠重新走向开放区域

急性束缚应激后,小鼠在开放场中央和高架迷宫开放臂停留减少,而总运动距离并未显著改变。这种变化表现为探索空间的选择更谨慎。BLA中c-Fos阳性标记增多,也显示应激伴随着局部活动相关信号的变化。

团队在应激结束后激活CCK中间神经元。与对应对照相比,小鼠进入开放臂更多、停留更久,在开放场中央的时间也增加;总行走距离和迷宫总进臂次数仍无显著差异。同时,BLA的c-Fos标记减少。行为与组织信号,一同指向应激后状态的改变。

原论文图 3小鼠重新走向开放区域
小鼠重新走向开放区域
原论文 Figure 3:应激后激活CCK中间神经元,提高开放臂和开放场中央探索,降低BLA c-Fos标记;总运动指标未显著改变。
来源:Fang W et al. · Neurobiology of stress · CC BY-NC
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不同活动模式,留下不同的网络变化

接下来的问题是,抑制效果能否通过细胞活动本身得到加强?脑片结果显示,高频活动之后,再次调动CCK细胞时,对场电位的压低作用更明显。这种延续的增强,被研究称为抑制性长时程增强。网络的可塑性,不只发生在兴奋的一侧。

低频活动则没有引起同样的增强。两组在此前都能产生相近的即时抑制,差别出现在活动模式之后。因此,细胞能否抑制网络,与这份抑制能否进一步加强,是两个可以在记录中区分的现象。

原论文图 4不同活动模式,留下不同的网络变化
不同活动模式,留下不同的网络变化
原论文 Figure 4:两组初始抑制相近;高频活动后,CCK细胞对场电位的抑制增强,低频活动后未见同样增强。
来源:Fang W et al. · Neurobiology of stress · CC BY-NC
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CCK片段帮助低频条件出现增强

CCK不只是识别这群细胞的名字,它也是一种神经肽。在补充实验中,低频活动本身没有引起抑制增强;加入外源CCK-8S片段后,同样的低频条件出现了增强。这个结果把局部抑制的可塑性与神经肽信号联系起来。

由此,团队提出一个解释:较强的细胞活动可能调动神经肽信号,使抑制效果进一步加强。当前证据包括活动模式的比较、外源片段的补充和相关药理观察;CCK在这些实验中的实际释放过程,是这一解释中的候选环节。

短时活动结束后,探索选择仍有变化

团队随后在应激后短时调动CCK细胞,让动物休息,再观察行为。接受高频激活的小鼠,在开放臂和开放场中央停留增加,开放臂进入次数也增多;总运动指标没有显著变化,BLA c-Fos标记则减少。干预结束后的测试,仍能看到行为差别。

脑片中的抑制增强,与动物中的应激后行为改善,提供了相互呼应的两层观察。前者呈现网络响应如何改变,后者说明这一细胞群的活动能够影响应激后的探索;两者共同支持,局部抑制是BLA调节应激反应的重要组成部分。

原论文图 5短时活动结束后,探索选择仍有变化
短时活动结束后,探索选择仍有变化
原论文 Figure 5:应激后高频激活CCK细胞,随后测试中开放区域探索增加,BLA c-Fos标记减少;总距离和总进臂次数未显著改变。
来源:Fang W et al. · Neurobiology of stress · CC BY-NC
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未受压时,同样调动并没有相同效果

在未经历应激的小鼠中,两种激活方式都没有显著改变受测探索行为或BLA c-Fos标记。CCK细胞的作用因此带着状态背景:应激之后,增加这套局部抑制与行为变化相伴;平常状态下,受测指标并不会随激活而同样移动。

这项成年雄鼠研究,将“让杏仁核安静一些”细化为一群细胞、两类活动干预,以及可以加强的抑制效果。它带来的新认识是,情绪相关网络的调节既取决于哪些细胞被调动,也取决于它们怎样活动,以及动物此前经历了什么。

论文信息

Fang W, Chen X, He J.
Cholecystokinin-expressing interneurons mediated inhibitory transmission and plasticity in basolateral amygdala modulate stress-induced anxiety-like behaviors in mice
Neurobiology of stress · 2024-10-16
DOI: 10.1016/j.ynstr.2024.100680