面对社交压力,一群投向VTA的血清素细胞改变了什么
雄性小鼠研究发现,投向腹侧被盖区的背缝核血清素细胞,在应激易感个体中活动较低;改变这群细胞的活动,会依压力经历与时间尺度影响社交回避。
经历相似的社交压力,有的小鼠明显回避同伴,有的仍愿意接近。这样的差别,能否在脑回路中找到线索?2020年8月24日发表于 Nature Communications 的研究,关注投向腹侧被盖区的一群背缝核血清素细胞。研究发现,表现出较强社交回避的雄性小鼠,这群细胞的放电更低;而增强或降低活动,也能在特定条件下改变后续行为。结果把血清素与压力的关系,推进到投射身份、既往经历和持续时间的具体层面。
投向VTA的背缝核血清素细胞参与社交压力后的行为调节,但效应依赖既有压力状态和干预持续时间;细胞既有血清素相关也有谷氨酸相关输出作用。
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输出去向不同,细胞群也有差别
背缝核简称DR,是脑内重要的血清素细胞来源;腹侧被盖区简称VTA,参与奖赏与压力相关行为。研究发现,投向VTA的DR细胞,与投向前额叶或伏隔核的血清素细胞重叠较少,在空间分布上也有所差别。这为按输出方向理解细胞功能提供了基础。
这种相对分离并不是绝对隔离。研究仍观察到少量重叠和稀疏旁支,不能把投射群体理解为只联系一个位置的封闭线路。后续行为比较针对的是按投射身份识别的细胞群:它们通向哪里,有助于缩小研究对象,却不会自动排除其他输出参与。
来源:Zou WJ et al. · Nature communications · CC BY
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血清素身份,并不意味着只有血清素信号
研究在VTA接收细胞中观察到两类电流作用:一类快速兴奋性响应,与谷氨酸受体有关;另一类较慢的抑制性响应,与血清素受体有关。在记录细胞中,有的兼有两类响应,有的只有一种,也有未检出相应响应的细胞。
因此,“血清素细胞”并不能简单理解成只带来单一方向影响的信号源。接收细胞及其受体不同,输出的效果也可能不同。这些电生理证据说明了传递的多样性,但尚未分别确定两种递质在后续社交行为效应中各自承担多少作用。
来源:Zou WJ et al. · Nature communications · CC BY
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社交回避更强时,这群细胞更安静
经历慢性社交应激后,小鼠依据社交接近表现被划分为易感组和韧性组。前者明显减少与目标同伴附近的互动,后者更接近未受应激的对照。这里的分组描述模型中的行为差别,并不等同于给动物作出人类抑郁症诊断。
在脑片中,易感组投向VTA的DR血清素细胞自主放电更低,受电流驱动时的兴奋性也减弱。韧性组则没有呈现相同的低活动状态。这样的组间关联让细胞活动成为候选线索,但单靠应激后的记录,尚不能分清它是原因、结果还是两者共同作用。
来源:Zou WJ et al. · Nature communications · CC BY
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降低活动的作用,依赖压力背景
没有经历相应压力时,降低这群细胞的活动,并未显著改变基础社交接近。经历较弱、单独不足以引出明显回避的社交应激后,同样方向的活动降低却使社交回避出现。细胞活动与经历相互作用,才构成了这个模型中的行为结果。
这也使结果有别于“一降低血清素就产生抑郁”的简单说法。研究观察到的是特定压力条件下的社交指标;其他行为读数并未全部同步改变。按投射身份缩小细胞群之后,状态依赖仍是理解作用方式不可省略的一部分。
来源:Zou WJ et al. · Nature communications · CC BY
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同一群细胞,作用还取决于时间尺度
对已经表现出韧性的小鼠,短时降低这群细胞活动,没有显著改变社交指标;持续多次降低后,社交接近才减少。相反,在易感小鼠中,增强活动无论采用短时还是反复的安排,都提高了与目标同伴附近的互动。两种方向并不是在所有条件下完全对称。
这些结果针对投向VTA的DR细胞胞体活动,并未单独隔离VTA内某一种接收细胞。持续干预为何与短时干预不同,可能涉及网络适应,但本研究尚未把这种适应完整拆解。社交指标改善,也不能自动推广为所有压力后行为都得到恢复。
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理解压力,需要问清是哪群细胞、什么状态
这项研究让血清素与压力的联系变得更具体:投射方向帮助识别细胞,电生理呈现个体差别,行为干预则揭示经历与时间尺度的影响。谷氨酸共同传递、少量旁支以及多样的VTA接收细胞,仍是进一步解释机制时需要面对的问题。
结果来自成年雄性小鼠及特定社交应激模型。它提供了理解压力易感性的神经线索,尚未建立面向人的治疗效果。更值得延伸的方向,是继续追问同一递质系统内部,不同细胞群如何在不同经历下参与调节,而不是用一个全脑高低指标概括全部变化。