丁寧寧 科技日報記者 劉傳書
學習壓力大，工作強度高，長期焦慮讓人“吃不好”“睡不好”。近年來，科學家們研究發(fā)現(xiàn)慢性壓力下造成的焦慮、抑郁等負面情緒，會進一步導致代謝失衡現(xiàn)象，然而其內在神經機制并不明確。
3月22日，中國科學院深圳先進技術研究院腦認知與腦疾病研究所、深港腦科學創(chuàng)新研究院楊帆課題組在Nature旗下神經科學領域著名期刊《分子精神病學》（Molecular Psychiatry）發(fā)表最新研究成果。研究團隊發(fā)現(xiàn)慢性壓力應激下，大腦中下丘腦腹內側核（Ventromedial hypothalamus, VMH）神經元的簇狀放電參與了焦慮與能量代謝的調控作用。
該研究成果不僅深入解析了壓力應激導致焦慮與代謝異常的神經機制，也為干預焦慮應激等相關疾病提供新的干預策略。深圳先進院楊帆研究員為論文的獨立通訊作者，深圳先進院邵杰博士、博士生高大雙與副研究員劉運輝為共同第一作者，深圳先進院為論文第一單位。
神經元會“放電”
隨著生活節(jié)奏的加快，幾乎每個人都會經歷不同程度的焦慮，而長期處于這種焦慮情緒不僅會影響心理健康，通常也會引起食欲下降、內分泌紊亂、代謝異常等生理問題。
為什么焦慮的人會食欲下降，從而導致代謝異常？其內在神經機制是如何？這要從一類會“簇狀放電”的神經元說起。
研究首先發(fā)現(xiàn)，長期處于壓力應激下的小鼠，出現(xiàn)了焦慮行為，焦慮的小鼠表現(xiàn)出了攝食減少，能量消耗降低的現(xiàn)象。與此同時，其大腦中的一類下丘腦腹內側核團（VMH）中的簇狀放電神經元的比例和強度也顯著上升。
通過光遺傳技術對這類VMH神經元進行調控，可持續(xù)誘發(fā)簇狀放電，并進一步誘發(fā)了小鼠的焦慮樣行為和代謝變化。這表明簇狀放電的改變，是慢性壓力應激下VMH神經元調控焦慮與外周代謝的重要機制。
“在大腦網絡中，信號的傳遞需要通過神經元的‘放電行為’，對信號進行處理和傳遞，簇狀放電是VMH神經元的特性，是神經元短時間內連續(xù)、高頻的放電行為，這種放電行為的異常會產生不同的功能障礙。”邵杰解釋道。
抑制“放電” 緩解焦慮
既然VMH神經元的簇狀放電行為會導致焦慮，并進一步導致代謝異常，那么抑制這種“放電行為”，是否能夠進一步緩解焦慮和代謝異常的現(xiàn)象？
為進一步驗證VMH神經元簇狀放電的功能，研究團隊首先在離體電生理實驗中，運用抑制鈣離子通道的阻滯劑——米貝拉地爾可，發(fā)現(xiàn)該藥能夠抑制VMH神經元的簇狀放電，而對慢性壓力應激小鼠模型進行套管給藥，則可以緩解焦慮行為和代謝改變。
“離子通道就像‘開關’一樣，它決定著神經元的放電行為。我們發(fā)現(xiàn)鈣離子通道Cav3.1在VMH神經元的調控中扮演了重要角色。”邵杰表示，通過干擾VMH核團中相關離子通道的表達，可直接造成焦慮小鼠VMH中簇狀放電神經元的減少，以及自發(fā)鈣信號的減弱，焦慮樣行為及相關代謝改變也得到一定程度的緩解。
在臨床治療中，氟西汀是一種用于抑郁癥和焦慮癥的治療的常見藥物。研究團隊通過對慢性壓力應激小鼠模型施以四周的氟西汀，以阻斷慢性壓力應激誘發(fā)的焦慮情緒，同對照組相比VMH核團簇狀放電神經元比例下降，小鼠的外周代謝水平和焦慮樣行為也得到了緩解，提示VMH的簇狀放電神經元也是氟西汀的潛在作用靶點。
此前，楊帆團隊解析出了一條慢性壓力應激引發(fā)焦慮和骨丟失的神經環(huán)路（JCI, 2020），其中VMH神經元擔任了傳遞“焦慮信號”的重要角色。“在此項研究中，我們進一步發(fā)現(xiàn)VMH核團中的簇狀放電神經元在調控慢性壓力應激誘導的焦慮樣行為及代謝改變中扮演了重要作用，研究發(fā)現(xiàn)的鈣離子通道Cav3.1也為臨床干預焦慮癥、抑郁癥等相關疾病提供了潛在靶點。”楊帆表示。
長期慢性壓力應激導致的焦慮情緒會進一步誘發(fā)代謝異常等現(xiàn)象，而機體代謝穩(wěn)態(tài)的打破會造成肥胖、骨質疏松、高血脂等一系列代謝疾病。楊帆表示，長期壓力下導致的焦慮情緒更需要引起關注，日常生活中避免長期處于壓力大的環(huán)境，保持心情愉悅，適當運動，聽音樂，冥想等方式都有助于腦區(qū)神經元的正常工作，為大腦“松綁”，緩解焦慮情緒。
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