中國科大發現腦內負責壓力應對行為的神經元

2020-11-26 中國科大..

我們生活在一個充滿壓力的自然和社會中，面對壓力每一個個體都將做出選擇：是主動應對還是被動迴避。負責這種抉擇能力的腦的生物基礎是什麼？這是一個著名科學問題，簡稱之為「戰鬥或逃跑」的選擇。

研究者常根據動物所採用的行為方式判斷其面對壓力時選擇的應對策略。採用基因操作小鼠結合行為學、藥物遺傳學和在體顯微成像等技術，中國科學技術大學周江寧研究組歷經八年的研究發現：在各種行為挑戰情景下，內側前額葉的促腎上腺皮質激素釋放激素（CRF）神經元是決定選擇「戰鬥或逃跑」的神經生物學基礎。該研究首先確認了內側前額葉的 CRF神經元為一種抑制性的中間神經元，並與椎體神經元構成神經環路。接著採用活體顯微成像的方法觀察到：在面對負性壓力下，小鼠採取主動應對行為時，CRF神經元活性增強。在懸尾、強迫遊泳和社交競爭挫敗等負性壓力條件下，採用化學遺傳學方法凋亡或抑制內側前額葉CRF神經元，可增加小鼠的被動應對行為；而CRF神經元的激活則促進主動應對行為。個體長期暴露於負性壓力下，仍可維持正常的生理和心理穩態，稱之為對負性壓力「抵抗」；而在長期負性壓力下，不能維持正常的生理和心理穩態，則稱為對負性壓力「易感」。流行病學和臨床證據顯示，習慣採用被動應對行為的個體，發生壓力相關的心理、身體功能紊亂或精神疾病的風險增加，即所謂的「易感」。該研究進一步研究了前額葉CRF神經元在小鼠產生「抵抗」行為中的作用和機制。在長期社會競爭失敗情況下，百分之八十都表現為「易感型」，採用化學遺傳學的方法，選擇性激活內側前額葉的CRF 神經元可顯著增加小鼠的主動應對行為，「抵抗型」小鼠的比例大大提高。值得一提的是，該效應具有較長的持續性。

靈感來自古羅馬雙面神圖像，隱喻實驗中激活或抑制CRF神經元小鼠的雙向行為。圖中，手握寶劍（CRF神經元）的紅色老鼠強壯勇敢，而失去寶劍的藍色老鼠則膽怯恐懼。（繪圖: 王晶、陳曉東、徐奇智）

該研究揭示內側前額葉CRF神經元為腦內負責調控壓力應對行為的神經元。促進內側前額葉CRF神經元的活性可增強主動應對行為，提高對環境負性壓力的抵抗性。這一發現推動了對「壓力應對行為抉擇」這一重要科學問題的了解。並為改善或治療負性壓力相關紊亂和疾病，提出新的思路和途徑。

相關研究成果以「Prefrontal cortex corticotropin-releasing factor neurons control behavioral styles selection under challenging situations」為題， 2月25號在線發表於Neuron期刊。該研究由周江寧教授研究組與華中科技大學龔輝教授、中國科大楊昱鵬、張智教授合作完成。陳鵬博士為論文的第一作者，周江寧教授為通訊作者。該研究受國家自然科學基金委重大研究計劃、中科院B類先導項目和國家重點研發計劃資助。

論文連結：https://www.cell.com/neuron/fulltext/S0896-6273(20)30060-X


（生命科學學院、中科院腦功能和腦疾病重點實驗室、科研部）

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