雙向調(diào)控焦慮的亞核團(tuán)神經(jīng)環(huán)路詳解

2024年4月24日南昌大學(xué)潘秉興研究團(tuán)隊(duì)在Nature Communications雜志上發(fā)表文章更加細(xì)分了杏仁核-終紋床核調(diào)控焦慮行為的亞核團(tuán)神經(jīng)環(huán)路。

01、aBLA和pBLA輸入反向調(diào)節(jié)adBNST的神經(jīng)元活性

順行示蹤實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)aBLA幾乎僅投射到adBNST亞區(qū)，pBLA主要投射到ovBNST，少部分投射到adBNST。電生理實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)光激活aBLA→adBNST或pBLA→ovBNST均能發(fā)揮激活神經(jīng)元的作用，但激活pBLA →adBNST抑制神經(jīng)元活性。通過化學(xué)遺傳學(xué)慢性激活aBLA→adBNST環(huán)路后光纖鈣成像記錄到adBNST腦區(qū)神經(jīng)元鈣離子活性增強(qiáng)，激活pBLA →adBNST環(huán)路后光纖鈣成像記錄到adBNST腦區(qū)神經(jīng)元鈣離子活性減弱。

進(jìn)一步電生理實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)光激活aBLA→adBNST環(huán)路后adBNST神經(jīng)元中興奮性突觸后電流的幅度顯著高于抑制性突觸后電流的幅度，引起興奮性/抑制性平衡傾向興奮性，而激活pBLA→adBNST環(huán)路后adBNST神經(jīng)元中興奮性突觸后電流的幅度小于抑制性突觸后電流的幅度，引起興奮性/抑制性平衡傾向抑制性。與激活pBLA→adBNST環(huán)路相比，光激活pBLA→ovBNST環(huán)路引起的抑制性突觸后電流強(qiáng)度更強(qiáng)，結(jié)合上述結(jié)果表明存在從ovBNST到adBNST的前饋抑制作用。

 

 

 

圖1：aBLA和pBLA輸入反向調(diào)節(jié)adBNST的神經(jīng)元活性

 

02、aBLA和pBLA投射到adBNST環(huán)路反向調(diào)控焦慮

 

光激活aBLA→adBNST環(huán)路后可促進(jìn)小鼠在曠場(chǎng)行為的中心區(qū)域停留時(shí)間，增加在十字高架迷宮開放臂的停留時(shí)間，存在抗焦慮作用。反之，激活pBLA→adBNST環(huán)路減少中心區(qū)域停留時(shí)間和開放臂的停留時(shí)間，存在促焦慮作用。

上述示蹤實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)pBLA投射到ovBNST和adBNST，進(jìn)一步細(xì)分區(qū)域表明外側(cè)部分pBLA（lpBLA)投射到ovBNST(簡(jiǎn)稱為lpBLA→ovBNST），內(nèi)側(cè)部分pBLA（mpBLA)投射到adBNST（簡(jiǎn)稱為mpBLA→adBNST）。光激活mpBLA→adBNST環(huán)路具有抗焦慮作用，激活lpBLA→ovBNST具有促焦慮作用。

 

 

 

圖2、光激活aBLA→adBNST環(huán)路抗焦慮

 

03、aBLA和pBLA投射到BNST環(huán)路存在交互性抑制作用

上述示蹤結(jié)果表明aBLA幾乎只投射到adBNST ，而 lpBLA幾乎只投射到ovBNST，這兩條平行神經(jīng)環(huán)路在調(diào)控焦慮行為中發(fā)揮完全相反的作用。光激活aBLA→adBNST環(huán)路后增強(qiáng)adBNST神經(jīng)元活性，減少焦慮行為，而lpBLA→ovBNST環(huán)路后減弱adBNST神經(jīng)元活性，促進(jìn)焦慮行為。

以往已有研究表明aBLA和pBLA興奮性神經(jīng)群通過局部抑制性網(wǎng)絡(luò)存在交互性抑制的作用。研究人員通過電生理實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)aBLA→adBNST環(huán)路和lpBLA→ovBNST環(huán)路之間通過局部中間能神經(jīng)元也存在交互性抑制作用，且aBLA→adBNST環(huán)路的抑制性作用更強(qiáng)。病毒示蹤實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)aBLA→adBNST環(huán)路和lpBLA→ovBNST環(huán)路可接受相同的輸入和不同的輸入，其中差異性輸入腦區(qū)主要為聽覺皮層、島葉皮層、內(nèi)嗅皮層和海馬CA1。

 

圖3： 敲除P2Y₆受體減少癲癇模型神經(jīng)元丟失

 

04、總結(jié)

本文揭示了BLA兩個(gè)亞區(qū)aBLA和pBLA與鄰近核團(tuán)BNST兩個(gè)不同的亞區(qū)adBNST和ovBNST存在兩個(gè)結(jié)構(gòu)和功能交互、雙向平行調(diào)控焦慮行為的神經(jīng)環(huán)路：aBLA→adBNST環(huán)路和lpBLA→ovBNST環(huán)路

 

 

 

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