中國專場(一):第三軍醫大學范曉棠揭示焦慮的興奮性/抑制性失衡機制

2021年5月7日神經精神疾病領域頂級期刊MolecularPsychiatry雜志辦了一場中國專場:在線連續刊發7篇中國科學家的研究成果 , 彰顯中國科研實力!
肝X受體(LXR)是代謝性核受體家族中的一員,LXRα和LXRβ兩種亞型 。 LXRα主要表達在肝臟、腸道中 , 而LXRβ則主要表達在大腦中 。
研究表明全敲LXRβ后海馬腦區神經再生和突觸新生出現障礙 。 LXRβ信號的激活可以重新平衡杏仁核腦區興奮性和抑制性突觸傳遞 , 從而減輕焦慮樣行為 。
已有研究表明LXRβ能夠影響放射狀膠質細胞(RGC)向星形膠質細胞或少突膠質細胞分化 。 成年嚙齒動物的大腦中 , 星形膠質細胞通過谷氨酸轉運蛋白1(GLT-1)聚集了大量谷氨酸 。 星形膠質細胞是突觸傳遞的重要組成部分 , 其功能紊亂導致焦慮和抑郁等神經精神疾病 。
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2021年5月7日第三軍醫大學心理學院范曉棠教授發表論文揭示了星形膠質細胞來源的LXRβ通過興奮性和抑制性突觸平衡機制調控焦慮 。
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LXRβ-GFAP敲除小鼠表現焦慮樣行為障礙
研究人員特異性敲除星形膠質細胞上LXRβ(下稱LXRβ-GFAP敲除小鼠)后引起成年小鼠焦慮樣行為 。 杏仁核、mPFC、下丘腦、海馬等腦區是調控焦慮的關鍵腦區 , 但在LXRβ-GFAP敲除小鼠中只有mPFC腦區的LXRβ表達降低 。
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LXRβ-GFAP敲除小鼠突觸蛋白變化
興奮性/抑制性突觸紊亂是焦慮癥的關鍵機制 。 他們發現LXRβ-GFAP敲除小鼠mPFC腦區的興奮性突觸蛋白表達明顯升高 , 但抑制性突觸蛋白并沒有變化 。
中國專場(一):第三軍醫大學范曉棠揭示焦慮的興奮性/抑制性失衡機制】更意外的是 , 這種興奮性突觸蛋白的上調僅僅發生在mPFC腦區的第5層 , 電生理實驗表明第5層椎體神經元自發抑制性突觸后電流并未發生變化 , 而自發興奮性突觸后電流增強 。 這就表明該區域興奮性/抑制性失衡 , 更多的偏向興奮性 。
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病毒策略特異性敲低星形膠質細胞上的LXRβ
研究人員向LXRβ-floxp小鼠mPFC區域注射AAV-gfaABC1d-Cre病毒后能夠特異性敲除星形膠質細胞上的LXRβ , 曠場實驗 , 高架實驗 , 明暗穿梭箱實驗表明實現特異性敲除LXRβ能夠引起焦慮樣行為 , 此外椎體神經元的自發興奮性突觸后電流也增強 。
釋放到突觸間隙后 , 興奮性神經遞質谷氨酸被GLT-1迅速吸收 。 但是在LXRβ-GFAP敲除小鼠和病毒敲低LXRβ小鼠的mPFC腦區GLT-1蛋白表達降低 。 腹腔注射CEF后能夠促進GLT-1蛋白表達的同時降低自發興奮性突觸后電流 , 改善焦慮樣行為 。
范曉棠教授課題組圍繞發育生物學中的關鍵科學問題“板層結構形成的模式與機制” , 重點探討雌激素受體β(ERβ)與肝臟X受體β(LXRβ)在腦板層結構發育形成中的作用途徑與機制 , 以及核受體在神經心理異常與神經精神疾病的發育學調控機制 。 2018年5月范曉棠在PNAS發表文章發現敲除LXRβ后海馬DG區祖細胞形成異常和神經發生減少 , 引起自閉樣行為障礙 。
【參考文獻】
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