封面故事丨Neuron:總是控制不住咬指甲?上海交通大學黃菊團隊揭示其機制

很多人在思考問題或是感到焦慮的時候常常會有啃手指、扯或捋頭發等重復行為——這種行為被稱為以身體為導向的刻板重復行為(Body-focusedrepetitivebehaviors , BFRBs) , 是一種常見的神經精神疾病 。
目前普遍認為BFRBs行為有助于控制負面情緒 , 但仍缺少一個確切的機制去解釋這種行為與情緒調控之間的關系 。
#1BFRBs與情緒調控
以身體為導向的刻板重復行為(BFRBs)是一種常見的神經精神疾?。夯颊叻磸统霈F針對自身某個部位的非功能性行為 , 例如反復拔毛、扒皮和咬手指等行為 。
BFRBs受到焦慮情緒誘導產生 , 并且具有反作用于情緒的作用——這種行為可能是人類和動物共有的一種受壓力促發的情緒調控機制 , 旨在通過減少警覺或者調動腦內獎賞系統來抵抗壓力引起的焦慮 。
BFRBs患者表現出在執行刻板重復行為之后感受到焦慮緩解和愉悅情緒 , 類似一種如釋重負的滿足感 。 盡管心理學認為BFRBs行為有助于控制負面情緒 , 但目前尚不清楚這種刻板重復行為與情緒調控之間相互作用的神經環路機制 。
#2黃菊團隊的新觀點
2022年9月6日 , 上海交通大學醫學院黃菊團隊在Neuron(IF=17.17)上在線發表題為“ExcitatorySSTneuronsinthemedialparalemniscalnucleuscontrolrepetitiveself-groomingandencodereward”的研究成果 。
封面故事丨Neuron:總是控制不住咬指甲?上海交通大學黃菊團隊揭示其機制
文章圖片
該工作發現內側腦橋旁核(medialparalemniscalnucleus,MPL)中的興奮性生長抑素神經元(somatostatin-positiveneurons,SST)能夠控制小鼠的刻板重復行為并編碼獎賞 , 抑制這群神經元會削弱小鼠應對壓力刺激之后緩解焦慮的能力 。
該文章被選為本期Neuron雜志的封面文章(封面圖由格索普生物創作?。?br /> 封面故事丨Neuron:總是控制不住咬指甲?上海交通大學黃菊團隊揭示其機制
文章圖片
圖1:Neuron封面圖(由格索普生物創作?。?br /> #3研究成果
光激活或化學遺傳學慢性激活中腦內側腦橋旁核(MPL)區域生長抑素(SST)能神經元(后續簡稱MPL-SST能神經元)后促進雌、雄小鼠的自我梳理行為 , 激活非SST能神經元并不發揮這種作用 。
封面故事丨Neuron:總是控制不住咬指甲?上海交通大學黃菊團隊揭示其機制
文章圖片
圖2:MPL-SST能神經元調控自我理毛行為
研究人員通過對成年小鼠包含MPL腦區的腦片進行空間轉錄組測序分析 , 發現MPL富集表達編碼神經肽的SST和PTH2基因 。 空間轉錄、熒光原位雜交和電生理記錄確定了MPL的SST神經元是以谷氨酸為遞質的興奮性神經元 , 且其中約一半的神經元共釋放神經肽PTH2(圖3) 。
封面故事丨Neuron:總是控制不住咬指甲?上海交通大學黃菊團隊揭示其機制
文章圖片
圖3:MPL富集表達神經肽SST和PTH2.
在顱內自身刺激或條件位置偏好實驗表明:光激活MPL-SST神經元后促進小鼠待在光刺激一側 。 免疫熒光實驗發現MPL-SST神經元是興奮性神經元 , 分泌STT和PTH2 。 通過病毒特異性敲低STT后 , 可明顯減弱光激活MPL-SST神經元引起的獎賞行為 , 但敲低PTH2不會影響獎賞行為 。
病毒示蹤實驗發現MPL-STT神經元投射到VTA腦區 , 并與多巴胺能神經元形成突觸 。 光激活MPL-STT神經元投射到VTA腦區多巴胺能神經元后可引起自我理毛行為 , 同時伏隔核區域多巴胺釋放明顯增加(伏隔核是VTA腦區多巴胺能神經元的主要靶向腦區) , 阻斷多巴胺受體信號后可減弱自我理毛行為 。
封面故事丨Neuron:總是控制不住咬指甲?上海交通大學黃菊團隊揭示其機制
文章圖片
圖4:MPL-SST能神經元編碼獎賞信息
#4總結與展望
本研究揭示了刻板重復行為與情緒調控之間相互作用的神經環路機制 , 為理解人類BFRBs相關精神疾病的神經環路機制提供了重要的理論依據 。