Nat Commun:科学家揭示外侧隔核星形胶质细胞促进应激反应

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外侧隔核(LS)主要由GABA能神经元组成,表达多种神经递质受体,可细分为背侧(LSd)、腹侧(LSv)、中间部(LSi)亚区。LS脑区与海马、皮层、下丘脑、伏隔核、腹侧被盖区等脑区存在连接,参与负性应激过程:激活LS脑区促肾上腺皮质素释放激素受体2(CRHR2)促进应激和恐惧反应;激活生长激素抑制素(SST)阳性抑制性神经元缓解应激引起的社交障碍和焦虑。星形胶质细胞通过释放神经递质、吞噬突触等方式影响神经元活性。

2024年11月21日韩国大邱庆北科学技术院Hyosang Lee团队在Nature Communications杂志上发表文章揭示了LS脑区星形胶质细胞促进应激反应。
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负性感觉和应激刺激激活LS脑区星形胶质细胞

研究人员通过光纤钙成像技术记录到在接受足底电击、捕食者刺激后小鼠LSd脑区星形胶质细胞钙离子活性显著增加,苦味刺激、噪音刺激、禁食等负性刺激和糖水溶液、可口食物等奖赏刺激也不引起星形胶质细胞钙离子活性变化。小鼠在接受雌性或雄性同伴社交刺激(靠近、嗅探等)不引起星形胶质细胞钙离子活性变化,但在遭受攻击后LSd脑区星形胶质细胞钙离子活性增加。LSv、LSi脑区星形胶质细胞表现出上述类似的变化。
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图1 负性感觉和应激刺激激活LS脑区星形胶质细胞


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LS脑区星形胶质细胞通过

不同腺苷受体抑制神经元活性

LS脑区的神经输入可能影响星形胶质细胞活性。研究人员通过病毒工具发现在抑制海马神经元输入后足底电击、社交攻击引起的星形胶质细胞钙离子活性显著降低。抑制下边缘皮质或外侧下丘脑输入后并不减弱接受上述刺激引起星形胶质细胞活性的增加。进一步实验发现光激活海马神经元或海马投射到LS的神经纤维后均能增加星形胶质细胞钙离子活性。

慢性激活LSd和LSi脑区星形胶质细胞后并不影响临近神经元动作电位发放频率、静息膜电位。激活LSd星形胶质细胞降低临近神经元的兴奋性突触后电流,但不影响抑制性突触后电流,可被腺苷A1受体拮抗剂所阻断。而激活LSi星形胶质细胞降低临近神经元的兴奋性突触后电流,增强抑制性突触后电流,可被腺苷A2受体拮抗剂所阻断表明LS脑区星形胶质细胞通过不同腺苷受体抑制神经元活性。
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图2海马神经输入调控LS脑区星形胶质细胞活性


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LS不同亚区星形胶质细胞差异性响应应激反应


进一步实验发现激活LSd星形胶质细胞并不激活周围神经元,但激活远端神经元活性,也激活LSi脑区神经元。激活LSi星形胶质细胞激该区域活远端神经元活性,不影响LSd脑区神经元。

慢性激活LSi脑区星形胶质细胞后增加外周皮质酮水平,心率加快,埋珠实验中埋珠行为减少,也不影响阈下社会挫败应激(subthreshold social defeat stress,SSDS)模型中的焦虑行为和社交行为。慢性激活LSd脑区星形胶质细胞后不影响外周皮质酮水平和心率,也不影响埋珠行为,但在SSDS模型中表现出焦虑行为和社交障碍。

质膜钙泵hPMCA2w/b维持钙星形胶质细胞离子稳态,过表达hPMCA2w/b抑制星形胶质细胞钙离子水平升高。在非应激状态下,过表达LSd脑区星形胶质细胞hPMCA2w/b并不影响旷场实验、明暗箱中的焦虑行为和社交行为。此外,过表达hPMCA2w/b可改善急性应激状态下旷场实验中的焦虑行为和社交行为,也可改善慢性应激引起的社交障碍。
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图3LS不同亚区星形胶质细胞差异性响应应激反应

总结

本文发现LS脑区星形胶质细胞以空间亚区方式差异性响应应激反应,以不同类型的腺苷受体抑制邻近神经元活性。

创作声明:本文是在原英文文献基础上进行解读,存在观点偏向性,仅作分享,请参考原文深入学习。

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【参考文献】

https://doi.org/10.1038/s41467-024-54376-x

文章中图片均来自于原文

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