談及焦慮，這幾乎是每個(gè)人都經(jīng)歷過的心情。剛上幼兒園的你因?yàn)橐?/span>父母分離，焦慮得嗷嗷大哭；中學(xué)時(shí)代考場上的你因?yàn)橐坏李}不會做，焦慮得滿頭大汗；大學(xué)畢業(yè)的你等待offer時(shí)，焦慮得輾轉(zhuǎn)難眠；熬夜加班的你拿到體檢報(bào)告時(shí)，焦慮得默默翻出失聯(lián)已久學(xué)醫(yī)同學(xué)的微信。當(dāng)焦慮發(fā)生的時(shí)候，我們的大腦中發(fā)生了什么變化呢？
2022年11月29日，浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院的李曉明教授團(tuán)隊(duì)在國際知名期刊《自然?神經(jīng)科學(xué)》（Nature Neuroscience）上在線發(fā)表了題為Distinct Serotonergic Pathways to the Amygdala Underlie Separable Behavioral Features of Anxiety的研究論文，該論文被選為該雜志新一期的封面故事。論文解析了中縫背核（DRN）不同特性的五羥色胺（5-HT）神經(jīng)元對基底杏仁核（BA）錐體神經(jīng)元（Pyr）和小清蛋白（PV）陽性中間神經(jīng)元的差異性投射及其不同的5-HT受體信號傳遞，并揭示其在焦慮的空間回避行為和社交回避行為中的作用，闡明了焦慮狀態(tài)下不同行為表型的神經(jīng)環(huán)路和分子機(jī)制。
杏仁核是大腦內(nèi)部的灰質(zhì)核團(tuán)，能有效的產(chǎn)生情緒識別情緒，比如焦慮，恐懼等。在杏仁核基底部（基底杏仁核，basal amygdala，BA）存在兩群主要的神經(jīng)元，錐體神經(jīng)元（Pyr）和小清蛋白（PV）陽性中間神經(jīng)元。5-羥色胺（5-HT）是一種調(diào)制型神經(jīng)遞質(zhì)，在調(diào)控情緒和社交行為中起到關(guān)鍵作用；中縫背核（Dorsal raphe，DRN）是大腦中5-HT神經(jīng)元聚集的腦區(qū)之一。李曉明介紹，團(tuán)隊(duì)綜合應(yīng)用國內(nèi)自主研發(fā)的神經(jīng)遞質(zhì)熒光探針（GRAB5-HT）、神經(jīng)環(huán)路追蹤、特異神經(jīng)元標(biāo)記、光遺傳、膜片鉗等技術(shù)，鑒定發(fā)現(xiàn)，從DRN到BA存在兩條不同的5-HT通路，它們在焦慮相關(guān)的空間回避和社交回避中扮演了不同的角色。
論文第一作者，博士生余小丹介紹：團(tuán)隊(duì)通過對杏仁核內(nèi)不同神經(jīng)元的輸入進(jìn)行神經(jīng)環(huán)路的追蹤，發(fā)現(xiàn)DRN的5-HT神經(jīng)元至少分為不同的兩群，它們分別投到BA-Pyr和BA-PV；這兩群神經(jīng)元的電生理特性、活動特性和轉(zhuǎn)錄特性存在差異。團(tuán)隊(duì)通過調(diào)節(jié)環(huán)境亮度誘發(fā)小鼠急性焦慮，檢測到BA中的5-HT水平在焦慮狀態(tài)下是降低的。他們發(fā)現(xiàn)，焦慮信息能夠激活DRN的5-HT神經(jīng)元到BA-PV的投射通路，而這個(gè)通路的激活能夠間接的抑制BA中5-HT的釋放，進(jìn)而誘發(fā)空間回避和社交回避行為；而這兩種回避行為則是由不同的5-HT受體介導(dǎo)。其中，空間回避行為由5-HT1A受體介導(dǎo)，而社交回避行為由5-HT1B受體介導(dǎo)。
DRNvGluT3∩5-HT神經(jīng)元到BA不同神經(jīng)元的差異性投射調(diào)控焦慮不同行為特征的工作模式圖
該研究首次從行為表型的角度出發(fā)，闡明焦慮情緒介導(dǎo)不同行為表型的精細(xì)的神經(jīng)環(huán)路機(jī)制和特異的神經(jīng)分子基礎(chǔ)，為從癥狀學(xué)的角度揭示焦慮障礙的發(fā)生和發(fā)病機(jī)制提供了新的方法和理論基礎(chǔ)。
這項(xiàng)研究工作得到國家自然科學(xué)基金、國家腦計(jì)劃、浙江省和廣東省基金的資助。論文的第一作者為浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院李曉明實(shí)驗(yàn)室和賴欣怡實(shí)驗(yàn)室共同培養(yǎng)的博士生余小丹，通訊作者為李曉明教授，李曉明團(tuán)隊(duì)其他成員參與了該研究。研究同時(shí)得到北京大學(xué)李毓龍團(tuán)隊(duì)和上海交通大學(xué)袁逖飛的支持；段樹民、高天明、胡海嵐、呂志民和崔一卉對該研究提供了重要建設(shè)性意見和建議；Z. Josh Huang、何苗、章曉輝、饒毅和羅敏敏為該研究提供基因工程小鼠資源。
論文鏈接：http://dx.doi.org/10.1038/s41593-022-01200-8。
