  上海欣软《动物行为实验手册》正在免费包邮发放中，《动物行为实验指南》是前者的进阶篇，全书预计600页+，内容更加详实严谨，印书版预计11月份完成，获取方式请关注公众号：脑声常谈的后续通知。  失落情绪往往会加剧抑郁的情绪状态。并且失落的症状类似于重性抑郁障碍(MDD)，主要包括无动力、悲伤、退缩和沉思。目前对于失落的分子机制知之甚少，因为这种独特的表型在临床上难以追踪，在之前的临床研究中也很少受到关注。因此，阐明导致失落反应的分子机制可能会揭示新的治疗方法，这些方法可能具有广泛的益处。 课题组最近开发了一个大鼠失落模型，其中丰富环境饲养(EE)作为积极生活事件的处理。EE有啮齿类动物的奖励特性，去除丰富环境饲养(ER)方案是指EE饲养4周后开始，去除丰富环境，给予缺乏积极刺激的环境饲养。这种从优越环境刺激到恶劣环境刺激的模拟失落情绪。ER治疗1周后，成年雄性大鼠表现出“失落样”的表型，包括强迫游泳测试中的被动应对增加，糖水偏好测试中的享乐驱动增加，体重增加。因此，ER提供了一个啮齿类动物模型来研究失落情绪相关的神经生物学机制。
在此背景下，2023年09月10日辛辛那提大学的Marissa A. Smail团队在Molecular Psychiatry上发文揭示了BLA脑区的PV神经元通过ECM介导失落情绪的作用机制。
图1. ER后BLA表现出差异的激活 课题组在图A的对实验造模过程进行示图说明：分为三组分别进行标准圈养（SH）、丰富环境饲养（EE）和先丰富环境饲养然后在28天时进行丰富环境饲养去除处理（ER）三种模式。然后利用免疫组化染了即早基因FOS，观察多个脑区在这三种饲养模式下的差异，结果显示：基底外侧杏仁核（BLA）对3种饲养模式存在差异性变化，EE时BLA的被激活的细胞减少，而ER可以逆转这种现象。然后通过RNA测序、蛋白组学和激酶组学进一步分析。最终得出，BLA在丰富环境饲养模式去除（ER）后，能够逆转EE导致的BLA脑区细胞活性降低的状态。
图2. 多组学分析显示ER改变对于小胶质细胞和ECM的影响 课题组进一步进行转录通路组学分析，行了GSEA、富集分析和perturb基因测序分析，细胞类型分析，RNA测序、蛋白组学和激酶组学分析，对小胶质细胞和细胞外基质的功能基因进行分析。发现在三组饲养模式的比较下，小胶质细胞和ECM(细胞外基质)发生了改变。这组实验运用组学分析得出ER（失落情绪），影响在于小胶质细胞和细胞外基质。
图3. ER后小胶质细胞较小，复杂性较低，吞噬能力较弱 然后，课题组对IBA1（小胶质细胞标记物）进行免疫荧光检测，结果显示：相较于SH，EE和ER时的小胶质细胞数量均减少。对三组饲养模式中的小胶质细胞形态学变化进行统计分析，发现较EE和SH，ER状态下的小胶质细胞的突触长度、分支和末梢降低。为了探究小胶质细胞周围的细胞吞噬的改变，染BLA脑区的CD68发现，EE饲养后，BLA脑区小胶质细胞周围的吞噬作用减少，而ER处理后，细胞吞噬较EE进一步减少。这组实验说明在ER处理下，小胶质细胞的形态变小、分支减少及吞噬能力减弱的特征。
图4.ER增加了在BLA中ECM和PV神经元的PNN，改变了PV神经元的特征 随后，课题组取三组饲养模式小鼠的脑组织，分别染了PV（小清蛋白）和 WFA（ 紫藤凝集素，ECM的标志物），发现与SH和EE相比，ER状态下，WFA表达增多，ER后PV中间神经元周围的PNN（周围神经网）增多。进一步对有PNN和没PNN的脑片染了vGAT进，结果显示：无PNN组相较于PNN组的vGAT的表达数量减少，无PNN组相较于PNN组vGAT斑点增多（GABA能神经元的合成能力增强）；无PNN组相较于PNN组，PV中间神经元的周长和数量均减少。为了进一步明确谷氨酸能神经元和PV神经元之间的关系，染了vGLUT，与对照组相比，无PNN组，vGLUT的数量减少并且色斑量增多；而PV中间神经元的周长和数量均减少。因此，本实验探究ER能够增加PV神经元上的PNN，并且是通过改变PV中间神经元的突触输入发挥作用的，vGAT/vGLUT的表达增多、比率下降；和改变PV的特征：增加PV的表达和神经元的周长，进而使PV神经元上的PNN增多。
图5 .ER损害BLA相关行为并激活PV神经元 为了探索失落情绪会介导哪些行为学表现。课题组给予SH、EE、ER大鼠进行被动回避实验、三箱社交实验和震惊反射实验。三箱社交实验中，ER大鼠在有危险的（Long Evans rat）房间一侧停留时间延长；震惊反射实验中，ER大鼠震惊幅度增高。这两项行为学实验说明：相较于对照组大鼠，ER大鼠的恐惧记忆减少且惊吓反应增强，与BLA的调节相关。条件性恐惧实验中，且与EE大鼠相比，ER大鼠的恐惧记忆习得速度更慢，同时也表现出恐惧反应加强。PV、WFA和FOS染了免疫荧光，ER时，BLA脑区的PNN表达增多，进而改变了PV中间神经元的特征，进而使BLA脑区的PV神经元激活增多，PNN作为PV中间神经元的修饰标志物，使PV神经元的突触功能、减少相对抑制以及增加PV的活性。因此，本实验得出结论ER能够提升PNN特性，而PNN进一步改变PV的特征同时激活在BLA中的表达。
图6 减少 BLA脑区中的 PNN 可逆转 ER 行为表型 最后，课题组通过减少PNN的表达，观察是否能够逆转ER的行为表型进行验证其机制。首先对EE和ER大鼠的BLA区注射ChABC（即软骨素酶ABC，在消化ECM的过程中会减少BLA中的PNN形成），免疫荧光表明ChABC组的关于标记ECM的WFA较于对照组减少，表明ChABC药物发挥了正常作用。较ER组，加入ChABC 后的ER大鼠体重得到下降。被动回避实验、震惊反射实验和强迫游泳实验中，ChABC组较ER组被动回避的潜伏期、惊吓刺激反应和强迫游泳的不动程度等行为学变化得到逆转。因此，综上ER干预能够减少小胶质细胞的大小、复杂性和吞噬作用；同时提升BLA中的细胞外基质以及PV中间神经元的周围神经网，从而降低BLA的可塑性。 综上所述，该文献揭示了ER如何诱导影响BLA可塑性和其依赖行为的潜在作用机制，为失落导致的治疗兴趣丧失提供了潜在药物靶点。 文章来源：https:///10.1038/s41380-023-02231-8  特别鸣谢 |
|
|
