封面故事丨Neuron:总是控制不住咬指甲?上海交通大学黄菊团队揭示其机制

很多人在思考问题或是感到焦虑的时候常常会有啃手指、扯或捋头发等重复行为——这种行为被称为以身体为导向的刻板重复行为(Body-focusedrepetitivebehaviors , BFRBs) , 是一种常见的神经精神疾病 。
目前普遍认为BFRBs行为有助于控制负面情绪 , 但仍缺少一个确切的机制去解释这种行为与情绪调控之间的关系 。
#1BFRBs与情绪调控
以身体为导向的刻板重复行为(BFRBs)是一种常见的神经精神疾病:患者反复出现针对自身某个部位的非功能性行为 , 例如反复拔毛、扒皮和咬手指等行为 。
BFRBs受到焦虑情绪诱导产生 , 并且具有反作用于情绪的作用——这种行为可能是人类和动物共有的一种受压力促发的情绪调控机制 , 旨在通过减少警觉或者调动脑内奖赏系统来抵抗压力引起的焦虑 。
BFRBs患者表现出在执行刻板重复行为之后感受到焦虑缓解和愉悦情绪 , 类似一种如释重负的满足感 。 尽管心理学认为BFRBs行为有助于控制负面情绪 , 但目前尚不清楚这种刻板重复行为与情绪调控之间相互作用的神经环路机制 。
#2黄菊团队的新观点
2022年9月6日 , 上海交通大学医学院黄菊团队在Neuron(IF=17.17)上在线发表题为“ExcitatorySSTneuronsinthemedialparalemniscalnucleuscontrolrepetitiveself-groomingandencodereward”的研究成果 。
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该工作发现内侧脑桥旁核(medialparalemniscalnucleus,MPL)中的兴奋性生长抑素神经元(somatostatin-positiveneurons,SST)能够控制小鼠的刻板重复行为并编码奖赏 , 抑制这群神经元会削弱小鼠应对压力刺激之后缓解焦虑的能力 。
该文章被选为本期Neuron杂志的封面文章(封面图由格索普生物创作!)
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图1:Neuron封面图(由格索普生物创作!)
#3研究成果
光激活或化学遗传学慢性激活中脑内侧脑桥旁核(MPL)区域生长抑素(SST)能神经元(后续简称MPL-SST能神经元)后促进雌、雄小鼠的自我梳理行为 , 激活非SST能神经元并不发挥这种作用 。
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图2:MPL-SST能神经元调控自我理毛行为
研究人员通过对成年小鼠包含MPL脑区的脑片进行空间转录组测序分析 , 发现MPL富集表达编码神经肽的SST和PTH2基因 。 空间转录、荧光原位杂交和电生理记录确定了MPL的SST神经元是以谷氨酸为递质的兴奋性神经元 , 且其中约一半的神经元共释放神经肽PTH2(图3) 。
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图3:MPL富集表达神经肽SST和PTH2.
在颅内自身刺激或条件位置偏好实验表明:光激活MPL-SST神经元后促进小鼠待在光刺激一侧 。 免疫荧光实验发现MPL-SST神经元是兴奋性神经元 , 分泌STT和PTH2 。 通过病毒特异性敲低STT后 , 可明显减弱光激活MPL-SST神经元引起的奖赏行为 , 但敲低PTH2不会影响奖赏行为 。
病毒示踪实验发现MPL-STT神经元投射到VTA脑区 , 并与多巴胺能神经元形成突触 。 光激活MPL-STT神经元投射到VTA脑区多巴胺能神经元后可引起自我理毛行为 , 同时伏隔核区域多巴胺释放明显增加(伏隔核是VTA脑区多巴胺能神经元的主要靶向脑区) , 阻断多巴胺受体信号后可减弱自我理毛行为 。
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图4:MPL-SST能神经元编码奖赏信息
#4总结与展望
本研究揭示了刻板重复行为与情绪调控之间相互作用的神经环路机制 , 为理解人类BFRBs相关精神疾病的神经环路机制提供了重要的理论依据 。