Science：補償機制令神經(jīng)元置死地而后生
日期：2014-04-18 09:22:12
科學家們知道，大腦獎賞回路(reward circuit)中的神經(jīng)元電活性失衡，會使小鼠更容易出現(xiàn)抑郁癥行為。為了解決這一問題，他們嘗試了多種干預(yù)方式，不過現(xiàn)在出現(xiàn)一個新的轉(zhuǎn)機。
西奈山Icahn醫(yī)學院的研究團隊沒有像通常那樣抑制異常神經(jīng)元的活性，反而進一步增強它們的活性。這一措施最終觸發(fā)了一個天然的補償性應(yīng)答。這種應(yīng)答能夠恢復(fù)神經(jīng)元的電學平衡，使易感動物不再因為面對社交壓力而表現(xiàn)出孤僻、焦慮和倦怠。
“令我們感到驚訝的是，獎賞回路的神經(jīng)元擁有自我調(diào)節(jié)的天然能力，能夠恢復(fù)體內(nèi)的平衡，”領(lǐng)導(dǎo)這項研究的Ming-Hu Han博士說。這項研究于四月十八日發(fā)表在Science雜志上。
“就在我們揭開抑郁癥行為的根源時，這種疾病的治療引來了新的轉(zhuǎn)機。未來的抗抑郁藥物可以利用神經(jīng)元的這種彈性機制起作用。”NIMH的主管Thomas R. Insel說，NIMH資助了這項研究。
此前，研究人員曾利用光遺傳學技術(shù)，操縱獎賞回路的神經(jīng)元活性，進而調(diào)節(jié)小鼠面對社交壓力時的恢復(fù)能力。但他們并不清楚這種恢復(fù)機制如何在細胞水平上起作用。
為此，他們將小鼠暴露在社交壓力之下，并對獎賞回路神經(jīng)元中的電學事件進行了研究。研究顯示，一些易感小鼠在社交壓力下更容易出現(xiàn)抑郁癥行為。而另一些小鼠恢復(fù)力較好，體內(nèi)的巴胺活性未出現(xiàn)異常，也不表現(xiàn)出抑郁癥行為。
研究顯示，在容易出現(xiàn)抑郁癥行為的小鼠中，獎賞回路VTA區(qū)域那些分泌多巴胺的神經(jīng)元變得異常活躍。而這種過度活躍由一個興奮性電流觸發(fā)。令人吃驚的是，在恢復(fù)力較強的小鼠中，這種興奮性電流更強。只不過小鼠體內(nèi)，還同時出現(xiàn)了抑制性鉀離子通道電流的增加。
研究人員在此基礎(chǔ)上推測，恢復(fù)力較強的小鼠可能通過一個自我穩(wěn)定的機制觸發(fā)抑制性電流。那么，也許只需要提高一下易感性小鼠的興奮性電流，就可以激活補償性機制。
為了測試這一理論，Han的研究團隊用增強興奮性電流的藥物，在五天內(nèi)反復(fù)刺激易感小鼠的VTA。結(jié)果這些小鼠出現(xiàn)了行為大逆轉(zhuǎn)，它們社交更多也恢復(fù)了對甜食的偏愛，這些現(xiàn)象很類似抗抑郁藥物的效果。
在細胞水平上，上述行為逆轉(zhuǎn)伴隨著興奮性和抑制性電流的顯著增加，而神經(jīng)元的活動恢復(fù)正常。研究中用來處理小鼠的藥物是lamotrigine，這種藥物在臨床上被用于治療雙相情感障礙。
隨后，研究人員又通過光遺傳學的慢性刺激達到了類似的效果。不過他們強調(diào)，這種自我穩(wěn)定機制似乎只在獎賞回路中起作用。
研究總結(jié)道，如果社交壓力引起的興奮性電流足夠強并且持續(xù)一段時間，就能夠觸發(fā)天然的補償機制，通過抑制性電流校正不平衡的電活性，進而使神經(jīng)元復(fù)原。研究人員指出，至少在大腦的獎賞回路中，將異常擴大化一段時間可以有助于治療。
“自我穩(wěn)定機制精密調(diào)節(jié)著一些生存所必需的過程，例如血糖、氧、體溫、血壓等，”NIMH的Lois Winsky博士說。“現(xiàn)在看來，類似的機制也在維持著大腦細胞中的平衡。”
