Neuron：重大突破！首次鑒定出焦慮細胞

晚上在光線不好的街道上行走時，你的手掌會出汗嗎？根據來自哥倫比亞大學歐文醫學中心（CUIMC）和加州大學舊金山分校（UCSF）的神經科學家開展的一項新的研究，這種感覺可能源於在你的大腦內部深處新鑒定出的「焦慮細胞（anxiety cell）」放電。相關研究結果發表在2018年2月7日的Neuron期刊上，論文標題為「Anxiety Cells in a Hippocampal-Hypothalamic Circuit」。

圖片來自Salk Institute。

這些研究人員在小鼠中的一個被稱作海馬體的大腦結構內發現了這些焦慮細胞。但是，論文共同通信作者、CUIMC精神病學教授Rene Hen博士說，這些焦慮細胞很可能也存在於人體中。

Hen說，「我們稱之為焦慮細胞是因為這些細胞僅在小鼠處於讓它們天生害怕的地方（比如更可能暴露在它們的捕食者存在的地方，或者高架站台）時才會放電。」

這些焦慮細胞的放電將信息傳遞給大腦的其他部分，從而導致焦慮行為。在小鼠中，這些行為包括避開危險區域或逃離到安全區域。

儘管大腦中的許多其他細胞已被鑒定為在焦慮中發揮作用，但這項研究中發現的這些焦慮細胞是首個已知代表著焦慮狀態的細胞，而與引發這種焦慮情緒的環境無關。

論文共同通信作者、UCSF精神病學助理教授Mazen Kheirbek博士說，「這是令人興奮的，這是因為它代表著一種直接而又快速的讓小鼠對引發焦慮的地方作出反應而無需要通過更高階的大腦區域的大腦通路。」

論文第一作者、哥倫比亞大學內外科醫生學會博士生Jessica Jimenez說，「鑒於我們在海馬體中發現這些焦慮細胞，這就為探索我們之前不知道的治療思路開闢了新的領域。」

CUIMC精神病學主任Jeffrey Lieberman教授說，「這項研究表明在動物模型中利用基礎科學技術進行轉化研究如何能夠闡明人類情緒的潛在基礎和精神障礙的病因，從而為治療開發指明方向。」

就一定程度而言，焦慮是健康的

焦慮是正常的，而且對動物的安全是至關重要的。焦慮是對遠處的威脅作出的一種情緒反應，比如在一種讓動物暴露於它的捕食者存在的環境中。安全的選擇是避開這些環境，因此焦慮引發躲避行為。

當人們高估威脅時（比如，與人群交談引起與潛在遇到蛇時的同樣反應），焦慮就成為問題。

為了理解焦慮性障礙（anxiety disorder）中發生何種偏差，來自Hen實驗室的研究人員一直在研究小鼠以便破解大腦處理健康焦慮的方式。

Kheirbek說，「我們想要理解形成焦慮感的情緒信息在大腦中的編碼位置。」

海馬體在大腦形成新的記憶和協助包括小鼠和人類在內的動物在複雜的環境里進行導航的能力中發揮著眾所周知的作用。但近期的研究也表明著海馬體參與調節情緒，而且還有研究表明改變海馬體腹側部中的大腦活動能夠降低焦慮。人們也已知道海馬體給大腦的其他區域---杏仁核和下丘腦---發送信號，這些信號已經證實控制與焦慮有關的行為。」

利用微型顯微鏡鑒定出焦慮細胞

利用一種插入到小鼠大腦中的微型顯微鏡，Hen團隊記錄了當小鼠在它們的周圍環境中自由移動時它們的海馬體中的數百個細胞的活動。

無論何時這些小鼠暴露在一種引發焦慮的環境中，這些研究人員都注意到海馬體腹側部中的特定細胞是有活性的。這些小鼠看起來越焦慮，這些細胞的活性就越大。

這些研究人員這些這些細胞的輸出到下丘腦。已知下丘腦控制著與焦慮相關的行為（在人類中，這些行為包括心率增快、躲避和應激激素分泌）。

通過使用一種被稱為光遺傳學的技術讓這些焦慮細胞開啟和關閉，這些研究人員發現這些焦慮細胞控制著焦慮行為，其中這種技術允許科學家們利用光束控制神經元的活動。當這些細胞遭受沉默時，這些小鼠不再產生恐懼相關的行為，徘徊在高架平台上並且遠離保護牆。當焦慮細胞受到刺激時，即使這些小鼠處於「安全」環境中，它們也表現出更多的恐懼行為。

治療方向

發現這些焦慮細胞提高了開發靶向它們並減少焦慮的療法的可能性。Hen說，「我們正在研究這些焦慮細胞是否與其他的神經元存在分子上的不同之處。如果這些細胞表面上存在一種特定的讓它們與鄰近的細胞區分開來的受體，那麼就有可能開發出一種降低焦慮的新葯。」

參考資料：Jessica C. Jimenez, Katy Su, Alexander R. Goldberg et al.Anxiety Cells in a Hippocampal-Hypothalamic Circuit. Neuron, 7 February 2018, 97(3):670–683, doi:10.1016/j.neuron.2018.01.016

Cell：細胞治療領域觀察者

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！