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中国科大周江宁研究组发现脑内负责压力应对行为的神经元丨CellPress论文速递

Cell Press CellPress细胞科学 2021-11-26




我们生活在一个充满压力的自然和社会中,面对压力每一个个体都将做出选择:是主动应对还是被动回避。负责这种抉择能力的脑的生物基础是什么?这是一个著名科学问题,简称之为“战斗或逃跑”的选择。研究者常根据动物所采用的行为方式判断其面对压力时选择的应对策略。


近日,采用基因操作小鼠结合行为学、药物遗传学和在体显微成像等技术,中国科学技术大学(简称中国科大)周江宁研究组历经八年的研究发现:在各种行为挑战情景下,内侧前额叶的促肾上腺皮质激素释放激素(CRF)神经元是决定选择“战斗或逃跑”的神经生物学基础。


该论文以“Prefrontal cortex corticotropin-releasing factor neurons control behavioral styles selection under challenging situations”为题, 2月25号在线发表与于Cell Press细胞出版社旗下期刊Neuron上。


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图注:灵感来自古罗马双面神图像,隐喻实验中激活或抑制CRF神经元小鼠的双向行为。图中,手握宝剑(CRF神经元)红色老鼠强壮勇敢,而失去宝剑的蓝色老鼠则胆怯恐惧。绘图: 王晶、陈晓东、徐奇智。

该研究首先确认了内侧前额叶的 CRF神经元为一种抑制性的中间神经元,并与椎体神经元构成神经环路。接着采用活体显微成像的方法观察到:在面对负性压力下,小鼠采取主动应对行为时,CRF神经元活性增强。在悬尾、强迫游泳和社交竞争挫败等负性压力条件下,采用化学遗传学方法凋亡或抑制内侧前额叶CRF神经元,可增加小鼠的被动应对行为;而CRF神经元的激活则促进主动应对行为。个体长期暴露于负性压力下,仍可维持正常的生理和心理稳态,称之为对负性压力“抵抗”;而在长期负性压力下,不能维持正常的生理和心理稳态,则称为对负性压力“易感”。


流行病学和临床证据显示,习惯采用被动应对行为的个体,发生压力相关的心理、身体功能紊乱或精神疾病的风险增加,即所谓的“易感”。该研究进一步研究了前额叶CRF神经元在小鼠产生“抵抗”行为中的作用和机制。在长期社会竞争失败情况下,百分之八十都表现为“易感型”,采用化学遗传学的方法,选择性激活内侧前额叶的CRF 神经元可显著增加小鼠的主动应对行为,“抵抗型”小鼠的比例大大提高。值得一提的是,该效应具有较长的持续性。上述结果揭示:内侧前额叶CRF神经元为脑内负责调控压力应对行为的神经元。促进内侧前额叶CRF神经元的活性可增强主动应对行为,提高对环境负性压力的抵抗性。这一发现推动了对“压力应对行为抉择”这一重要科学问题的了解。并为改善或治疗负性压力相关紊乱和疾病,提出新的思路和途径。


该研究与华中科技大学龚辉教授、中国科大杨昱鹏、张智教授合作完成。陈鹏博士为该论文的第一作者,周江宁教授为通讯作者。该研究受国家自然科学基金委重大研究计划、中科院B类先导项目和国家重点研发计划资助。


论文通讯作者简介


关于 周江宁 教授



1979年宁夏医学院毕业,1985年获宁夏医学院生理学硕士学位,1996年获荷兰AMSTERDAM 大学医学院博士学位,1996-1998 荷兰皇家科学院脑研究所博士后。1998年回国工作,曾任安徽医科大学第一附属医院老年医学教授、博士生导师、神经内科副主任医师。同年被中国科学技术大学聘为神经生物学兼职教授、博士生导师。2001年入选中科院“百人计划”。2003年调入中国科大。现任中国科大生命科学院教授、博士生导师。中科院脑功能和脑疾病重点实验室主任。兼任安徽省神经科学学会理事长、中国神经科学英文会刊Neuroscience Bulletin常务编委。欧洲内分泌学会会刊Endocrine Connections 资深编辑。


主要学术业绩:Nature等SCI期刊发表论文100余篇。他人引用5600余篇次,H因子41。2014-2018连续入选爱思唯尔出版集团评选的神经科学高被引学者榜单。其中:关于“变性的脑结构基础”的发现,载入权威神经科学教科书“Principles of Neural Science”。关于阿尔茨海默病和抑郁症病人的视交叉上核和松果体退行性改变的发现,促进了光治疗改善昼夜节律紊乱的临床应用。提出并证实多组配对受体调控促肾上腺皮质激素释放激素神经元的作用及机制。


通讯地址:安徽省合肥市黄山路443号中国科大西区生命学院 230027

E-mail: jnzhou@ustc.edu.cn


相关论文信息


论文原文刊载于Cell Press细胞出版社旗下期刊Neuron上,点击“阅读原文”或扫描下方二维码查看论文


论文标题:

Prefrontal Cortex Corticotropin-Releasing FactorNeurons Control Behavioral Style Selection underChallenging Situations


论文网址:

https://www.cell.com/neuron/fulltext/S0896-6273(20)30060-X


DOI:

https://doi.org/10.1016/j.neuron.2020.01.033



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