-
耿鑫副主任醫(yī)師 昆明醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院 神經(jīng)外科 最新技術(shù)|神經(jīng)性厭食調(diào)節(jié):表達(dá)PKC-δ的杏仁核神經(jīng)元亞群征包括異常的進(jìn)食行為、自我饑餓、對體重增加的強烈恐懼以及過度運動。目前的研究表明,神經(jīng)性厭食與杏仁核中的神經(jīng)元活動升高有關(guān),杏仁核是情緒控制最為成熟的腦區(qū)域。然而,目前仍不清楚杏仁核中的神經(jīng)元如何調(diào)節(jié)厭食癥的發(fā)展。2024年3月8日,來自美國亞利桑那大學(xué)的HaijiangCai教授及其研究團(tuán)隊在《CellReports》上發(fā)表了題為Developmentofactivity-basedanorexiarequiresPKC-δneuronsintwocentralextendedamygdalanuclei的研究論文。先前的研究揭示了中央擴(kuò)展杏仁核(Centralextendedamygdala,EAc)中兩個不同核團(tuán),即杏仁核的中央核(Centralnucleusoftheamygdala,CeA)和終紋床核的橢圓區(qū)(Theovalregionofthebednucleusofthestriaterminalis,ovBNST),表達(dá)蛋白激酶C-δ(PKC-δ)的神經(jīng)元在多種厭食信號中起作用,并在急性激活時抑制食物攝入。這項研究使用了一種常見的厭食癥動物模型——活動性神經(jīng)性厭食(Activity-basedanorexia,ABA),來研究CeA和ovBNST中這一特定亞群神經(jīng)元如何調(diào)節(jié)神經(jīng)性厭食的發(fā)展。在ABA中,嚙齒動物在受限的飲食計劃和自由使用跑輪的情況下會發(fā)展出威脅生命的自我饑餓和過度活動的傾向。CeAPKC-δ和ovBNSTPKC-δ神經(jīng)元調(diào)節(jié)ABA的發(fā)育▲同時消除CeA和ovBNST中的PKC-δ神經(jīng)元可以阻止ABA的發(fā)展為了探究CeAPKC-δ或ovBNSTPKC-δ神經(jīng)元在厭食癥發(fā)展中可能發(fā)揮的作用,研究團(tuán)隊評估了當(dāng)這一亞群神經(jīng)元被消融時,小鼠對ABA范式的反應(yīng)。研究人員首先僅關(guān)注雌性小鼠,因為人類厭食癥在女性中觀察和診斷的比例更高。研究團(tuán)隊通過雙側(cè)病毒注射消融了PKC-δ神經(jīng)元。病毒注射前后3周比較體重顯示,消融本身并沒有顯著影響體重。有趣的是,盡管先前的研究表明急性沉默CeAPKC-δ和ovBNSTPKC-δ神經(jīng)元會增加食物攝入量,然而在CeA或ovBNST中進(jìn)行慢性消融,或者同時進(jìn)行兩者,都沒有增加總?cè)諗z入量。此外,在任何食物限制之前,PKC-δ神經(jīng)元消融小鼠的總?cè)张茌喕顒恿炕蝮w重與對照組小鼠相比沒有顯著差異。這些基線數(shù)據(jù)表明,在小鼠可以自由使用跑輪和食物的匹配條件下,EAcPKC-δ神經(jīng)元消融并不會引起體重、食物攝入量或跑輪活動的顯著變化。手術(shù)后3周,研究團(tuán)隊進(jìn)行了ABA實驗,其中每天限制一段時間供食物,連續(xù)10天。食物限制組包括所有沒有跑輪的小鼠;這些小鼠是ABA實驗的標(biāo)準(zhǔn)對照組,因為它們已被證明在有限的飲食計劃下體重下降,但能夠存活。相反,預(yù)料之中,所有在“帶跑輪的食物限制”(FRW)組中的WT小鼠在10天內(nèi)發(fā)展出了ABA。ABA的標(biāo)準(zhǔn)是當(dāng)小鼠的體重比基線體重輕20%以上,持續(xù)2天以上。盡管在CeA或ovBNST中消融PKC-δ神經(jīng)元可以為FRW小鼠提供一定程度的保護(hù)免受ABA影響,但同時在兩個區(qū)域(CeA+ovBNST)進(jìn)行消融是一致預(yù)防ABA的必要條件。進(jìn)行了這種雙側(cè)消融的FRW小鼠與WT-FRW小鼠相比,存活率有顯著差異,與食物限制對照組相比沒有顯著差異。研究人員并沒有發(fā)現(xiàn)CeAPKC-δ和ovBNSTPKC-δ神經(jīng)元表達(dá)水平與ABA發(fā)展天數(shù)之間的相關(guān)性。這些數(shù)據(jù)表明,EAc中兩個核團(tuán)——CeA和ovBNST的PKC-δ神經(jīng)元的雙側(cè)消融具有復(fù)合作用,可以調(diào)節(jié)ABA的發(fā)展。CeAPKC-δ和ovBNSTPKC-δ神經(jīng)元的雙重消融防止ABA中體重和食物攝入量的減少▲通過對EAcPKC-δ神經(jīng)元的雙重消融,可以減輕ABA的發(fā)育特征為了確定同時消融CeAPKC-δ和ovBNSTPKC-δ神經(jīng)元的小鼠如何在ABA條件下存活,研究團(tuán)隊首先評估了實驗中各天的體重變化以及相應(yīng)的食物攝入量。與先前的研究一致,基線數(shù)據(jù)顯示,自由使用跑步輪和食物并不會減少體重?fù)p失。FR小鼠在實驗過程中確實逐漸減輕體重,但通常不會降至需要將其從實驗中移除的威脅生命的程度。因此,F(xiàn)R組在研究中充當(dāng)了對照。預(yù)期地,在WT-FRW小鼠(未消融)和相應(yīng)的FR對照組之間存在明顯的體重?fù)p失差異。然而,相反,Cre-FRW和Cre-FR小鼠(雙重消融)在所有10天的實驗中趨勢幾乎相同。相應(yīng)地,食物攝入在WT-FRW小鼠中受到了干擾,隨著體重減輕而逐漸減少,而Cre-FRW的食物攝入非常接近相應(yīng)的Cre-FR對照組。個體樣本數(shù)據(jù)圖進(jìn)一步證明了具有雙重消融的小鼠對于發(fā)展ABA的易感性較低。這些數(shù)據(jù)顯示了具有CeAPKC-δ?+ovBNSTPKC-δ神經(jīng)元消融的FRW小鼠行為更類似于相應(yīng)的FR對照組,其食物攝入量逐漸增加并最終體重穩(wěn)定,從而表現(xiàn)出對ABA的增加“適應(yīng)性”。ABA的發(fā)展另一個關(guān)鍵因素是跑輪活動增加。在食物限制開始之前,WT(未消融)小鼠的每日跑輪活動與Cre小鼠(雙重消融)相比沒有顯著差異。然而,一旦食物被限制,WT-FRW小鼠的每日跑輪活動顯著增加,而Cre-FRW小鼠的每日跑輪活動沒有顯著改變。WT-FRW小鼠在食物限制期間表現(xiàn)出過度活動,直到被移除,而Cre-FRW小鼠則傾向于表現(xiàn)出相對穩(wěn)定的跑輪活動,表明適應(yīng)食物限制參數(shù)。單個CeAPKC-δ或ovBNSTPKC-δ神經(jīng)元消融并不能一致地防止任何關(guān)鍵的ABA表型,這表明兩個核團(tuán)中的任何一個單獨并不能比另一個更有效地執(zhí)行某種行為。為了調(diào)查跑輪活動的細(xì)節(jié),研究團(tuán)隊檢查了每天的不同時間段:白天期間,黑暗期間,期待食物活動期間(FAA),以及有限的進(jìn)食期間。WT-FRW小鼠在白天期間表現(xiàn)出極端的跑輪過度活動,包括FAA,但這種過度活動在Cre-FRW小鼠中不存在。此外,Cre-FRW小鼠在食物限制的日子里表現(xiàn)出跑輪活動在黑暗期間的趨勢性減少,暗示了一定程度的覺醒適應(yīng),與新的飲食計劃相一致。與以前的結(jié)果一致,時間序列數(shù)據(jù)顯示,WT-FRW小鼠在末端移除前1或2天的跑輪活動有明顯的異常,甚至在白天期間也表現(xiàn)出過度活動。相反,Cre-FRW小鼠顯示出一致的晝夜跑輪活動模式,黑暗期間活動適中,白天期間活動最小。研究人員在進(jìn)食時間沒有觀察到跑輪活動的顯著差異。由于EAcPKC-δ神經(jīng)元消融導(dǎo)致ABA跑輪過度活動表型的強烈預(yù)防,研究團(tuán)隊評估了激活或沉默EAcPKC-δ神經(jīng)元如何影響跑輪活動本身。使用化學(xué)遺傳學(xué)方法,研究人員發(fā)現(xiàn)在白天周期期間,與對照小鼠相比,在飽食的小鼠中激活EAcPKC-δ神經(jīng)元顯著增加了跑輪活動的次數(shù)和活躍時間。相應(yīng)地,沉默EAcPKC-δ神經(jīng)元導(dǎo)致跑輪活動趨勢性減少。這些數(shù)據(jù)與存在神經(jīng)元時發(fā)展的ABA跑輪過度活動表型相一致,并且相反,在消融時被消除。綜上所述,這些數(shù)據(jù)表明,具有同時消融CeA和ovBNSTPKC-δ神經(jīng)元的Cre-FRW小鼠主要通過在引入新的飲食計劃時阻止跑輪活動增加以及逐漸增加每日食物攝入量來存活于ABA條件下。ABA導(dǎo)致更多的EAcPKC-δ神經(jīng)元在響應(yīng)食物時被激活▲CeA和ovBNST中PKC-δ神經(jīng)元的活性與ABA的攝食行為有關(guān)CeAPKC-δ或ovBNSTPKC-δ神經(jīng)元的激活抑制食物攝入;因此,研究團(tuán)隊假設(shè)FRW小鼠在ABA發(fā)展后CeAPKC-δ和ovBNSTPKC-δ神經(jīng)元的活性增加。為了調(diào)查在發(fā)展ABA的小鼠中四個不同腦區(qū)中PKC-δ神經(jīng)元活性的參與,研究人員監(jiān)測了WT-FRW小鼠和其相應(yīng)對照組WT-FR小鼠在ABA范式期間對食物攝入的c-Fos表達(dá)。有趣的是,在這個隊列中有一些FRW小鼠在10天的實驗中沒有發(fā)展出ABA,但它們?nèi)匀槐皇占M(jìn)行分析。當(dāng)FRW小鼠的體重從基線減輕超過20%(FRW-ABA)時,它們在食物呈現(xiàn)后灌注90分鐘。FR(非ABA)小鼠在與FRW小鼠相當(dāng)?shù)娜兆颖活愃频厥占RW(非ABA)小鼠在第10天收集,也就是實驗的最后一天。c-Fos和PKC-δ神經(jīng)元的雙重免疫染色顯示,F(xiàn)RW(ABA)小鼠在CeA++PKC-δ和ovBNST神經(jīng)元表達(dá)c-Fos方面與FR或FRW(非ABA)小鼠相比顯著增加。這種增加在CeA和ovBNST的右側(cè)和左側(cè)半球中都觀察到,表明雙側(cè)的重要性。然而,在這些核團(tuán)中表達(dá)c-Fos的神經(jīng)元總數(shù)沒有顯著差異。此外,線性回歸分析表明,各組之間的食物攝入量與c-FosPKC-δ神經(jīng)元之間存在顯著負(fù)相關(guān),與FRW(ABA)小鼠在末端移除日與FR(非ABA)和FRW(非ABA)小鼠相比食物攝入量顯著減少相一致。比較FRW條件下小鼠在食物限制日的體重?fù)p失和跑輪轉(zhuǎn)數(shù),ABA的抵抗力和易感性清晰可見。這些結(jié)果與先前發(fā)現(xiàn)的當(dāng)激活時抑制食物攝入的EAc++PKC-δ神經(jīng)元的功能一致,并進(jìn)一步支持這些神經(jīng)元參與調(diào)節(jié)ABA發(fā)展的論斷?!S著ABA的發(fā)育,CeA和ovBNST中PKC-δ神經(jīng)元的活性在進(jìn)食期間均升高為了進(jìn)一步研究在小鼠發(fā)展ABA時EAcPKC-δ神經(jīng)元的體內(nèi)動態(tài),研究團(tuán)隊向PKC-δ-Cre小鼠注射了一個Cre依賴的AAV,表達(dá)了一個基因編碼的鈣指示劑。研究人員針對了CeAPKC-δ和ovBNSTPKC-δ神經(jīng)元,同時植入光纖導(dǎo)管。當(dāng)小鼠經(jīng)歷ABA范式時,研究人員收集了在體光遺傳光纖系統(tǒng)記錄數(shù)據(jù),并比較了三種情況的數(shù)據(jù):“自由進(jìn)食跑輪”、“食物限制的跑輪”以及FRW小鼠達(dá)到ABA標(biāo)準(zhǔn)的日子。為了確定EAcPKC-δ神經(jīng)元活性如何隨著進(jìn)食而改變,研究團(tuán)隊記錄了授時因子時間(ZeitgeberTime,ZT)12之前和之后的數(shù)據(jù),即黑暗周期的開始以及小鼠開始進(jìn)食的時間。ZT12之前15分鐘和之后30分鐘的平均Z得分熒光變化顯示,在黑暗期間,相對于FRW和Wheel組,F(xiàn)RW-ABA條件下的鈣熒光水平升高。熒光變化在CeA和ovBNST核團(tuán)中都觀察到,表明了EAcPKC-δ神經(jīng)元的活動增加。因此,體內(nèi)鈣成像數(shù)據(jù)與c-Fos數(shù)據(jù)一致,進(jìn)一步支持了EAcPKC-δ神經(jīng)元在ABA發(fā)展中發(fā)揮作用的假設(shè)。CeAPKC-δ和ovBNSTPKC-δ神經(jīng)元的雙重消融在雄性和雌性小鼠中都能抑制ABA▲EAcPKC-δ神經(jīng)元的雙重消融在雄性和雌性小鼠中都能抑制ABA先前的文獻(xiàn)表明,在ABA范式中的行為和生存可能會根據(jù)性別而異。研究團(tuán)隊的WT-FRW小鼠確實表現(xiàn)出性別差異:雌性小鼠比雄性小鼠更快地發(fā)展出ABA,并且體重下降更為劇烈。然而,與這些沒有消融的WT-FRW小鼠相比,具有雙重消融的Cre-FRW小鼠并未表現(xiàn)出性別差異。生存分析顯示,在發(fā)展ABA的概率上沒有顯著差異,而體重下降的趨勢在性別之間是相似的。盡管每組中的平均食物攝入量在性別之間沒有顯著差異,但跑輪活動存在差異。與先前的研究一致,雌性小鼠在食物限制開始之前的每日跑輪活動中略有增加。然而,盡管雄性和雌性WT-FRW小鼠在食物限制時增加了他們的跑輪活動差異,但這種差異在Cre-FRW小鼠中減小。因此,雄性和雌性WT-FRW小鼠之間的跑輪活動在白天期間是顯著不同的,但在Cre-FRW小鼠中卻沒有顯著差異。FAA也在雌雄WT-FRW小鼠中顯著不同,但在Cre-FRW小鼠中則沒有??傮w而言,在白天期間跑輪活動的減少表明了對ABA發(fā)展的降低易感性,這在部分雄性WT-FRW小鼠以及雙重消融的雄性和雌性Cre-FRW小鼠中觀察到。因此,這些數(shù)據(jù)表明,消融EAcPKC?δ神經(jīng)元對于ABA的發(fā)展提供了一定程度的抵抗力,尤其是對于跑輪過度活動表型,這種情況通常僅出現(xiàn)在雄性WT-FRW小鼠中。這項研究證明了以PKC-δ表達(dá)為標(biāo)志的杏仁核神經(jīng)元亞群調(diào)節(jié)活動性神經(jīng)性厭食。PKC-δ神經(jīng)元位于EAc的兩個核團(tuán)中:CeA和ovBNST。同時消融CeAPKC-δ和ovBNSTPKC-δ神經(jīng)元可以防止ABA,但僅在CeA或ovBNST中消融PKC-δ神經(jīng)元是不夠的。相應(yīng)地,這兩個核團(tuán)中的PKC-δ神經(jīng)元在ABA發(fā)展過程中顯示出增加的活動。研究展示了杏仁核中的神經(jīng)元通過影響進(jìn)食和運動行為來調(diào)節(jié)ABA,并支持了厭食癥復(fù)雜異質(zhì)性病因的存在。2024年03月15日
1572
0
0
-
孫玉濤主任醫(yī)師 唐山市精神衛(wèi)生中心 精神科 這個問題長期困擾著患者和家屬,他們很關(guān)心自己的診斷,認(rèn)為僅僅根據(jù)患者的一些訴說就下了診斷,這個做法很主觀,不可靠,一直尋求精神疾病的客觀診斷指標(biāo)。 那么到底精神疾病有沒有診斷客觀依據(jù)呢,或者換句話說,精神疾病到底是否有腦區(qū)的可見的異常改變呢? 答案是當(dāng)然有。 對于目前已知的精神疾病已經(jīng)有了明確的神經(jīng)生化,影像,遺傳,精神藥理等方面單一或多個病理證據(jù),其中最客觀的證據(jù)之一是神經(jīng)解剖和神經(jīng)影像學(xué)資料,已經(jīng)確定的和精神疾病相關(guān)的5個神經(jīng)環(huán)路以及不同精神疾病多個腦區(qū)的代謝變化,已經(jīng)被功能性核磁顯示出來,例如抑郁癥相關(guān)腦區(qū)的低代謝改變,強迫癥眶額葉等的高代謝改變,神經(jīng)性厭食的低代謝區(qū)和神經(jīng)性貪食的高代謝區(qū)等等,通過檢查可以找到明確的證據(jù)。由于病理機(jī)制復(fù)雜,這些檢查暫不作為常規(guī)檢查和診斷依據(jù),但并不代表精神病沒有客觀證據(jù)。 那種認(rèn)為精神疾病的發(fā)病是一種虛幻,沒有依據(jù)的說法才是真正的沒有依據(jù)。科學(xué)診斷和治療,才是精神疾病的王道。2021年06月15日
3451
0
5
相關(guān)科普號

李雪霓醫(yī)生的科普號
李雪霓 主任醫(yī)師
北京大學(xué)第六醫(yī)院
精神科
1795粉絲30萬閱讀

孫玉濤醫(yī)生的科普號
孫玉濤 主任醫(yī)師
唐山市精神衛(wèi)生中心
精神科
1000粉絲81.1萬閱讀

靳大川醫(yī)生的科普號
靳大川 主任醫(yī)師
河南省傳染病醫(yī)院
消化內(nèi)科
38粉絲20.8萬閱讀